TWI536043B - 雷射照明裝置 - Google Patents

雷射照明裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI536043B
TWI536043B TW101111884A TW101111884A TWI536043B TW I536043 B TWI536043 B TW I536043B TW 101111884 A TW101111884 A TW 101111884A TW 101111884 A TW101111884 A TW 101111884A TW I536043 B TWI536043 B TW I536043B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
laser light
electro
pulsed laser
optical
Prior art date
Application number
TW101111884A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201241475A (en
Inventor
Koichi Kajiyama
Michinobu Mizumura
Makoto Hatanaka
Yoshikatsu Yanagawa
Original Assignee
V Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2011084019A external-priority patent/JP5803222B2/ja
Priority claimed from JP2012018729A external-priority patent/JP6002964B2/ja
Application filed by V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
Publication of TW201241475A publication Critical patent/TW201241475A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI536043B publication Critical patent/TWI536043B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0938—Using specific optical elements
    • G02B27/095—Refractive optical elements
    • G02B27/0955—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48—Laser speckle optics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305—Constructional arrangements
    • G02F1/0311—Structural association of optical elements, e.g. lenses, polarizers, phase plates, with the crystal
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305—Constructional arrangements
    • G02F1/0322—Arrangements comprising two or more independently controlled crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/19—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on variable-reflection or variable-refraction elements not provided for in groups G02F1/015 - G02F1/169
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/16—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 series; tandem
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

雷射照明裝置
本發明係關於一種用於雷射退火等的雷射照明裝置，特別是關於一種雷射照明裝置，其可降低因透射過複眼透鏡以使強度均勻化的脈衝雷射光之干涉條紋所致的照明不均。
以往，用於雷射退火等的雷射照明裝置中，為了使在垂直於雷射光的光軸的面內的強度均勻化，而使用了複眼透鏡。亦即，複眼透鏡，係複數個凸透鏡配置成棋盤網格狀而全體形成為約略平板狀；使雷射光透射複眼透鏡，因此透射過各凸透鏡的光分別聚光於焦點之後進行擴散，而被分割成複數道的雷射光重疊地入射至下個光學類構件。藉此，即使朝向複眼透鏡的入射光例如在垂直於光軸的面內具有不均勻的強度分布時，亦可使該強度分布均勻化。例如從光源射出的雷射光，其強度在垂直於光軸的面內具有高斯分布，或例如在全反射鏡等光學構件被反射，因而產生照度不均，雖有以上情形，但藉由設置複眼透鏡，即可解決此等問題。
然而，在雷射照明裝置中使用了複眼透鏡時，由於雷射光的相干性(coherency)，於雷射光的照射區域產生干涉條紋，因而產生照明不均，以上為其問題點。
因此，有人提出了各種用以降低因透射複眼透鏡而產生的干涉條紋之技術。例如，專利文獻1中，提到了在擴張雷射光的幅度之擴束器與複眼透鏡之間，設置用以降低雷射光的干涉之光路 差調整構件。
又，本案發明人等，在專利文獻2中，提出以下技術：在從光源射出的雷射光的光路上，配置由複數個光透射性構件所構成的第1光路差調整構件，使第1光路差調整構件的透射光透射複眼透鏡以使雷射光的強度均勻化，並透射聚光透鏡而成為平行光之後，透射由複數片板狀的光透射性構件所構成的第2光路差調整構件，並且使該透射光透射複眼透鏡，藉此降低干涉條紋。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2004-12757號公報
專利文獻2：日本特開2010-182731號公報
然而，即使藉由上述專利文獻1及2的雷射照明裝置，有時仍無法充分消除干涉條紋。例如，由於光路差調整構件具有一定的光路長度，故必須依各雷射光的波長進行替換；在只有雷射光的波長變動時，便產生干涉條紋，因此於雷射光的照射區域產生照明不均，以上為其問題點。
本發明係鑒於此等問題點所製成，目的在於提供一種雷射照明裝置，其可降低因複眼透鏡的透射光之干涉條紋所致的照明不均。
依本發明的雷射照明裝置，其具有：光源，用以射出脈衝雷射光；均勻化構件，配置於來自該光源的脈衝雷射光的光路上，使該脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化；以及聚光透鏡，配置於透射過該均勻化構件的脈衝雷射光的光路上，使入射光成為平行光而透射；該雷射照明裝置之特徵為具有：電光學結晶元件；該電光學結晶元件，係配置於該光源與該均勻化構件之間或該均勻化構件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向連續地變動的方式透射。
依本發明的雷射照明裝置中，該均勻化構件為例如複眼透鏡或棒狀透鏡。又，該電光學結晶元件具有：一對電極，與該脈衝雷射光的光軸呈平行配置；以及光學結晶材料，配置於該電極之間；該電光學結晶元件並對該電極之間施加電壓使電場產生，藉此使該電光學結晶元件的折射率變動，以使該入射光之偏向方向變動。此時，對該電極之間施加的電壓之周期，宜與該脈衝雷射光的周期同步。
依本發明的雷射照明裝置，例如更具有光擴散元件，或更具有偏向元件；該光擴散元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射；該偏向元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光相對於其光軸偏向而透射。
或是，雷射照明裝置，更具有偏向元件及光擴散元件；該偏向元件係配置於透射過該電光學結晶元件的雷射脈衝光的光路上，使入射光相對於其光軸偏向而透射；該光擴散元件使該偏向元件的透射光以自其光軸展開之方式擴散而透射；而該光擴散元件的透射光入射於該聚光透鏡。
依本發明的雷射照明裝置，其特徵為具有：光源，用以射出脈衝雷射光；1個或複數個複眼透鏡，配置於來自該光源的脈衝雷射光的光路上，使該脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化；複數個聚光透鏡，配置於透射過該複眼透鏡的脈衝雷射光的光路上，使入射光成為平行光而透射；第1電光學結晶元件，配置於該光源與設於最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內往X方向連續地變動的方式透射；第2電光學結晶元件，配置於該光源與最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內往與該X方向垂直之Y方向連續地變動的方式透射；以及控制部；使對於該各電光學結晶元件的施加電壓相互關連而控制之，以使該複眼透鏡所產生的照射面上的干涉條紋二維地移動。
依本發明的雷射照明裝置中，各該電光學結晶元件具有例如：一對電極，與該脈衝雷射光的光軸呈平行配置；以及光學結晶材料，配置於該電極之間；各該電光學結晶元件並對該電極之間施加電壓使電場產生，藉此使該電光學結晶元件的折射率變動，以使該入射光之偏向方向變動。此時，對該電極之間施加的 電壓之周期，宜與該脈衝雷射光的周期同步。
又，該控制部，宜將該施加電壓控制為：該第1電光學結晶元件所產生之雷射光的偏向方向之變動速度，較該第2電光學結晶元件所產生之雷射光的偏向方向之變動速度為快。
依本發明的雷射照明裝置，可更具有光擴散元件，或更具有偏向元件；該光擴散元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射；該偏向元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光相對於其光軸偏向而透射。
依本發明的雷射照明裝置，具有電光學結晶元件，該電光學結晶元件係配置於光源與均勻化構件之間或均勻化構件與聚光透鏡之間的脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向連續地變動的方式透射，故透射均勻化構件使強度均勻化的脈衝雷射光，係透射電光學結晶元件，因此其偏向方向連續地變動；或是以偏向方向因電光學結晶元件而連續地變動之方式透射的脈衝雷射光，係透射均勻化構件使強度均勻化。因此，透射均勻化構件所產生的干涉條紋之產生位置會連續變動，因而從雷射照明裝置射出的脈衝雷射光，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化，可降低照明不均。
依本發明的雷射照明裝置，係使脈衝雷射光透過複眼透鏡，藉此使脈衝雷射光的光強度二維地均勻化，但是藉由第1及第2 電光學結晶元件，使透射該複眼透鏡時所產生的干涉條紋二維地移動，來防止照度不均。亦即，在脈衝雷射光透射第1電光學結晶元件時，脈衝雷射光之偏向方向在垂直於光軸的面內，往X方向連續地變動；在脈衝雷射光透射第2電光學結晶元件時，脈衝雷射光之偏向方向在垂直於光軸的面內，往Y方向連續地變動。因此，控制部使對於第1及第2電光學結晶元件施加的驅動電壓相互關連而控制之，因而脈衝雷射光之偏向方向往X方向及Y方向變動，透射複眼透鏡所產生的干涉條紋，係在垂直於雷射光的光軸的面內，X方向及Y方向之二維地移動。亦即，干涉條紋，在例如包含X方向及Y方向之X-Y面內呈波狀移動。因此，從雷射照明裝置射出的脈衝雷射光中，干涉條紋所致之照度不均減少，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化，可減低照明不均。
[實施發明之最佳態樣]
以下說明依本發明第1實施態樣的雷射照明裝置。圖1係顯示依本發明第1實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖；圖2(a)至圖2(c)係顯示本發明實施態樣中所使用的電光學結晶元件之構造之圖。本發明的雷射照明裝置，與習知的雷射照明裝置同樣具有：光源1，射出脈衝雷射光11；(第1)複眼透鏡2，作為使脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化之均勻化構件；以及(第2)聚光透鏡32，設於雷射光的最下游側，使入射光成為平行光而透射。本實施態樣中，如圖1所示，雷射照明裝置，在透射過複眼透鏡2的脈衝雷射光12的光路上設有第1聚光透鏡31；由於透射該第1聚光透鏡31，使複眼透鏡2的透射光12成為平行光13。又，在第1聚光透鏡31的透射光13的光路上，更可設置第2複眼透鏡4，藉此可使在垂直於脈衝雷射光的光軸的面內之強度更加均勻化。
本實施態樣中，如圖1所示，在透射過第2複眼透鏡4的脈衝雷射光的光路上設有電光學結晶元件5；入射在電光學結晶元件5的光，以其偏向方向連續地變動的方式透射。而電光學結晶元件5的透射光透射第2聚光透鏡32，作為平行光的脈衝雷射光射出。另外，本發明中，例如如圖1所示，在各光學元件之間亦可配置全反射鏡等光學構件。
