JP2017102474A - ほぼコリメートされたビームを焦束するための光学素子の配置構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光軸OA周りのほぼコリメートされたビームSの入口束EBを焦点F周りの焦点エリアに焦束するためのビームフォーカサーSFに関し、光入口LEから光出口LAまでの光経路に沿って、アキシコン角を有する第1アキシコンA1と、これに続いて、同じアキシコン角を有する第2アキシコンA2とが入口側に配置され、結像光学系Lが出口側に配置されている。第1及び第2アキシコンA1、A2は光軸OAに沿って鏡面対称に配置され、結像光学系LはビームフォーカサーSFの出口側LAに向けられた焦点Fを有している。
【選択図】図3
Description
S 光ビーム、ビーム
L 平凸非球面レンズ
L.p 平凸非球面レンズの平面
L.k 平凸非球面レンズの凸面
OA 光軸
EB 入口束
AB 出口束
LE 光入口
LA 光出口
F 焦点
X 位置軸
E 放射照度軸
E_L 平凸非球面レンズの放射照度プロファイル
E_SF ビームフォーカサーの放射照度プロファイル
E_min 最低放射照度
A1 第1アキシコン
A2 第2アキシコン
l 距離
A1.p 第1アキシコンの平面
A2.p 第2アキシコンの平面
A1.k 第1アキシコンの円錐側面
A2.k 第2アキシコンの円錐側面
Claims (16)
- 光軸周りのほぼコリメートされたビームの入口束を焦点周りの焦点エリアに焦束させるためのビームフォーカサーであって、
入口側に配置され、アキシコン角を有する第1アキシコンと、
前記第1アキシコンと同じアキシコン角を有する第2アキシコンと、
前記第1アキシコン及び前記第2アキシコンに続いて出口側に配置され、前記光軸に沿ってセンタリングされた結像光学系と、を備え、
前記第1アキシコン及び前記第2アキシコンは、前記光軸に沿って鏡面対称に配置され、
前記結像光学系の焦点は、前記ビームフォーカサーの出口側に向けられており、
前記結像光学系は、非球面レンズとして形成されている、
ことを特徴とするビームフォーカサー。 - 前記結像光学系は、入口側に平面を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のビームフォーカサー。
- 前記結像光学系は、入口側に凹面を有する、ことを特徴とする請求項1に記載のビームフォーカサー。
- 前記第1アキシコンと前記第2アキシコンとの間の距離が調整可能である、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のビームフォーカサー。
- 前記焦点周りの前記焦点エリアが前記第1アキシコンと前記第2アキシコンとの間の距離の調整により前記光軸に沿って移動するように、前記非球面レンズの出口側面のいずれの点及び/又は入口側面のいずれの点における曲率半径は、当該点の前記光軸からの垂直距離に基づいて選択されている、ことを特徴とする請求項4に記載のビームフォーカサー。
- 前記第1アキシコンの平面が入口側を向き、前記第2アキシコンの平面が出口側を向く、ことを特徴とする請求項1に記載のビームフォーカサー。
- 単色光を焦束するための請求項4に記載のビームフォーカサーを調整するための調整方法であって、
前記第1アキシコンと前記第2アキシコンと間の波長依存距離を設定することによって、前記焦点周りの焦点エリアが、前記単色光に対しての最小断面を有するように調整可能である、ことを特徴とする調整方法。 - 請求項4に記載のビームフォーカサーを調整するための調整方法であって、
前記第1アキシコンと前記第2アキシコンとの間の距離を設定することによって、前記焦点エリアの前記結像光学系からの距離が調整可能である、ことを特徴とする調整方法。 - 請求項1に記載のビームフォーカサーを用いてコリメートされたビームを焦束するための方法であって、
前記焦点エリア内で、最低放射照度を超える放射照度が、前記焦点周りの前記焦点エリア外では実質的に生じない物理効果のために達成可能である、ことを特徴とする方法。 - 前記物理効果は、前記最低放射照度を超える重合反応に基づくものである、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記物理効果は、前記最低放射照度を超える光穿孔に基づくものである、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記物理効果は、前記最低放射照度を超える固体材料の溶融に基づくものである、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 請求項9に記載の方法を実施するための配置構造であって、前記ビームフォーカサーは、入口側において、コリメートされた光によって照射される、ことを特徴とする配置構造。
- 前記ビームフォーカサーは、前記焦点周りの前記焦点エリアと、1より大きい屈折率を有する浸漬液によって繋がっている、ことを特徴とする請求項13に記載の配置構造。
- 前記ビームフォーカサーと前記焦点周りの前記焦点エリアとの間に、光透過保護素子が配置されている、ことを特徴とする請求項13に記載の配置構造。
- 前記光透過保護素子は、交換可能である、ことを特徴とする請求項15に記載の配置構造。
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