JPH0611667A - 光学系調整方法 - Google Patents
光学系調整方法Info
- Publication number
- JPH0611667A JPH0611667A JP4193465A JP19346592A JPH0611667A JP H0611667 A JPH0611667 A JP H0611667A JP 4193465 A JP4193465 A JP 4193465A JP 19346592 A JP19346592 A JP 19346592A JP H0611667 A JPH0611667 A JP H0611667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- expanding
- light
- optical system
- expander
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザビームの径を拡大または縮小するため
のアフォーカル光学系のケプラータイプであるビームエ
クスパンダを出射したビームが、容易に平行光となるよ
うにする。 【構成】 エクスパンド系の入射側レンズ3の焦点に、
ピンホール4を配置し、偏光ビームスプリッタ2、1/
4波長板6を利用し、平面板7により反射されたビーム
が同じ光路を戻り、前記偏光ビームスプリッタ2で光路
を変えられ、その光量をパワーメータ8等で測定し、そ
の値が最も高くなるように出射側レンズ5の位置調整を
行う構成とした。
のアフォーカル光学系のケプラータイプであるビームエ
クスパンダを出射したビームが、容易に平行光となるよ
うにする。 【構成】 エクスパンド系の入射側レンズ3の焦点に、
ピンホール4を配置し、偏光ビームスプリッタ2、1/
4波長板6を利用し、平面板7により反射されたビーム
が同じ光路を戻り、前記偏光ビームスプリッタ2で光路
を変えられ、その光量をパワーメータ8等で測定し、そ
の値が最も高くなるように出射側レンズ5の位置調整を
行う構成とした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学系の調整方法に係
わり、詳しくはケプラータイプのビームエクスパンダで
のレンズの位置調整に関するものである。
わり、詳しくはケプラータイプのビームエクスパンダで
のレンズの位置調整に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各分野で光の特性を利用した各種
のデバイスが応用されているが、それらの光学システム
において、光源から出射された球面波やビーム光は光学
素子を用いて目的の光束にする必要がある。その一つに
ビーム径を変換することがあり、その手段としてビーム
エクスパンダと呼ばれる光学配置がある。図3にアフォ
ーカル光学系のビームエクスパンダの基本的な構成を示
す。
のデバイスが応用されているが、それらの光学システム
において、光源から出射された球面波やビーム光は光学
素子を用いて目的の光束にする必要がある。その一つに
ビーム径を変換することがあり、その手段としてビーム
エクスパンダと呼ばれる光学配置がある。図3にアフォ
ーカル光学系のビームエクスパンダの基本的な構成を示
す。
【0003】図3(a)はガリレオタイプ(逆ガリレオ
型とも言う)と呼ばれ、前段を凹レンズ13、後段を凸
レンズ14とするためエクスパンド系を短くしやすい
が、スペーシャルフィルタを入れることができないので
不要な回折光等を除去することができない。図3(b)
はケプラータイプと呼ばれ、レンズ系の全長は長くなる
が、スペーシャルフィルタを入れられるので、高次の横
モード光を遮断し、単一モードの光のみとすることがで
きる。
型とも言う)と呼ばれ、前段を凹レンズ13、後段を凸
レンズ14とするためエクスパンド系を短くしやすい
が、スペーシャルフィルタを入れることができないので
不要な回折光等を除去することができない。図3(b)
はケプラータイプと呼ばれ、レンズ系の全長は長くなる
が、スペーシャルフィルタを入れられるので、高次の横
モード光を遮断し、単一モードの光のみとすることがで
きる。
【0004】この光学系において、前段レンズ3、後段
レンズ5の焦点距離がそれぞれ f1、f2 で、入射ビー
ムが平行光でありそのビーム径がdであれば、レンズの
主点を基準としたレンズ間距離が f1+f2 のとき、エ
クスパンドされたビームは平行光となり、そのビーム径
Dは D=d×(f2/f1) で表される。
レンズ5の焦点距離がそれぞれ f1、f2 で、入射ビー
ムが平行光でありそのビーム径がdであれば、レンズの
主点を基準としたレンズ間距離が f1+f2 のとき、エ
クスパンドされたビームは平行光となり、そのビーム径
Dは D=d×(f2/f1) で表される。
【0005】図4はエクスパンド後のビームの平行度を
確認する従来例を示す構成図である。図において、レー
ザ発振器1から発せられたビームを前述したケプラータ
