JP6146745B2 - 入射光ビームを変換するための光学配置、光ビームをラインフォーカスに変換する方法、及びそのための光学デバイス - Google Patents
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Description
12 光ビーム
14 ラインフォーカス
18 光学要素
70a 光学配置
Claims (16)
- 第1の円錐形光学作動面を有する第1の光学要素と、
第2の円錐形光学作動面を有する第2の光学要素と、
を備え、
前記第1及び第2の円錐形光学作動面は、該第1及び第2の円錐形光学作動面の円錐軸である対称軸を定め、
光学配置の使用中に、
光ビームは、前記第1の円錐形光学作動面及び前記第2の円錐形光学作動面上に順次入射し、
前記光ビームは、該光ビームが前記対称軸と前記第1の円錐形光学作動面の交点に入射しないよう、そして該光ビームが該対称軸と前記第2の円錐形光学作動面の交点に入射しないよう、該第1及び第2の円錐形光学作動面上に該対称軸に対して軸外で入射し、
前記光ビームの第1の光線は、前記対称軸から第1の距離において前記第1の円錐形光学作動面に入射し、該光ビームの第2の光線は、前記対称軸から第2の距離において前記第1の円錐形光学作動面に入射し、該第1の距離は該第2の距離よりも小さく、
前記光ビームの第1の光線は、前記対称軸から第3の距離において前記第2の円錐形光学作動面に入射し、該光ビームの第2の光線は、前記対称軸から第4の距離において前記第2の円錐形光学作動面に入射し、該第3の距離は該第4の距離よりも大きく、
前記光ビームが、前記第1の円錐形光学作動面に入射する時、該光ビームの伝播方向に対して横断方向に環の一部分の形状とは異なる断面を有し、該光ビームが、前記第2の円錐形光学作動面から出射する時、該光ビームの伝播方向に対して横断方向に環の一部分の形状である断面を有する
ことを特徴とする前記光学配置。 - 前記光学配置の使用中に、第3の光学要素が前記光ビームの前記環の一部分の形状である断面を、少なくともほぼ円形環の一部分の形状である断面へと変形するよう、該光学配置を通る該光ビームの経路に沿って前記第2の光学要素の下流にある、該第3の光学要素を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光学配置。 - 前記光学配置を通る前記光ビームの経路に沿って前記第2の光学要素の下流にある、第3の光学要素を更に備え、該光学配置の使用中に、前記環の一部分の形状である断面が楕円環の一部分の形状であり、該第3の光学要素が該楕円環の一部分の形状である断面を少なくともほぼ円形環の一部分の形状である断面へと変形する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学配置。 - 前記第1の円錐形光学作動面及び前記第2の円錐形光学作動面は、前記対称軸から見て互いに反対の方向に配置され、前記光学配置の使用中に、前記第1の円錐形光学作動面に入射する光ビームの入射高さと、前記第2の円錐形光学作動面に入射する光ビームの入射高さが、該対称軸から少なくともほぼ同じ距離にある、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光学配置。 - 前記第1の円錐形光学作動面及び前記第2の円錐形光学作動面は、互いに反対の方向の円錐性を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光学配置。
- 前記第1の円錐形光学作動面は、反射性又は内部全反射性であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光学配置。
- 前記第2の円錐形光学作動面は、反射性又は内部全反射性であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光学配置。
- 前記第1の円錐形光学作動面は、屈折性であることを特徴とする請求項1から請求項5又は請求項7のいずれか1項に記載の光学配置。
- 前記第2の円錐形光学作動面は、屈折性であることを特徴とする請求項1から請求項6又は請求項8のいずれか1項に記載の光学配置。
- 光ビームの伝搬方向に対して横断方向に環の一部分の形状である断面を有する該光ビームを円錐形光学作動面上に誘導し、該光ビームが、該円錐形光学作動面の円錐軸である対称軸に沿った第1の方向と該第1の方向に垂直な第2の方向に沿って延びるラインフォーカスを有するよう該光ビームを変換する段階を含み、該第2の方向に沿った該ラインフォーカスの長さは該第1の方向に沿った該ラインフォーカスの長さよりも短い、
ことを特徴とする方法。 - 前記光ビームが前記対称軸と該円錐形光学作動面の交点に入射しないよう、該光ビームを該円錐形光学作動面上に、該円錐形光学作動面の該対称軸に対して軸外で誘導する段階を備えることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記環の一部分の形状である断面内の前記光の強度分布が、該環の一部分の形状である断面の周方向に積分された強度が全ての半径に対して少なくともほぼ同一であるように半径方向に縁部に向けて低下することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の方法。
- システムの使用中に、光ビームが該光ビームの光伝搬方向に対して横断方向に環の一部分の形状である断面を有するよう、該光ビームを処理するべく構成された光学配置と、
光学要素の使用中に、前記光ビームの伝搬に対して横断方向に前記環の一部分の形状である断面を有する該光ビームが、円錐形光学作動面上へと誘導されて、該光ビームが、該円錐形光学作動面の円錐軸である対称軸に沿った第1の方向と該第1の方向に垂直な第2の方向に沿って延びるラインフォーカスを有するよう該光ビームを変換するよう、前記システムを通る光の経路に沿って前記光学配置の下流にあり、円錐形光学作動面を有する該光学要素と、
を備え、
該第2の方向に沿った該ラインフォーカスの長さは該第1の方向に沿った該ラインフォーカスの長さよりも短い、
ことを特徴とする光学デバイス。 - 前記円錐形光学作動面は、屈折面であることを特徴とする請求項13に記載の光学デバイス。
- 光学配置に入射する前に該光学配置によって規定される光軸外側の光の伝播方向に対して横断方向に環の一部分の形状である断面を有する光ビームを該光学配置上に誘導する段階であって、該光学配置との相互作用の後に該光ビームは実際の又は仮想の部分環形フォーカスを該光軸の外側に有する段階と、
続いて、前記実際の又は仮想の部分環形フォーカスを、前記光軸に沿った第1の方向及び該第1の方向に垂直な第2の方向に沿って延びるラインフォーカスへと変換する正のレンズを通して、前記光ビームを誘導する段階であって、該第2の方向に沿った該ラインフォーカスの長さは該第1の方向に沿った該ラインフォーカスの長さよりも短い段階と
を備えることを特徴とする方法。 - 光学配置と、
正のレンズと、
を備え、システムの使用中に、
光学配置に入射する前に該光学配置によって規定される光軸外側の光の伝播方向に対して横断方向に環の一部分の形状である断面を有する光ビームが該光学配置上に誘導され、該光学配置との相互作用の後に該光ビームは実際の又は仮想の部分環形フォーカスを該光軸の外側に有し、
続いて、前記実際の又は仮想の部分環形フォーカスを、前記光軸に沿った第1の方向及び該第1の方向に垂直な第2の方向に沿って延びるラインフォーカスへと変換する正のレンズを通して、前記光ビームが誘導され、該第2の方向に沿った該ラインフォーカスの長さは該第1の方向に沿った該ラインフォーカスの長さよりも短い、
ことを特徴とする光学デバイス。
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