光源1，係射出脈衝雷射光的雷射光源，並藉例如Q開關產生雷射震盪，因而以既定周期呈脈衝狀射出雷射光。例如脈衝雷射光的頻率為50Hz(周期：20毫秒)，脈衝幅度為220n秒。
作為使雷射強度均勻化的均勻化構件之第1及第2複眼透鏡2、4，與以往相同，係複數個凸透鏡配置成棋盤網格狀而全體形成為約略平板狀；並使雷射光透射複眼透鏡，因而透射過各凸透鏡的光分別聚光於焦點之後進行擴散，而被分割成複數道的雷射光重疊地入射至下個光學類構件，藉此，即使朝向複眼透鏡2、4的入射光例如在垂直於光軸的面內具有不均勻的強度分布時，亦可使該強度分布均勻化。另外，本實施態樣中，雖說明了設置複眼透鏡以作為均勻化構件之情形，但例如亦可使用棒狀透鏡以作為均勻化構件。亦即棒狀透鏡，由柱狀的光透射性材料所構成，其兩端面經研磨；自一端面入射的擴散光，在自另一端面射出前的期間，在光透射部內反射複數次，因此可使雷射光的強度均勻化。又，棒狀透鏡由圓柱狀的光透射性材料所構成，若使平行光入射於其側面，則在通過光透射部的期間，在垂直於光軸的面內聚光之後，擴散而射出，因此可使雷射光的強度均勻化。
第1及第2聚光透鏡31、32，係所謂的聚焦透鏡，並使入射 於聚光透鏡的曝光光線作為平行光的脈衝雷射光18而透射。
電光學結晶元件5，例如如圖2(a)所示，由與脈衝雷射光10的光軸呈平行配置之一對電極52、53、以及配置於電極52、53之間的光學結晶材料51所構成；並可藉由電源54對電極52、53之間施加電壓。光學結晶材料51，例如係由Li及Nb所構成的光透射性結晶材料(LN結晶材料)；並對電極52、53之間施加電壓使電場E產生，因此光學結晶材料51的折射率變動。亦即，如圖2(b)所示，對電極52、53之間施加的電壓為0時，電場E不會產生(E=0)，入射於光學結晶材料51的脈衝雷射光10，以其偏向方向不會變動的方式直接透射(圖2(b)之透射光10a)；如圖2(c)所示，若對電極52、53之間施加電壓，則電場E產生，因此入射於光學結晶材料51的脈衝雷射光10，以其偏向方向相對於入射方向變動了角度θ的方式透射(圖2(c)之透射光10b)。例如光學結晶材料51為LN結晶材料時，透射光的波長為370至5000nm，包含所使用的脈衝雷射光的波長。LN結晶材料的折射率n，係相對於由電壓施加所產生的電場E[V/m]，由下方數學式1及2所得，與電場的強度E成比例。另外，下方數學式1及2之ne及r33，分別為係數，例如脈衝雷射光的波長為1064nm時，ne=2.156，r33=3.2×10-11[m/V]。
[數學式1]n=ne+△n
[數學式2]△n=0.5×ne 3×r33×E
對電光學結晶元件5的電極52、53之間施加的電壓，例如如圖3所示，係以連續地變動的方式施加之。因此，電光學結晶元件5的透射光的偏向方向亦連續地變動。另外，在圖3中，一併顯示脈衝雷射光的雷射輸出波形與對電光學結晶元件的施加電壓波形。
如圖3所示，對電光學結晶元件5的電極52、53之間施加的電壓，其周期宜與脈衝雷射光的周期同步。亦即，若自光源1藉Q開關產生雷射震盪，因而射出脈衝雷射光，則脈衝雷射光的輸出逐漸增加，在最大值附近重複增減之後減少，最終變為0。此時，在射出脈衝雷射光的時序，輸出觸發脈衝，相對於該觸發脈衝，在既定的延遲時間t後，開始對電極52、53之間施加電壓使電場E產生。如圖3所示，令對電極52、53之間施加的電壓為例如斜坡波形的電壓，隨著時間經過，逐漸使兩電極之間的電壓增加，在既定時間後歸零。如此，使施加電壓的周期與脈衝雷射光的周期同步，因而容易控制對電極52、53之間施加的電壓。
本實施態樣中，設置電光學結晶元件5，藉此使入射光的偏向方向連續地變動，故透射複眼透鏡2、4所產生之干涉條紋，其位置連續地變動。因此，自雷射照明裝置射出的脈衝雷射光，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化。圖4(a)係顯示來自依本發明實施態樣的雷射照明裝置的射出光之示意圖；圖4(b)係以一例顯示由同樣射出光所產生的干涉條紋之波形之圖。在不設置電光學結晶元件5時，如圖4(a)所示，例如以150μm間距產生干涉條紋。該干涉條紋，例如在圖4(b)以虛線所示般，相對於既定的亮度具有±12%的幅度，因此雷射光的照射區域之照明不均增大。相對於此，在設置了電光學結晶元件5時，干涉條紋所產生的間距為例如同樣程度的150μm，但各雷射光，由於其偏向方向連續地變動，故亮度的誤差範圍可盡量縮小至例如±3%的幅度，因此可有效降 低雷射光的照射區域之照明不均。
接著說明依第1實施態樣的雷射照明裝置之動作。首先，自光源1藉例如Q開關產生雷射震盪，因而以既定的時序射出雷射光11。雷射光11的輸出，逐漸增加，在最大值附近重複增減之後減少，最終變為0。而在既定時間後，再次因雷射震盪而射出雷射光11，如此不斷重複。因此，從光源1射出的雷射光，成為呈脈衝狀斷斷續續地射出之脈衝雷射光。此時，在射出雷射光11的時序，輸出觸發脈衝，可將該觸發脈衝作為對電光學結晶元件5的電極之間施加電壓之觸發器使用。
自光源1射出的脈衝雷射光11，入射於第1複眼透鏡2。第1複眼透鏡2係複數個凸透鏡配置成棋盤網格狀；入射光被分割為朝向各凸透鏡的入射光，透射過各凸透鏡之後，在各凸透鏡分別聚光於焦點而進行擴散。而被分割成複數道的脈衝雷射光12重疊地照射在第1聚光透鏡31。因此，透射過第1複眼透鏡2而入射在聚光透鏡31之脈衝雷射光12，在垂直於光軸的面內強度分布均勻化。
透射過聚光透鏡31而成為平行光的脈衝雷射光13，係透射過第2複眼透鏡4，因此強度分布更加均勻化；而入射在電光學結晶元件5的光學結晶材料51(例如LN結晶材料)。於該電光學結晶元件5配置有一對電極以包夾光學結晶材料51；自前述觸發脈衝經過既定的延遲時間t後，開始對電極52、53之間施加電壓使電場E產生。對電極52、53之間施加的電壓，為例如斜坡波形的電壓，隨著時間經過，兩電極之間的電壓逐漸增加，在既定時間後與例如脈衝雷射光的周期同步而歸零。
隨著該電極52、53之間的電壓變動，光學結晶材料51的折射率連續地變動。因此，入射於電光學結晶元件5的脈衝雷射光，以其偏向方向連續地變動的方式透射。透射過電光學結晶元件5的脈衝雷射光15，透射過第2聚光透鏡32，作為平行光的脈衝雷射光18射出至雷射光的照射對象。
在習知的雷射光照射裝置中，脈衝雷射光的偏向方向為固定，故雷射光的照射區域中產生干涉條紋，因而產生照度不均，雖有以上問題點，但本實施態樣中，由電光學結晶元件5使雷射光的偏向方向連續地變動，故產生干涉條紋的位置連續地變動，亮度在雷射光的全體照射區域均勻化。因此，可有效降低雷射光的照射區域之照明不均。
又，在本實施態樣中，雖以雷射光的強度均勻化為目的，而設置2片複眼透鏡，但可使雷射光的強度充分均勻化時，亦可設置1片複眼透鏡。又，有關雷射光的光路上之上游側的(第1)聚光透鏡31，不設置亦可。
接著說明依本發明第2實施態樣的雷射照明裝置。圖5係顯示依本發明第2實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。如圖5所示，依本實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上設有偏向元件6。如圖6所示，偏向元件6，係成形為例如由光透射性材料所構成的板狀構件之一側的面傾斜；係例如自無傾斜側的面入射脈衝雷射光10時，在傾斜面中，其脈衝雷射光10c的偏向方向變動之所謂楔形稜鏡。本實施態樣中，如圖6所示，偏向元件6，係配置為例如無傾斜側的面相對於脈衝雷射光10的光軸呈垂直，並可相對於前述光軸旋轉，因此脈衝雷射光15(圖5)的偏向方向連續地變動。 例如對1處的雷射光照射部位照射N次脈衝雷射光時，令雷射光的頻率為F[Hz]，該偏向元件6的旋轉速度則為F/N×60[rpm]。
如此，在本實施態樣中，設置使入射光相對於其光軸偏向而透射之偏向元件6，藉此除因電光學結晶元件5所產生的連續性偏向方向之變動外，藉由偏向元件6亦可使脈衝雷射光的偏向方向連續地變動，故相較於第1實施態樣，能更加抑制因干涉條紋所致的照度不均。
另外，本實施態樣中，亦可進行與第1實施態樣相同的各種改變。
接著說明依本發明第3實施態樣的雷射照明裝置。圖7係顯示依本發明第3實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。如圖7所顯示，依本實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上設有光擴散元件7。如圖8所示，光擴散元件7，係例如在光透射性的板狀構件之一側的面形成有磨砂玻璃狀的粗面之所謂擴散板；並使入射的脈衝雷射光10以自其光軸展開之方式擴散而透射(圖8的透射光10d)。因此，朝向光擴散元件7的入射光15，以其偏向方向擴散的方式透射。
在本實施態樣中，設置使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射之光擴散元件7，因此透射過電光學結晶元件5而偏向方向連續變動之脈衝雷射光15透射光擴散元件7，因而使偏向方向更加擴散，故相較於第1實施態樣，可抑制干涉條紋之產生，有效防止照度不均之產生。
另外，本實施態樣中，亦可進行與第1實施態樣相同的各種改變。
接著說明依本發明第4實施態樣的雷射照明裝置。本實施態樣中，如圖9所示，在第1實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上，設有第2實施態樣的偏向元件6以及第3實施態樣的光擴散元件7。各構成的詳細說明則省略。
在本實施態樣中，設置使入射光相對於其光軸偏向而透射之偏向元件6，以及使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射之光擴散元件7，因此除電光學結晶元件5所產生的連續性偏向方向之變動外，亦可藉由偏向元件6使脈衝雷射光15的偏向方向連續變動，並且由於脈衝雷射光15透射光擴散元件而使偏向方向擴散，故相較於第1至3實施態樣，最能有效防止因干涉條紋所致之照度不均。
如以上所述，在本發明中，將電光學結晶元件設置於脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向連續地變動的方式透射，因此透射複眼透鏡所產生的干涉條紋之產生位置連續地變動，因而從雷射照明裝置射出的脈衝雷射光18，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化，可降低照明不均。
接著說明本發明第5實施態樣的雷射照明裝置。圖10係顯示依本發明第5實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。圖10中，與圖1相同的構成物，則附上相同符號，省略詳細說明。本實施態樣中，如圖10所示，在透射過第2複眼透鏡4的脈衝雷射光的光路上，第1電光學結晶元件5A與第2電光學結晶元件5B 呈直列設置；以使入射於電光學結晶元件5A、5B之雷射光，以其偏向方向連續二維地變動的方式透射。此等第1電光學結晶元件5A與第2電光學結晶元件5B之間，配置有半波長板8(λ/2板)；半波長板8，對於透射過第1電光學結晶元件5A之雷射脈衝光14，產生180°的相位差，改變直線偏光的偏向方向之後，使其入射於第2電光學結晶元件5B。而電光學結晶元件5A、5B的透射光透射第2聚光透鏡32，作為平行光的脈衝雷射光18射出。另外，在本發明中，例如如圖10所示，亦可於各光學元件之間，配置全反射鏡等光學構件。
電光學結晶元件5(5A、5B)，例如如前述圖2(a)所示，由與脈衝雷射光10的光軸呈平行配置之一對三角形狀的電極52、53、以及配置於此等電極52、53之間的長方體狀的光學結晶材料51所構成；並可對電極52、53之間施加電壓。電極52、53形成為三角形狀，光學結晶材料51被包夾在該電極52、53之間，但不存有電極52、53的部分，暴露出光學結晶材料51的頂面及底面。光學結晶材料51，例如係由Li及Nb所構成的光透射性結晶材料(LN結晶材料)；並對電極52、53之間施加電壓使電場E產生，因此在電極52、53之間的光學結晶材料51的部分與不存有電極52、53的光學結晶材料51的部分之邊界，光學結晶材料51的折射率變動。亦即，如圖2(b)所示，對電極52、53之間施加的電壓為0時，電場E不會產生(E=0)，入射於光學結晶材料51的脈衝雷射光10，以其偏向方向不會變動的方式直接透射(圖2(b)之透射光10a)；如圖2(c)所示，若對電極52、53之間施加電壓，則電場E產生，因此入射於光學結晶材料51的脈衝雷射光10，以其偏向方向相對於入射方向變動的方式透射(圖2(c)之透射光10b)。例如光學結晶材料51為LN結晶材料時，透射光的波長為370至5000nm，包含所使用的脈衝雷射光的波長。LN結晶材料的折射率n，係相對於由電壓施加所產生的電場E[V/m]，由前述數學式1 及2所得，與電場的強度E成比例。另外，如前述，數學式1及2之ne及r33，分別為係數，例如脈衝雷射光波長為1064nm時，ne=2.156，r33=3.2×10-11[m/V]。
即使在本實施態樣中，對電光學結晶元件5的電極52、53之間施加的電壓，例如如圖3所示，亦以連續變動的方式施加之。另一方面，在本實施態樣中，不同於第1實施態樣，藉由對第1電光學結晶元件5A的電極之間施加電壓，而對於透射過第1電光學結晶元件5A的雷射光，使雷射光在圖12所示之垂直於雷射光的光軸的面S內，偏向於某一特定的X方向例如水平方向。另一方面，第2電光學結晶元件5B，藉由施加電壓，而對於雷射光，使雷射光在圖12所示之面S內，偏向於與X方向垂直之Y方向例如垂直方向。因此，干涉條紋點28，如圖12所示，在X-Y面內二維地移動。此X方向用的第1電光學結晶元件5A與Y方向用的第2電光學結晶元件5B，由於結晶軸方向相差90°，故亦必須使雷射光的偏光面相差90°。因此，在第1電光學結晶元件5A與第2電光學結晶元件5B之間，設置半波長板8，藉由該半波長板8，使通過第1電光學結晶元件5A的雷射光的偏光面旋轉90°之後，入射於第2電光學結晶元件5B。
圖11係顯示雷射光的脈衝，與第1及第2電光學結晶元件5A、5B所形成之偏向方向的關係之圖。在雷射光的1脈衝中，對第1電光學結晶元件5A施加以3周期變動的電壓，以對於透射第1電光學結晶元件5A之雷射光賦予在X方向以3周期變動之偏向。又，在該雷射光的1脈衝中，一旦電壓上升之後，以電壓逐漸降低的模式對第2電光學結晶元件5B施加電壓，以賦予在Y方向以微速的1周期變動之偏向。圖12中，未對雷射光賦予偏向時，由複眼透鏡所產生的干涉條紋點28呈現格子狀，但使上述雷射光的偏向方向在X方向及Y方向相互關連而控制之，因此各干 涉條紋點28在Y方向呈波狀移動。由於干涉條紋點28如此二維地移動，故在照明光的照射面中，不會出現而成為照明光的強度不均。因此，自雷射照明裝置射出的脈衝雷射光，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化。另外，若令干涉條紋點28的出現間距在X方向及Y方向為d(例如150μm)，則1脈衝中X方向的干涉條紋點28的移動距離(振幅)，宜與該d一致；又，Y方向的干涉條紋點28的移動距離，亦宜與d一致。因此，干涉條紋點28，在存在於格子位置的4個干涉條紋點28所包圍之區域內二維地移動，故存在於格子位置的所有干涉條紋點28不受鄰接於X方向及Y方向之干涉條紋點28影響，可有效率地移動，使亮度均勻化，可有效降低雷射光的照射區域之照明不均。
接著說明依本發明第5實施態樣的雷射照明裝置之動作。首先，自光源1藉例如Q開關產生雷射震盪，因而以既定的時序射出雷射光11。雷射光11的輸出，逐漸增加，在最大值附近重複增減之後減少，最終變為0。而在既定時間後，再次因雷射震盪而射出雷射光11，如此不斷重複。因此，從光源1射出的雷射光，成為呈脈衝狀斷斷續續地射出之脈衝雷射光。此時，在射出雷射光11的時序，輸出觸發脈衝，可將該觸發脈衝作為對電光學結晶元件5A、5B的電極之間施加電壓之觸發器使用。
自光源1射出的脈衝雷射光11，入射於第1複眼透鏡2。第1複眼透鏡2係複數個凸透鏡配置成棋盤網格狀；入射光被分割為朝向各凸透鏡的入射光，透射過各凸透鏡之後，在各凸透鏡分別聚光於焦點而進行擴散。而被分割成複數道的脈衝雷射光12重疊地照射在第1聚光透鏡31。因此，透射過第1複眼透鏡2而入射在聚光透鏡31之脈衝雷射光12，在垂直於光軸的面內強度分布均勻化。
透射過聚光透鏡31而成為平行光的脈衝雷射光13，透射第2複眼透鏡4，因此強度分布更加均勻化。而透射第2複眼透鏡4後的雷射光14，入射於電光學結晶元件5A、5B的光學結晶材料51(例如LN結晶材料)。於該電光學結晶元件5A、5B配置有一對電極以包夾光學結晶材料51；自前述觸發脈衝經過既定的延遲時間t後，開始對電極52、53之間施加電壓使電場E產生。對電極52、53之間施加的電壓，為例如斜坡波形的電壓，隨著時間經過，兩電極之間的電壓逐漸增加，在既定時間後與例如脈衝雷射光的周期同步而歸零。
隨著該電極52、53之間的電壓變動，光學結晶材料51的折射率連續地變動。因此，入射於電光學結晶元件5A、5B的脈衝雷射光，以其偏向方向連續地變動的方式透射。透射過電光學結晶元件5A、5B的脈衝雷射光15，透射第2聚光透鏡32，以平行光射出至雷射光的照射對象。
在習知的雷射光照射裝置中，脈衝雷射光的偏向方向為固定，故雷射光的照射區域中產生干涉條紋，因而產生照度不均，雖有以上問題點，但本實施態樣中，因電光學結晶元件5A、5B使雷射光的偏向方向在X方向及Y方向連續地變動，故干涉條紋所產生的位置連續地變動而二維地移動，故亮度在雷射光的全體照射區域均勻化。因此，可有效降低雷射光的照射區域之照度不均。
另外，如圖18所示，例如若在220ns的雷射脈衝透射電光學結晶元件(LN結晶)之時序，對1個LN結晶施加脈衝電壓，則可使雷射光的偏向方向只在單方向連續地變動。在此情形，亦如圖19所示，相較於未對LN結晶施加電壓，未控制雷射光的偏向方 向之情形，因干涉條紋所致的照度不均減少。
另一方面，在本發明的情形，圖20(a)、(b)所示，係對於第1電光學結晶元件5A，掃描驅動電壓(X方向掃描)，以使雷射光的偏向方向往X方向變動；並對於第2電光學結晶元件5B，掃描驅動電壓(Y方向掃描)，以使雷射光的偏向方向往Y方向變動，故干涉條紋點二維地移動。因此，如圖21之干涉條紋點所示，由於掃描開啟，因干涉條紋所致的照度不均更加顯著地減少。另外，圖19的條件2係重複進行過4次的均勻分布，相對於此，圖21(掃描開啟)係只有進行過1次的分布，故圖21(掃描開啟)比起圖19(條件2)，顯現較多干涉條紋。
另外，如本實施態樣，在使雷射光的偏向方向與X方向相關而高速變動之情形，以與可為低速變動的Y方向用的第2電光學結晶元件5B相同之光學結晶材料，製作X方向用的第1電光學結晶元件5A時，例如若將第2電光學結晶元件5B視為以電極52、53包夾光學結晶材料51之1個電容器，則第1電光學結晶元件5A為直列連接3個該電容器者。若當第1電光學結晶元件5A為1個時，令靜電電容為C0，則直列連接3個第1電光學結晶元件5A者，靜電電容降低至(1/3)C0。因此，全體的電容，相較於第1電光學結晶元件5A為1個之情形，直列連接3個第1電光學結晶元件5A者，負載電容降低至1/3，可對應驅動電壓的高速變化，使折射率高速變化。
另外，本實施態樣中，雖以雷射光的強度均勻化為目的，而設置2片複眼透鏡，但可使雷射光的強度充分均勻化時，亦可僅設置1片複眼透鏡。又，有關雷射光的光路上之上游側的(第1)聚光透鏡31，並無必須設置之必要。
接著說明依本發明第6實施態樣的雷射照明裝置。圖13係顯示依本發明第6實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。如圖13所示，依本實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5A、5B與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上設有偏向元件6。如圖14所示，偏向元件6，係成形為例如由光透射性材料所構成的板狀構件之一側的面傾斜；係例如自無傾斜側的面入射脈衝雷射光15時，在傾斜面中，其偏向方向變動之所謂楔形稜鏡。本實施態樣中，如圖14所示，偏向元件6，係配置為例如無傾斜側的面相對於脈衝雷射光15的光軸呈垂直，並可相對於前述光軸旋轉，因此自該偏向元件6射出的脈衝雷射光16的偏向方向連續地變動。例如對1處的雷射光照射部位照射N次脈衝雷射光時，令雷射光的頻率為F[Hz]，該偏向元件6的旋轉速度則為F/N×60[rpm]。
如此，在本實施態樣中，設置使入射光相對於其光軸偏向而透射之偏向元件6，藉此除因電光學結晶元件5A、5B所產生的連續性偏向方向之二維地變動外，可藉由偏向元件6使脈衝雷射光的偏向方向連續地變動，故相較於第5實施態樣，能更加抑制因干涉條紋所致的照度不均。另外，本實施態樣中，亦可進行與第5實施態樣相同的各種改變。
接著說明依本發明第7實施態樣的雷射照明裝置。圖15係顯示依本發明第7實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。如圖15所示，依本實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5A、5B與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上設有光擴散元件7。如圖16所示，光擴散元件7，係例如在光透射性的板狀構件之一側的面形成有磨砂玻璃狀的粗面之所謂擴散板；並使入射的脈衝雷射光15以自其光軸展開之方式擴散而透射(圖16 的脈衝雷射光17)。因此，朝向光擴散元件7的入射光(脈衝雷射光15)，以其偏向方向自光擴散元件7擴散的方式成為脈衝雷射光17入射於聚光透鏡32。
在本實施態樣中，設置使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射之光擴散元件7，因此透射過電光學結晶元件5A、5B而偏向方向連續二維地變動之脈衝雷射光15透射光擴散元件7，因而使偏向方向擴散，故相較於第5實施態樣，可抑制干涉條紋之產生，有效防止照度不均之產生。另外，本實施態樣中，亦可進行與第5實施態樣相同的各種改變。
接著說明依本發明第8實施態樣的雷射照明裝置。本實施態樣中，如圖17所示，在第5實施態樣的雷射照明裝置中，在電光學結晶元件5A、5B與第2聚光透鏡32之間的脈衝雷射光15的光路上，設有第2實施態樣的偏向元件6以及第3實施態樣的光擴散元件7。各構成的詳細說明則省略。
在本實施態樣中，設置使入射光相對於其光軸偏向而透射之偏向元件6，以及使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射之光擴散元件7，因此除電光學結晶元件5A、5B所產生的連續性偏向方向的二維變動外，亦可藉由偏向元件6使脈衝雷射光的偏向方向連續變動，並且由於脈衝雷射光透射光擴散元件而使偏向方向擴散，故相較於第5至第7實施態樣，最能有效防止因干涉條紋所致之照度不均。
如以上所述，在本發明中，將第1及第2電光學結晶元件設置於脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向連續二維地變動的方式透射，因此透射複眼透鏡所產生的干涉條紋之產生位置 會連續變動，因而從雷射照明裝置射出的脈衝雷射光，其亮度在雷射光的全體照射區域均勻化，可降低照明不均。另外，上述各實施態樣中，賦予細微變化(掃描)之第1電光學結晶元件的偏向方向之變動方向係水平方向，而賦予緩慢變化(掃描)之第2電光學結晶元件的偏向方向之變動方向係垂直方向，但亦可互換之；又，變動方向並不限於水平及垂直，只要能使干涉條紋二維地移動，該變動方向可為任意者。
[產業上的可利用性]
本發明，在用於雷射退火等的雷射照明裝置中，可降低因透射複眼透鏡的透射光的干涉條紋所致的照明不均，因此不會產生干涉條紋，而可得到均勻強度分布的雷射光，在用於退火等的雷射光之品質提升上有巨大貢獻。
1‧‧‧光源
2‧‧‧第1複眼透鏡
4‧‧‧第2複眼透鏡
5‧‧‧電光學結晶元件(LN結晶元件)
5A‧‧‧第1電光學結晶元件
5B‧‧‧第2電光學結晶元件
6‧‧‧偏光元件(楔形稜鏡)
7‧‧‧光擴散元件(擴散板)
8‧‧‧半波長板
10~18、10c‧‧‧脈衝雷射光
10a、10b、10d‧‧‧透射光
28‧‧‧干涉條紋點
31‧‧‧第1聚光透鏡
32‧‧‧第2聚光透鏡
51‧‧‧光學結晶材料(LN結晶材料)
52、53‧‧‧電極
54‧‧‧電源
E‧‧‧電場
S‧‧‧垂直於雷射光的光軸的面
θ‧‧‧角度
圖1係顯示依本發明第1實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖2(a)至(c)係顯示依本發明實施態樣的電光學結晶元件之構造之圖。
圖3係顯示依本發明實施態樣的電光學結晶元件的施加電壓波形與脈衝雷射光的雷射輸出波形之關係之圖。
圖4(a)係顯示來自依本發明實施態樣的雷射照明裝置的射出光之示意圖；圖4(b)係以一例顯示由同樣射出光所產生的干涉條紋之波形之圖。
圖5係顯示依本發明第2實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖6係顯示依本發明實施態樣的偏向元件之一例之圖。
圖7係顯示依本發明第3實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖8係顯示依本發明實施態樣的光擴散元件之一例之圖。
圖9係顯示依本發明第4實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖10係顯示依本發明第5實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖11係顯示本實施態樣的雷射輸出，與電光學結晶元件的X方向及Y方向的驅動電壓之掃描之圖。
圖12係顯示本實施態樣的干涉條紋之移動之圖。
圖13係顯示依本發明第6實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖14係顯示依本實施態樣的偏向元件之一例之圖。
圖15係顯示依本發明第7實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖16係顯示依本實施態樣的光擴散元件之一例之圖。
圖17係顯示依本發明第8實施態樣的雷射照明裝置之構造之示意圖。
圖18係顯示使雷射光的偏向方向往單方向變動時之驅動電壓的波形等之圖。
圖19係顯示使雷射光的偏向方向往單方向變動時之干涉條紋(以點顯示)的減少之圖。
圖20(a)係顯示使雷射光的偏向方向往X方向及Y方向雙方向變動時之驅動電壓的波形之圖；圖20(b)係因其所致之干涉條紋點的移動之圖。
圖21係顯示使雷射光的偏向方向往X方向及Y方向雙方向變動時之干涉條紋(以點顯示)的減少之圖。
1‧‧‧光源
2‧‧‧第1複眼透鏡
4‧‧‧第2複眼透鏡
5‧‧‧電光學結晶元件(LN結晶元件)
11~15、18‧‧‧脈衝雷射光
31‧‧‧第1聚光透鏡
32‧‧‧第2聚光透鏡

Claims (12)

  1. 一種雷射照明裝置，其具有：光源，用以射出脈衝雷射光；均勻化構件，配置於來自該光源的脈衝雷射光的光路上，使該脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化；以及聚光透鏡，配置於透射過該均勻化構件的脈衝雷射光的光路上，使入射光成為平行光而透射；該雷射照明裝置之特徵為：具有電光學結晶元件，該電光學結晶元件係配置於該光源與該均勻化構件之間或該均勻化構件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以連續地變動其偏向方向方式而透射，且該電光學結晶元件具有：一對電極，與該脈衝雷射光的光軸呈平行配置；以及光學結晶材料，配置於該電極之間；且藉由自該脈衝雷射光射出的時序起經過既定的延遲時間後，開始對該電極之間施加斜坡波形的電壓，隨著時間經過緩緩增加兩電極間的電壓，並於既定時間後歸零，使該電極間產生電場，而令該電光學結晶元件的折射率變動，以使該入射光的偏向方向變動，對該電極之間施加的電壓之周期，與該脈衝雷射光的周期同步。
  2. 如申請專利範圍第1項之雷射照明裝置，其中，該均勻化構件為複眼透鏡或棒狀透鏡。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之雷射照明裝置，其中，更具有光擴散元件，該光擴散元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的.該脈衝雷射光的光路上，使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之雷射照明裝置，其中，更具有偏向元件，該偏向元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光相對於其光 軸偏向而透射。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之雷射照明裝置，其中，更具有偏向元件及光擴散元件；該偏向元件係配置於透射過該電光學結晶元件的脈衝雷射光的光路上，使入射光相對於其光軸偏向而透射；該光擴散元件使該偏向元件的透射光以自其光軸展開之方式擴散而透射；且該光擴散元件的透射光入射於該聚光透鏡。
  6. 一種雷射照明裝置，其特徵為具有：光源，用以射出脈衝雷射光；1個或複數個複眼透鏡，配置於來自該光源的脈衝雷射光的光路上，使該脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化；複數個聚光透鏡，配置於透射過該複眼透鏡的脈衝雷射光的光路上，使入射光成為平行光而透射；第1電光學結晶元件，配置在該光源與設於最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內沿X方向連續地變動的方式透射；第2電光學結晶元件，配置於該光源與最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內沿著與該X方向垂直之Y方向連續地變動的方式透射；以及控制部；使對於該各電光學結晶元件的施加電壓相互關連而控制之，以使該複眼透鏡所產生的照射面上的干涉條紋二維地連續移動；且該電光學結晶元件具有：一對電極，與該脈衝雷射光的光軸呈平行配置；以及光學結晶材料，配置於該電極之間；且藉由自該脈衝雷射光射出的時序起經過既定的延遲時間後，開始對該電極之間施加斜坡波形的電壓，隨著時間經過緩緩增加兩電極間的電壓，並於既定時間後歸零，使該電極間產生電 場，而令該電光學結晶元件的折射率變動，以使該入射光的偏向方向變動，對該電極之間施加的電壓之周期，與該脈衝雷射光的周期同步。
  7. 一種雷射照明裝置，其特徵為具有：光源，用以射出脈衝雷射光；1個或複數個複眼透鏡，配置於來自該光源的脈衝雷射光的光路上，使該脈衝雷射光的強度在垂直於光軸的面內均勻化；複數個聚光透鏡，配置於透射過該複眼透鏡的脈衝雷射光的光路上，使入射光成為平行光而透射；第1電光學結晶元件，配置在該光源與設於最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內沿X方向連續地變動的方式透射；第2電光學結晶元件，配置於該光源與最終段的聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以其偏向方向在垂直於該雷射光的光軸的面內沿著與該X方向垂直之Y方向連續地變動的方式透射；半波長板，設置於該第1電光學結晶元件與該第2電光學結晶元件之間，使通過該第1電光學結晶元件的雷射光的偏光面旋轉90°之後，入射於該第2電光學結晶元件；以及控制部；使對於該各電光學結晶元件的施加電壓相互關連而控制之，以使該複眼透鏡所產生的照射面上的干涉條紋二維地連續移動。
  8. 如申請專利範圍第7項之雷射照明裝置，其中，各該電光學結晶元件具有：一對電極，與該脈衝雷射光的光軸呈平行配置；以及光學結晶材料，配置於該電極之間；並對於該電極之間施加電壓使電場產生，藉此使該電光學結晶元件的折射率變動，以使該入射光之偏向方向變動。
  9. 如申請專利範圍第6或8項之雷射照明裝置，其中， 該控制部將該施加電壓控制為：使得該第1電光學結晶元件所產生之雷射光的偏向方向之變動速度，較該第2電光學結晶元件所產生之雷射光的偏向方向之變動速度為快。
  10. 如申請專利範圍第8項之雷射照明裝置，其中，對於各該電光學結晶元件，以與該脈衝雷射光的周期同步方式，來對該電極之間施加電壓。
  11. 如申請專利範圍第6、7、8或10項之雷射照明裝置，其中，更具有光擴散元件，該光擴散元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光以自其光軸展開之方式擴散而透射。
  12. 如申請專利範圍第6、7、8或10項之雷射照明裝置，其中，更具有偏向元件，該偏向元件係配置於該電光學結晶元件與該聚光透鏡之間的該脈衝雷射光的光路上，使入射光相對於其光軸偏向而透射。
TW101111884A 2011-04-05 2012-04-03 雷射照明裝置 TWI536043B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011084019A JP5803222B2 (ja) 2011-04-05 2011-04-05 レーザ照明装置
JP2012018729A JP6002964B2 (ja) 2012-01-31 2012-01-31 レーザ照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201241475A TW201241475A (en) 2012-10-16
TWI536043B true TWI536043B (zh) 2016-06-01

Family

ID=46969180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101111884A TWI536043B (zh) 2011-04-05 2012-04-03 雷射照明裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9134537B2 (zh)
KR (1) KR101849435B1 (zh)
CN (1) CN103703408B (zh)
TW (1) TWI536043B (zh)