イプのビームエクスパンド系に入射させることによりビ
ームが拡大される。ここで、エクスパンダ系の焦点位置
にピンホールを挿入して使用することも多い。
確認する従来例を示す構成図である。図において、レー
ザ発振器1から発せられたビームを前述したケプラータ
イプのビームエクスパンド系に入射させることによりビ
ームが拡大される。ここで、エクスパンダ系の焦点位置
にピンホールを挿入して使用することも多い。
【0006】そして、拡大されたビーム径を測定器を利
用し、後段レンズ5に近い位置イ、ある程度離れた位置
ロでそれぞれ測定し、両者が等しくなるようエクスパン
ドのレンズ系を調整する。このビーム径を測定する機器
にはスリットスキャン方式を利用したものなどがある。
尚、直接的な測定器を用いずとも、イ、ロのそれぞれで
スリット法やナイフエッジ法等を利用し、それらによる
光強度変化からビーム径を求めることができる。
用し、後段レンズ5に近い位置イ、ある程度離れた位置
ロでそれぞれ測定し、両者が等しくなるようエクスパン
ドのレンズ系を調整する。このビーム径を測定する機器
にはスリットスキャン方式を利用したものなどがある。
尚、直接的な測定器を用いずとも、イ、ロのそれぞれで
スリット法やナイフエッジ法等を利用し、それらによる
光強度変化からビーム径を求めることができる。
【0007】また、他の方法による従来例の構成図を図
5に示す。これはエクスパンドされたビームがウェッジ
板9に入射し、その表面および裏面で一部が反射され、
裏面で反射されたビームを図上部の平面板10に向かわ
せ、その平面板10で反射させ、反射光が前記ウェッジ
板9を透過するようにする。一方、先に前記ウェッジ板
9を透過したビームは1/4波長板6を透過し平面板7
へ導かれ、そこで反射され、そのビームがウェッジ板9
で反射され、平面板10で反射されてきたビームと共に
集光レンズ11で集光され、顕微鏡12へと導かれる。
5に示す。これはエクスパンドされたビームがウェッジ
板9に入射し、その表面および裏面で一部が反射され、
裏面で反射されたビームを図上部の平面板10に向かわ
せ、その平面板10で反射させ、反射光が前記ウェッジ
板9を透過するようにする。一方、先に前記ウェッジ板
9を透過したビームは1/4波長板6を透過し平面板7
へ導かれ、そこで反射され、そのビームがウェッジ板9
で反射され、平面板10で反射されてきたビームと共に
集光レンズ11で集光され、顕微鏡12へと導かれる。
【0008】この顕微鏡12で観察される2つのビーム
が同時に最小スポットとなれば、エクスパンドされたビ
ームは平行光になっていると言える。また、二つの反射
光によらずとも集光レンズ11と顕微鏡12の間隔を、
集光レンズ11に平行光が入射したとき、顕微鏡12に
おける観察スポット径が最小になるようにオートコリメ
ータ等であらかじめ確定しておけば、エクスパンドされ
たビームを直に集光レンズ11に導き、最小スポットと
なるようエクスパンド系を調整する方法も行われてい
る。
が同時に最小スポットとなれば、エクスパンドされたビ
ームは平行光になっていると言える。また、二つの反射
光によらずとも集光レンズ11と顕微鏡12の間隔を、
集光レンズ11に平行光が入射したとき、顕微鏡12に
おける観察スポット径が最小になるようにオートコリメ
ータ等であらかじめ確定しておけば、エクスパンドされ
たビームを直に集光レンズ11に導き、最小スポットと
なるようエクスパンド系を調整する方法も行われてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法において、2カ所のビーム系を測定する方法では、
ビーム径を直接測定できる機器は高価なものであり、ま
た、受光範囲より太いビーム径のものは測定できない。
スリット法やナイフエッジ法により測定する方法はかな
りの手間がかかる。また、顕微鏡を利用する方法は大掛
かりな装置となってしまう。さらに、赤外、紫外光のビ
ームには適用できないという問題点があった。
方法において、2カ所のビーム系を測定する方法では、
ビーム径を直接測定できる機器は高価なものであり、ま
た、受光範囲より太いビーム径のものは測定できない。
スリット法やナイフエッジ法により測定する方法はかな
りの手間がかかる。また、顕微鏡を利用する方法は大掛
かりな装置となってしまう。さらに、赤外、紫外光のビ
ームには適用できないという問題点があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】そのため本発明では、レ
ーザ発振器とエクスパンダ系の途中に偏光ビームスプリ
ッタを入れ、エクスパンダ系にはピンホールを挿入し、
平面板からの戻り光を偏光ビームスプリッタで反射さ
せ、そのビーム強度をパワーメータ等で測定し、その強
度変化により、エクスパンダ系の調整を行えるようにし
たことを特徴としたものである。
ーザ発振器とエクスパンダ系の途中に偏光ビームスプリ
ッタを入れ、エクスパンダ系にはピンホールを挿入し、
平面板からの戻り光を偏光ビームスプリッタで反射さ
せ、そのビーム強度をパワーメータ等で測定し、その強
度変化により、エクスパンダ系の調整を行えるようにし
たことを特徴としたものである。
【0011】
【作用】したがって、ビーム強度の変化を測定できる装
置と、入手しやすい光学素子により、戻り光の光量が最
大となるようにレンズ位置の調整を行うことにより、容
易にエクスパンダ系から平行光を得ることができる。
置と、入手しやすい光学素子により、戻り光の光量が最
大となるようにレンズ位置の調整を行うことにより、容
易にエクスパンダ系から平行光を得ることができる。
【0012】
【実施例】図1に本発明による手法を組み込んだ一実施
例を示す。これは、光ディスクの原盤記録装置の概略構
成図であり、記録レンズを含む光学ヘッド23が、その
位置をガラス原盤7に対して半径方向に移動する光学系
移動型のものである。この場合、光学系が移動するの
で、記録原盤の内周部と外周部において、形状的に同様
のビームを記録レンズに入射させなくてはならないの
で、平行光である必要が生じる。
例を示す。これは、光ディスクの原盤記録装置の概略構
成図であり、記録レンズを含む光学ヘッド23が、その
位置をガラス原盤7に対して半径方向に移動する光学系
移動型のものである。この場合、光学系が移動するの
で、記録原盤の内周部と外周部において、形状的に同様
のビームを記録レンズに入射させなくてはならないの
で、平行光である必要が生じる。
【0013】また、記録レンズ自体が平行光を入射させ
たときに最も良くビームを収束できる仕様になっている
ことが多い。これらのことから、このような原盤記録装
置には平行光が必要となる。この中で、本発明に係る部
分だけを抜き出した構成図を図2に示し説明を行う。
尚、従来例と同様の部分は同符号を用いて説明を省略す
る。
たときに最も良くビームを収束できる仕様になっている
ことが多い。これらのことから、このような原盤記録装
置には平行光が必要となる。この中で、本発明に係る部
分だけを抜き出した構成図を図2に示し説明を行う。
尚、従来例と同様の部分は同符号を用いて説明を省略す
る。
【0014】図において、レーザ発振器1とエクスパン
ダ系の途中に偏光ビームスプリッタ2を組み込み、エク
スパンダ系にはピンホール4を前段レンズ3の焦点位
置、すなわちビームウエストとなる部分に挿入する。こ
こで、ピンホール4を挿入する前にエクスパンド系のレ
ンズの光軸は正しく調整しておく。エクスパンドされた
ビームは1/4波長板6で円偏光のビームとなり、平面
板7で反射され、その反射光が再度1/4波長板6を透
過すると往路での直線偏光とは直交する直線偏光のビー
ムとなる。
ダ系の途中に偏光ビームスプリッタ2を組み込み、エク
スパンダ系にはピンホール4を前段レンズ3の焦点位
置、すなわちビームウエストとなる部分に挿入する。こ
こで、ピンホール4を挿入する前にエクスパンド系のレ
ンズの光軸は正しく調整しておく。エクスパンドされた
ビームは1/4波長板6で円偏光のビームとなり、平面
板7で反射され、その反射光が再度1/4波長板6を透
過すると往路での直線偏光とは直交する直線偏光のビー
ムとなる。
【0015】尚、この平面板7はエクスパンダ系を組む
前にあらかじめビームを垂直に反射するよう調整されて
いなくてはならない。そして反射されてきたビームは再
びエクスパンダ系を通り、偏光方向が変わっているので
偏光ビームスプリッタ2で反射させられる。そのビーム
をパワーメータ8等で測定する。平面板7からの反射光
が微小なピンホールを透過できるのは、往路と同様な光
束のときである。
前にあらかじめビームを垂直に反射するよう調整されて
いなくてはならない。そして反射されてきたビームは再
びエクスパンダ系を通り、偏光方向が変わっているので
偏光ビームスプリッタ2で反射させられる。そのビーム
をパワーメータ8等で測定する。平面板7からの反射光
が微小なピンホールを透過できるのは、往路と同様な光
束のときである。
【0016】すなわち、パワーメータ8で測定された戻
り光の強度が最大のとき、エクスパンドされたビームは
平行光となるわけで、この戻り光の強度変化により、エ
クスパンダ系の調整が行える。ここで、偏光ビームスプ
リッタ2と1/4波長板6は戻り光を最大限有効利用す
るためのものであるので、戻り光のビーム強度が本発明
の手法において十分であれば、1/4波長板6を使用せ
ずに、偏光ビームスプリッタの変わりに、偏光に依存し
ないビームスプリッタを使用しても良い。
り光の強度が最大のとき、エクスパンドされたビームは
平行光となるわけで、この戻り光の強度変化により、エ
クスパンダ系の調整が行える。ここで、偏光ビームスプ
リッタ2と1/4波長板6は戻り光を最大限有効利用す
るためのものであるので、戻り光のビーム強度が本発明
の手法において十分であれば、1/4波長板6を使用せ
ずに、偏光ビームスプリッタの変わりに、偏光に依存し
ないビームスプリッタを使用しても良い。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明のエクスパン
ダ系の調整方法は、エクスパンド後のビームを、そのビ
ーム径や波長に依存することなく、簡単な機構で容易に
平行光とすることができる。
ダ系の調整方法は、エクスパンド後のビームを、そのビ
ーム径や波長に依存することなく、簡単な機構で容易に
平行光とすることができる。
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図。
【図2】図1の要部構成図。
【図3】(a),(b)はビームエクスパンド光学系の
説明図。
説明図。
【図4】従来例を示す構成図。
【図5】他の従来例を示す構成図。
1 レーザ発振器 2 偏光ビーム
スプリッタ 3、13 入射側レンズ 4 ピンホール 5、14 出射側レンズ 6 1/4波長
板 7、10 平面板 8 パワーメー
タ 9 ウェッジ板 11 集光レンズ 12 顕微鏡
スプリッタ 3、13 入射側レンズ 4 ピンホール 5、14 出射側レンズ 6 1/4波長
板 7、10 平面板 8 パワーメー
タ 9 ウェッジ板 11 集光レンズ 12 顕微鏡
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザビームの径を拡大または縮小する
ためのアフォーカル光学系のケプラータイプであるビー
ムエクスパンダにおいて、そのエクスパンド系にピンホ
ールを用い、前記エクスパンド系を通過したレーザビー
ムを平面板等で反射させることにより、同じ光路を戻る
ようにし、前記エクスパンド系を逆方向に通過した戻り
光の強度をパワーメータ等で測定する構成とし、その強
度が最大になるようにエクスパンド系のレンズを調整す
ることにより、ビームエクスパンダから平行光を得られ
るようにしたことを特徴とする光学系調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193465A JPH0611667A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 光学系調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193465A JPH0611667A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 光学系調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0611667A true JPH0611667A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=16308464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4193465A Withdrawn JPH0611667A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 光学系調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0611667A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6072763A (en) * | 1996-10-28 | 2000-06-06 | Nec Corporation | Optical head device having a pinhole member for removing wavefront aberration |
CN102385170A (zh) * | 2011-08-03 | 2012-03-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种高精度测量调整光学镜片中心偏差的光学*** |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4193465A patent/JPH0611667A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6072763A (en) * | 1996-10-28 | 2000-06-06 | Nec Corporation | Optical head device having a pinhole member for removing wavefront aberration |
CN102385170A (zh) * | 2011-08-03 | 2012-03-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种高精度测量调整光学镜片中心偏差的光学*** |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |