JP4589660B2 - ビーム整形光学装置 - Google Patents
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Description
2 ビームエキスパンダ
4、105 マスク
5、109 ホモジナイズ面
11、102 短軸用レンズアレイ
12、103 短軸用コンデンサレンズ
13、14、104 短軸用イメージングレンズ
21、100 長軸用レンズアレイ
22、23、101 長軸用コンデンサレンズ
30、110 被照射面
Claims (6)
- レーザビームの入射位置と、該入射位置に入射するレーザビームが照射される被照射面が画定され、該入射位置に入射するレーザビームを、該被照射面上においてビーム断面が一方向に長い形状になるように整形するビーム整形光学装置であって、
前記入射位置と前記被照射面と間のビーム経路上に配置され、入射するビームを、前記被照射面におけるビーム断面の長軸方向とビームの進行方向とに平行な長軸面内に関して複数のビームに分割する長軸用レンズアレイと、
前記長軸用レンズアレイにより分割された複数のビームが入射する位置に配置された第1の長軸用コンデンサレンズ、及び該第1の長軸用コンデンサレンズを通過した複数のビームが入射する位置に配置された第2の長軸用コンデンサレンズを含む長軸用レンズ群であって、該長軸用レンズ群は、前記長軸面内に関して、前記長軸用レンズアレイで分割された複数のビームを前記被照射面上で重ね合わせ、該第2の長軸用コンデンサレンズを通過したビームの各々の長軸面内に関する広がり角の絶対値が、該第1の長軸用コンデンサレンズを通過した対応するビームの各々の長軸面内に関する広がり角の絶対値よりも小さくなる構成とされている長軸用レンズ群と、
前記入射位置と前記被照射面との間のビーム経路上に配置され、入射するビームを、前記被照射面におけるビーム断面の短軸方向とビームの進行方向とに平行な短軸面内に関して複数のビームに分割する短軸用レンズアレイと、
前記短軸用レンズアレイで分割された複数のビームが入射し、入射する複数のビームを、前記短軸面内に関して、中間ホモジナイズ面上で重ね合わせる短軸用コンデンサレンズと、
前記中間ホモジナイズ面上に重ね合わされた複数のビームの断面を、前記短軸面内に関して前記被照射面上に結像させる短軸用イメージングレンズ系であって、第1の短軸用イメージングレンズと、該第1の短軸用イメージングレンズよりも後側に配置された第2の短軸用イメージングレンズとを含み、該第1の短軸用イメージングレンズの前側焦点が前記中間ホモジナイズ面上に位置し、該第2の短軸用イメージングレンズの後側焦点が前記被照射面上に位置する短軸用イメージングレンズ系と
を有し、
前記長軸用レンズアレイ及び前記長軸用レンズ群が、前記第1の短軸用イメージングレンズと第2の短軸用イメージングレンズとの間のビーム経路上に配置されているビーム整形光学装置。 - 前記長軸用レンズアレイの中央のレンズを通過したビームが、前記第2の長軸用コンデンサレンズと前記被照射面との間において、前記長軸面内に関して平行光線束となるように、前記長軸用レンズアレイ及び長軸用レンズ群が構成されている請求項1に記載のビーム整形光学装置。
- レーザビームの入射位置と、該入射位置に入射するレーザビームが照射される被照射面が画定され、該入射位置に入射するレーザビームを、該被照射面上においてビーム断面が一方向に長い形状になるように整形するビーム整形光学装置であって、
前記入射位置と前記被照射面と間のビーム経路上に配置され、入射するビームを、前記被照射面におけるビーム断面の長軸方向とビームの進行方向とに平行な長軸面内に関して複数のビームに分割する長軸用レンズアレイと、
前記長軸用レンズアレイにより分割された複数のビームが入射する位置に配置された第1の長軸用コンデンサレンズ、及び該第1の長軸用コンデンサレンズを通過した複数のビームが入射する位置に配置された第2の長軸用コンデンサレンズを含む長軸用レンズ群であって、該長軸用レンズ群は、前記長軸面内に関して、前記長軸用レンズアレイで分割された複数のビームを前記被照射面上で重ね合わせ、該第2の長軸用コンデンサレンズを通過したビームの各々の長軸面内に関する広がり角の絶対値が、該第1の長軸用コンデンサレンズを通過した対応するビームの各々の長軸面内に関する広がり角の絶対値よりも小さくなる構成とされている長軸用レンズ群と、
前記入射位置と前記被照射面との間のビーム経路上に配置され、入射するビームを、前記被照射面におけるビーム断面の短軸方向とビームの進行方向とに平行な短軸面内に関して複数のビームに分割する短軸用レンズアレイと、
前記短軸用レンズアレイで分割された複数のビームが入射し、入射する複数のビームを、前記短軸面内に関して、中間ホモジナイズ面上で重ね合わせる短軸用コンデンサレンズと、
前記中間ホモジナイズ面上に重ね合わされた複数のビームの断面を、短軸面内に関して前記被照射面上に結像させる短軸用イメージングレンズと
を有し、前記中間ホモジナイズ面及び前記短軸用イメージングレンズが、前記第2の長軸用コンデンサレンズの後側に配置されているビーム整形光学装置。 - 前記長軸用レンズアレイの中央のレンズを通過したビームが、前記第2の長軸用コンデンサレンズと前記被照射面との間において、長軸方向に関して平行光線束となるように、前記長軸用レンズアレイ及び長軸用レンズ群が構成されている請求項3に記載のビーム整形光学装置。
- 前記短軸用レンズアレイ及び前記短軸用コンデンサレンズが、前記第2の長軸用コンデンサレンズよりも後側に配置されている請求項4に記載のビーム整形光学装置。
- レーザビームの進行方向をZ方向とするXYZ直交座標系を考えたとき、Z軸方向に進行するレーザビームをYZ面内に関して複数のビームに分割する第1のレンズアレイと、
前記レーザビームをXZ面内に関して複数のビームに分割する第2のレンズアレイと、
X軸方向に平行な母線を有する複数のシリンドリカルレンズを含み、前記第1のレンズアレイで分割された複数のビームを、被照射面上で重ね合わせる第1のレンズ群と、
Y軸方向に平行な母線を有する複数のシリンドリカルレンズを含み、前記第2のレンズアレイで分割された複数のビームを、前記被照射面上で重ね合わせる第2のレンズ群と
を有し、第1のレンズ群のシリンドリカルレンズは、XZ面内に関して平行光線束となる位置に配置され、第2のレンズ群のシリンドリカルレンズは、YZ面内に関して平行光線束となる位置に配置されているビーム整形光学装置。
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