WO (1) WO2012137784A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9863759B2 (en) * 2014-10-17 2018-01-09 Ricoh Company, Ltd. Illumination apparatus, pattern irradiation device, and system
US10016843B2 (en) 2015-03-20 2018-07-10 Ultratech, Inc. Systems and methods for reducing pulsed laser beam profile non-uniformities for laser annealing
EP3641306A1 (en) 2015-10-11 2020-04-22 Dolby Laboratories Licensing Corp. Improved optical system for image projectors
CN110651219A (zh) * 2017-05-19 2020-01-03 奥林巴斯株式会社 照明装置、包括该照明装置的摄像***、包括该摄像***的内窥镜***及显微镜***
KR20200028446A (ko) * 2017-08-31 2020-03-16 에스지 디제이아이 테크놀러지 코., 엘티디 고체 상태 광 검출 및 레인징(lidar) 시스템, 그리고 고체 상태 광 검출 및 레이징(lidar) 분해능을 향상시키는 시스템 및 방법
CN113495405A (zh) * 2020-03-19 2021-10-12 深圳光峰科技股份有限公司 投影***

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62280818A (ja) * 1986-05-30 1987-12-05 Canon Inc 照明光学系
JP3360686B2 (ja) * 1990-12-27 2002-12-24 株式会社ニコン 照明光学装置および投影露光装置並びに露光方法および素子製造方法
JP3969197B2 (ja) * 2002-06-06 2007-09-05 石川島播磨重工業株式会社 レーザ照射装置
JP2009042373A (ja) 2007-08-07 2009-02-26 Seiko Epson Corp プロジェクタ
JP5639745B2 (ja) 2009-02-03 2014-12-10 株式会社ブイ・テクノロジー レーザ露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103703408B (zh) 2016-01-13
KR20140021642A (ko) 2014-02-20
WO2012137784A1 (ja) 2012-10-11
US9134537B2 (en) 2015-09-15
CN103703408A (zh) 2014-04-02
US20140063808A1 (en) 2014-03-06
KR101849435B1 (ko) 2018-04-16
TW201241475A (en) 2012-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI536043B (zh) 雷射照明裝置
US9904069B2 (en) Apparatus and method for speckle reduction in laser processing equipment
CN101140358B (zh) 一维照明装置和图像生成装置
US8462412B2 (en) Optical scanner
US20080218699A1 (en) Display device having plurality of light sources and using diffractive light modulator, capable of reducing speckles
US20220376461A1 (en) Device, laser system and method for combining coherent laser beams
KR20160113050A (ko) 레이저 어닐링을 위해 펄스 레이저 빔 프로파일 불균일을 감소시키는 시스템 및 방법
US20080024855A1 (en) Ultra-Fast Beam Dithering with Surface Acoustic Wave Modulator
JP5704315B2 (ja) 露光装置
JP6002964B2 (ja) レーザ照明装置
KR100890288B1 (ko) 회절형 광변조기에 있어서 반사부의 변위 변화량 보정 장치
WO2012063607A1 (ja) 露光装置
JP5803222B2 (ja) レーザ照明装置
JP2009260285A (ja) 照射光学系、照射装置および半導体装置の製造方法
CN111158202B (zh) 一种激光消散斑装置及激光投影设备
US8368994B2 (en) Scanned, one-dimensional, phased-array display system
US20200319442A1 (en) Light pattern generator
KR100890290B1 (ko) 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를이용한 디스플레이 장치
JP7244888B1 (ja) 光変調装置及び集光装置
KR102688783B1 (ko) 간섭성 레이저 빔을 결합하기 위한 장치, 레이저 시스템 및 방법
US11366070B2 (en) Pulsed light generation device, pulsed light generation method, exposure apparatus having pulsed light generation device and inspection apparatus having pulsed light generation device
JP2013061489A (ja) 光走査装置
WO2013121966A1 (ja) 光偏向素子
US20080025354A1 (en) Ultra-Fast Beam Dithering with Surface Acoustic Wave Modulator
KR20090059630A (ko) 광 균일화 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees