JPH0375612A - レーザー光強度分布変換光学系 - Google Patents
レーザー光強度分布変換光学系Info
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- JPH0375612A JPH0375612A JP21105889A JP21105889A JPH0375612A JP H0375612 A JPH0375612 A JP H0375612A JP 21105889 A JP21105889 A JP 21105889A JP 21105889 A JP21105889 A JP 21105889A JP H0375612 A JPH0375612 A JP H0375612A
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- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、レーザー光強度分布変換光学系に関する。
[従来の技術]
レーザー光束は周知の如く光束断面上に於ける光強度分
布がガウス分布に従っている。このためレーザー光束を
用いる加工技術の精度等に問題があり、かかる問題に鑑
みてレーザー光束断面上における光強度分布を均一化す
る努力がなされている。このような光強度分布の変換を
行うための光学系がレーザー光強度分布変換光学系であ
る。
布がガウス分布に従っている。このためレーザー光束を
用いる加工技術の精度等に問題があり、かかる問題に鑑
みてレーザー光束断面上における光強度分布を均一化す
る努力がなされている。このような光強度分布の変換を
行うための光学系がレーザー光強度分布変換光学系であ
る。
レーザー光強度分布変換光学系として比較的成功した例
としては、従来、特開昭63−188115号公報に開
示されたものが知られている。
としては、従来、特開昭63−188115号公報に開
示されたものが知られている。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記のレーザー光強度分布変換光学系は、光強
度分布の変換態様が一義的であり、変換されたレーザー
光強度分布は変更も調整もできない。
度分布の変換態様が一義的であり、変換されたレーザー
光強度分布は変更も調整もできない。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
レーザー光強度を変換し、なおかつ変換の態様を変化さ
せることができる新規なレーザー光強度分布変換光学系
の提供を目的とする。
レーザー光強度を変換し、なおかつ変換の態様を変化さ
せることができる新規なレーザー光強度分布変換光学系
の提供を目的とする。
[課題を解決するための手段]
以下、本発明を説明する。
本発明のレーザー光強度分布変換光学系は「略平行な光
束として入射するレーザー光束を、略平行な光束として
射出させ、射出レーザー光束における光束断面上の光強
度分布を、略均一な光強度の平坦分布領域を含む分布に
変換し、かつズーミングにより上記平坦分布領域の径を
連続的に変化させ得る光学系」である。
束として入射するレーザー光束を、略平行な光束として
射出させ、射出レーザー光束における光束断面上の光強
度分布を、略均一な光強度の平坦分布領域を含む分布に
変換し、かつズーミングにより上記平坦分布領域の径を
連続的に変化させ得る光学系」である。
このレーザー光強度分布変換光学系は、ケプラー型の2
群4枚構成である。
群4枚構成である。
「第1群」は、2枚のレンズにより構成され正の屈折力
を持つ。「第2群」も、2枚のレンズにより構成され正
の屈折力を持つ。
を持つ。「第2群」も、2枚のレンズにより構成され正
の屈折力を持つ。
そして、第工群の入射瞳に光線高さh1(0≦h、≦3
.2a+m)で入射する光線が第2群から射出するとき
の射出瞳に於ける光線高さをh2とし、第1群に於ける
焦点距離および球面収差を、それぞれf、、 S。
.2a+m)で入射する光線が第2群から射出するとき
の射出瞳に於ける光線高さをh2とし、第1群に於ける
焦点距離および球面収差を、それぞれf、、 S。
(hi)、第2群に於ける焦点距離および球面収差を。
それぞれfz、 5z(hz)とするとき、これらはズ
ーミング中、 (I) 19.9j;7≦f、≦ 20.0(II)
2.’ZO<l:f、<; 2.66(III)
S+(hx)>O且つ5z(h2)<。
ーミング中、 (I) 19.9j;7≦f、≦ 20.0(II)
2.’ZO<l:f、<; 2.66(III)
S+(hx)>O且つ5z(h2)<。
(IV) 1si(hx)+5z(hz)l <
0.02(■) 0.26 ≦S□(ht=3.
2mm)≦ 0.33なる5条件を満足する。
0.02(■) 0.26 ≦S□(ht=3.
2mm)≦ 0.33なる5条件を満足する。
[作 用]
ガウス型のレーザー光強度分布を変換して、均一な光強
度分布を得るために球面収差を利用する方法が、APP
LIED 0PTIC5第4巻11号(1965年14
00〜1403頁)に、また正弦条件を利用する方法が
、特開昭63−188115号公報に開示されている。
度分布を得るために球面収差を利用する方法が、APP
LIED 0PTIC5第4巻11号(1965年14
00〜1403頁)に、また正弦条件を利用する方法が
、特開昭63−188115号公報に開示されている。
本発明では球面収差を利用する。
2枚のレンズで構成された第1群は正の屈折率を有し、
これに入射側から平行光束を入射させたときの球面収差
を入射光線高さh□に対してS□(hl)とするとき、
s、(ht)>oとする(条件(III))。
これに入射側から平行光束を入射させたときの球面収差
を入射光線高さh□に対してS□(hl)とするとき、
s、(ht)>oとする(条件(III))。
また、2枚のレンズで構成されて正の屈折力を持つ第2
群に「射出側」から平行光束を入射させたときの球面収
差を光線高さh!に対して52 (hz)とするとき、
52(h2)<Oとする。
群に「射出側」から平行光束を入射させたときの球面収
差を光線高さh!に対して52 (hz)とするとき、
52(h2)<Oとする。
このような球面収差条件を満足する第1.第2群を、上
記条件(VI)を満足するように組み合わせると、実質
的なアフォーカル系が得られる。即ち、この光学系に略
平行な光束を入射させると略平行な光束が射出する。
記条件(VI)を満足するように組み合わせると、実質
的なアフォーカル系が得られる。即ち、この光学系に略
平行な光束を入射させると略平行な光束が射出する。
第6図を参照すると、入射光線高さhlの光線と射出光
線高さh2の光線とが互いに平行となる条件は、hx、
hxが、図のS及び焦点距離f工、f2と共に、h、=
(f、−5)h1/(f1+s)なる条件を満足するこ
とである。この条件が厳密に成り立つためには、入射光
線高さhlの光線に対する第1群の球面収差S□(h、
)と、射出光線高さh2の光線に対する第2群の球面収
差SR(hz)が、S”り+ (hi)=sz(hx) を満足することが必要であるが、上記条件(VI)が満
足される程度に球面収差5s(ht)、5z(hz)の
絶対値の差が小さければ、射出する光線は略入射光線と
平行になる。
線高さh2の光線とが互いに平行となる条件は、hx、
hxが、図のS及び焦点距離f工、f2と共に、h、=
(f、−5)h1/(f1+s)なる条件を満足するこ
とである。この条件が厳密に成り立つためには、入射光
線高さhlの光線に対する第1群の球面収差S□(h、
)と、射出光線高さh2の光線に対する第2群の球面収
差SR(hz)が、S”り+ (hi)=sz(hx) を満足することが必要であるが、上記条件(VI)が満
足される程度に球面収差5s(ht)、5z(hz)の
絶対値の差が小さければ、射出する光線は略入射光線と
平行になる。
このとき、条件(1)、(II)とともに条件(V)を
満足させると射出光束の光強度分布における平坦分布領
域の径をズーミングにより連続的に変化させることがで
きる。
満足させると射出光束の光強度分布における平坦分布領
域の径をズーミングにより連続的に変化させることがで
きる。
[実施例]
以下、具体的な実施例に即して説明する。
第1図を参照すると、この図に於いて符号G1は第1群
、符号G2は第2群をそれぞれ示している6第1群G1
は2枚のメニスカスレンズLl、L2で構成され、全体
として正の屈折力を有する。第2群G2も2枚のメニス
カスレンズL3.L4で構成され、これも全体として正
の屈折力を有する。
、符号G2は第2群をそれぞれ示している6第1群G1
は2枚のメニスカスレンズLl、L2で構成され、全体
として正の屈折力を有する。第2群G2も2枚のメニス
カスレンズL3.L4で構成され、これも全体として正
の屈折力を有する。
入射側(第工図左方)から数えて第i番目のレンズ面の
曲率半径をRj、第i番目のレンズ面間隔をDi、入射
側から数えて第j番目のレンズの屈折率(波長jo&o
oγ灼に対するもの)をNjとするとき、これらは、以
下のようしこ与えられる。
曲率半径をRj、第i番目のレンズ面間隔をDi、入射
側から数えて第j番目のレンズの屈折率(波長jo&o
oγ灼に対するもの)をNjとするとき、これらは、以
下のようしこ与えられる。
i Ri Di j N
jl 17.512 4.541 1
2.40285゜961 可変 3 −19.323 9.206 2 2
.404−25.818 可変 5 2.841 2.183 3 2−
406 6.505 可変 7 −5.079 2.393 4 2.
408 −14.598 第1図に示すレンズ配置は、上記可変量が以下の値を取
った状態を示している。
jl 17.512 4.541 1
2.40285゜961 可変 3 −19.323 9.206 2 2
.404−25.818 可変 5 2.841 2.183 3 2−
406 6.505 可変 7 −5.079 2.393 4 2.
408 −14.598 第1図に示すレンズ配置は、上記可変量が以下の値を取
った状態を示している。
1 2 4 6
Di 1.5 18.373 2.131こ
のときの第1群G1の球面収差を第2図(a)に。
のときの第1群G1の球面収差を第2図(a)に。
また第2群G2の球面収差を第2図(b)に示す。こ(
7) ト’i!! 5t(hx=3.2m++)=0.
33 テア’J、勿論条件(VI)は満足されている。
7) ト’i!! 5t(hx=3.2m++)=0.
33 テア’J、勿論条件(VI)は満足されている。
このとき、第1群の焦点距離f工=20.00、第2群
の焦点距離f2 = 2.66である。
の焦点距離f2 = 2.66である。
この状態に於いて、入射側から、第5図1こ実線で示す
ようなガウス型分布5−1を持つ平行レーザー光束を入
射させると、射出光束に於ける光強度分布は、第5図の
曲線5−2のように非ガウス分布型となる。即ちビーム
径12.8mmを持つ入射光束に対し、射出光束はビー
ム径0’、8+++mの領域まで、±0.25%の精度
で強度分布が均一化されている。この領域(半径dOの
領域)を平坦分布領域と称するのである。
ようなガウス型分布5−1を持つ平行レーザー光束を入
射させると、射出光束に於ける光強度分布は、第5図の
曲線5−2のように非ガウス分布型となる。即ちビーム
径12.8mmを持つ入射光束に対し、射出光束はビー
ム径0’、8+++mの領域まで、±0.25%の精度
で強度分布が均一化されている。この領域(半径dOの
領域)を平坦分布領域と称するのである。
第3図は、上記可変量を以下の如くにしたときのレンズ
配置を示している。
配置を示している。
1 2 4 6
Di 2−0 17.311 3.5このと
きの第1群G1の球面収差を第4図(a)に、また第2
群G2の球面収差を第4図(b)に示す。
きの第1群G1の球面収差を第4図(a)に、また第2
群G2の球面収差を第4図(b)に示す。
このとき、第1群の焦点路!!f□= 19.9t7.
第2群の焦点距離f、=2.20である。また、St
(ht=3.2mm)=0.26である。
第2群の焦点距離f、=2.20である。また、St
(ht=3.2mm)=0.26である。
この状態に於いて、前述のガウス型分布5−1を持って
入射される平行レーザー光束は、射出光束に於いて第5
図の曲線5−3のように、ビーム径0゜5mmの領域(
半径dlの領域)まで、±0.25%の精度で強度分布
が均一化された光強度分布に変換される。
入射される平行レーザー光束は、射出光束に於いて第5
図の曲線5−3のように、ビーム径0゜5mmの領域(
半径dlの領域)まで、±0.25%の精度で強度分布
が均一化された光強度分布に変換される。
このように、この実施例では第1群、第2群の焦点路!
f、 、f2 の範囲が、 19.9ケ7≦ f、≦20.0 、2.20≦f2
≦2.66の範囲で1条件(III) 、I″i)至(
V)を満足させつつズーミングを行うことができ、この
ズーミングにより射出光束の光強度分布は、略第5図の
曲線5−2゜5−3の間の分布を連続的に変化し、平坦
分布領域の径が連続的に変化する。
f、 、f2 の範囲が、 19.9ケ7≦ f、≦20.0 、2.20≦f2
≦2.66の範囲で1条件(III) 、I″i)至(
V)を満足させつつズーミングを行うことができ、この
ズーミングにより射出光束の光強度分布は、略第5図の
曲線5−2゜5−3の間の分布を連続的に変化し、平坦
分布領域の径が連続的に変化する。
[発明の効果コ
以上、本発明によれば新規なレーザー光強度分布変換光
学系を提供できる。この光学系は上記の如く構成されて
いるので、ガウス型の分布を持つレーザー光束の光強度
を平坦分布領域を含む分布に変換でき、しかも平坦分布
領域の径を連続的に変化させることができる。従って1
例えばマイクロレンズ作製用の光CVD用の光束として
用いるとベレソト型のレンズを作製できる。
学系を提供できる。この光学系は上記の如く構成されて
いるので、ガウス型の分布を持つレーザー光束の光強度
を平坦分布領域を含む分布に変換でき、しかも平坦分布
領域の径を連続的に変化させることができる。従って1
例えばマイクロレンズ作製用の光CVD用の光束として
用いるとベレソト型のレンズを作製できる。
第1図乃至第5図は、本発明を実施例に即して説明する
ための図、第6図は、条件(mを説明するための図であ
る。 彩イ 図 f 2 図 他) (’6) 位) 々z(tn仄) 塵 う 関 f 塵 聞 (^) (ム) A A 馬7許主乎面 冷2解支子佃
ための図、第6図は、条件(mを説明するための図であ
る。 彩イ 図 f 2 図 他) (’6) 位) 々z(tn仄) 塵 う 関 f 塵 聞 (^) (ム) A A 馬7許主乎面 冷2解支子佃
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 略平行な光束として入射するレーザー光束を、略平行な
光束として射出させ、射出レーザー光束における光束断
面上の光強度分布を、略均一な光強度の平坦分布領域を
含む分布に変換し、かつズーミングにより上記平坦分布
領域の径を連続的に変化させ得る光学系であって、 それぞれが2枚のレンズにより構成され正の屈折力を持
つ、第1群および第2群により構成される、2群4枚構
成のケプラー型であり、 上記第1群の入射瞳に光線高さh_1(0≦h_1≦3
.2mm)で入射する光線が第2群から射出するときの
射出瞳に於ける光線高さをh_2とし、第1群に於ける
焦点距離および球面収差を、それぞれf_1,S_1(
h_1)、第2群に於ける焦点距離および球面収差を、
それぞれf_2,S_2(h_2)とするとき、これら
が、( I )19.957≦f_1≦20.0 (II)2.20≦f_2≦2.66 (III)S_1(h_1)>0且つS_2(h_2)<
0(IV)|S_1(h_1)+S_2(h_2)|≦0
.02(V)0.26≦S_1(h_1=3.2mm)
≦0.33なる条件を満足しつつズーミングを行い得る
、レーザー光強度分布変換光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21105889A JPH0375612A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | レーザー光強度分布変換光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21105889A JPH0375612A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | レーザー光強度分布変換光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0375612A true JPH0375612A (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=16599700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21105889A Pending JPH0375612A (ja) | 1989-08-16 | 1989-08-16 | レーザー光強度分布変換光学系 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0375612A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201229B1 (en) | 1998-03-09 | 2001-03-13 | Fujitsu Limited | Light intensity converter |
US6356395B1 (en) | 1998-09-14 | 2002-03-12 | Fujitsu Limited | Light intensity distribution converting device and optical data storage apparatus |
JP2006317508A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Yokogawa Electric Corp | 光強度分布補正光学系およびそれを用いた光学顕微鏡 |
-
1989
- 1989-08-16 JP JP21105889A patent/JPH0375612A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6201229B1 (en) | 1998-03-09 | 2001-03-13 | Fujitsu Limited | Light intensity converter |
US6356395B1 (en) | 1998-09-14 | 2002-03-12 | Fujitsu Limited | Light intensity distribution converting device and optical data storage apparatus |
US6469838B2 (en) | 1998-09-14 | 2002-10-22 | Fujitsu Limited | Illumination device having light intensity distribution converting elements |
JP2006317508A (ja) * | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Yokogawa Electric Corp | 光強度分布補正光学系およびそれを用いた光学顕微鏡 |
EP1722263A3 (en) * | 2005-05-10 | 2007-06-13 | Yokogawa Electric Corporation | Optical system for providing a uniform intensity distribution and optical microscope |
EP1950599A1 (en) | 2005-05-10 | 2008-07-30 | Yokogawa Electric Corporation | Optical system with cylindrical lenses for providing a uniform intensity distribution and optical microscope |
US7446957B2 (en) | 2005-05-10 | 2008-11-04 | Yokogawa Electric Corporation | Optical system and optical microscope |
US7567388B2 (en) | 2005-05-10 | 2009-07-28 | Yokogawa Electric Corporation | Optical system and optical microscope |
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