JPH0682720A - Double bessel generating method and device therefor - Google Patents

Double bessel generating method and device therefor

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JPH0682720A
JPH0682720A JP25547192A JP25547192A JPH0682720A JP H0682720 A JPH0682720 A JP H0682720A JP 25547192 A JP25547192 A JP 25547192A JP 25547192 A JP25547192 A JP 25547192A JP H0682720 A JPH0682720 A JP H0682720A
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雅之 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To restrain subsidiary maximum while keeping a small spot diameter and a large depth characteristic by superposing Bessel beams having subsidiary maximum in different positions in amplitude so as to interfere with each other. CONSTITUTION:A laser beam L as a parallel light irradiates a concentric double ring opening 1, and the laser beam outgoing from the double ring opening 1 becomes two ring-like lights and pass through a lens 2, and they are superposed on the focal plane on the image side of the lens 2. The two ring-like lights become Bessel beams having mutually different diameters and distributions, and they interfere with each other to form a double Bessel beam due to being coherent. In this case, the parameter (6) is the ratio of diameters of two rings, and namely the parameter (f) is equal to the ratio of systems of two Bessel beams. This device is constituted so that the ratio (epsilon) of the two Bessel beams satisfy the relation; 0.3<=(epsilon)0.7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は微小スポットで且つ大き
い焦点深度を持つレ−ザビ−ム発生方法及びそれを用い
た装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a laser beam having a minute spot and a large depth of focus and an apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来レ−ザビ−ムは一般にガウスビ−ム
として取り扱われ、その伝播特性に基づく制約を受けて
きた。しかしながら近年、非常に深度が大きく、且つス
ポット径が比較的小さいレ−ザビ−ムとしてベッセルビ
−ム(J0 ビ−ム、或は非回折ビ−ム)が注目されてい
る。ベッセルビ−ムの詳細は例えば Durnin: J. Opt. S
oc. Am. A,vol.4,No.4, p.651 (1987)に記述されてい
る。このビ−ムの特徴は伝播方向に垂直な断面内での光
振幅分布が第1種の0次ベッセル関数に比例するものに
なっていることである。即ち光軸からの距離を rとした
とき、ベッセルビ−ムの振幅分布U(r) は U(r) =A J0(αr) ‥‥‥(1) で表される。ここで A及びαは定数である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser beam has generally been treated as a Gaussian beam and has been restricted by its propagation characteristics. However, in recent years, a Bessel beam (J0 beam or non-diffraction beam) has been attracting attention as a laser beam having a very large depth and a relatively small spot diameter. For details on the vessel beam, see Durnin: J. Opt. S.
oc. Am. A, vol.4, No.4, p.651 (1987). The feature of this beam is that the light amplitude distribution in the cross section perpendicular to the propagation direction is proportional to the 0th-order Bessel function of the first kind. That is, assuming that the distance from the optical axis is r, the amplitude distribution U (r) of the Bessel beam is expressed by U (r) = A J0 (αr) (1). Where A and α are constants.

【0003】ベッセルビ−ムを近似的に得る方法として
は Durnin 他による細いリング開口とレンズを用いて形
成する方法や( Phys. Rev. Letters,vol.58,No.15,p.1
499(1987)) 、河田、有本による円錐プリズムを用いて
形成する方法(春季応用物理学会講演予稿集、p.829、30
p-A-4 (1991)) などが知られている。
As a method for obtaining a Bessel beam approximately, a method using a thin ring aperture and a lens by Durnin et al. And (Phys. Rev. Letters, vol.58, No.15, p.1) are used.
499 (1987)), Kawada, and Arimoto's method using a conical prism (Proceedings of the Spring Meeting of Applied Physics, p.829, 30)
pA-4 (1991)) is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらベッセル
ビ−ムはJ0(r)の挙動から明らかなように、回折リング
のサイドロ−ブの強度が大きいという取り扱いにくさを
持っている。即ち第1リングの強度は中心ピ−クの16%
、第2リングの強度は 9% もあり、この副極大の存在
がベッセルビ−ムの実際の装置への適用、例えば記録装
置への適用を困難としていた。
However, as is apparent from the behavior of J0 (r), the Bessel beam has a difficulty in handling because the side lobe of the diffraction ring has a large strength. That is, the strength of the first ring is 16% of the center peak.
The strength of the second ring is as high as 9%, and the existence of this submaximum makes it difficult to apply the Bessel beam to an actual device, for example, a recording device.

【0005】本発明は上記従来のベッセルビ−ムの持っ
ていた特性である小さなスポット径と大きな深度という
特性を保ったまま、副極大を押さえ実際の光学装置に適
用するのに好適なレ−ザビ−ムを提供すること、及び該
レ−ザビ−ムを適用した光学装置を提供することにあ
る。
The present invention suppresses the sub-maximum while maintaining the characteristics of the conventional Bessel beam such as a small spot diameter and a large depth, which is suitable for an actual optical device. And providing an optical device to which the laser beam is applied.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため本発明では2種
類の互いに径の大きさ、即ち副極大の位置の異なるベッ
セルビ−ムを振幅的に重ね合わせて干渉させ、全体とし
て本来のベッセルビ−ムの特徴を保ったまま、副極大の
押さえられたビ−ム形状を提供することを特徴とする。
このように2つのベッセルビ−ムを干渉させることによ
って得られたビ−ムを本願では2重ベッセルビ−ムと呼
ぶことにする。
Therefore, according to the present invention, two kinds of Bessel beams having different diameters, that is, different positions of the submaximums are overlapped with each other in amplitude to cause interference, and as a whole, the original Bessel beam is obtained. The feature of the present invention is to provide a beam shape in which the sub-maximum is suppressed while maintaining the above feature.
The beam obtained by causing the two Bessel beams to interfere with each other in this manner will be referred to as a double Bessel beam in the present application.

【0007】副極大が押さえられた結果、2重ベッセル
ビ−ムは従来のベッセルビ−ムよりよりガウスビ−ムに
近い形状となる。このため深度の大きいベッセルビ−ム
の特性を保ったまま深度の大きい光学系が可能となり、
広い範囲での応用が可能となった。
As a result of suppressing the sub-maximum, the double Bessel beam has a shape closer to a Gaussian beam than the conventional Bessel beam. For this reason, an optical system with a large depth becomes possible while maintaining the characteristics of the Bessel beam with a large depth.
A wide range of applications became possible.

【0008】[0008]

【実施例】本発明で導入された2重ベッセルビ−ムを形
成するための光学系の実施例1を示したのが図1であ
る。図1は等価的に2重ベッセルビ−ム形成の基本型と
しての意味を持っている。そのためここでは先ず図1を
例として本2重ベッセルビ−ムの基本的なパラメ−タに
ついて説明し、好適な2重ベッセルビ−ムを得るための
条件を明確化する。
EXAMPLE FIG. 1 shows Example 1 of an optical system for forming a double Bessel beam introduced by the present invention. FIG. 1 equivalently has a meaning as a basic type of double vessel beam formation. Therefore, here, the basic parameters of the present double vessel beam will be first described with reference to FIG. 1 as an example, and the conditions for obtaining a preferable double vessel beam will be clarified.

【0009】図1において1は同心の2重リング開口、
2はレンズ、3はレンズ2の像側焦点面、4は焦点面か
ら zだけデフォ−カスした位置に設けられた観測面であ
る。同心リング開口1の回転対称軸はレンズ2の光軸と
一致して配置されている。1を回転対称軸方向から見た
様子を示したのが図2である。図2(a)に示すように
リング開口は基本的には2つの細いリング部分から構成
される。図中、斜線部分が遮光部を表し、内側の透過開
口リングの半径が a1 、外側の透過開口リングの半径が
a2 となっている。図より明らかに a2 >a1> 0 ‥‥‥(2) で、各リングの幅は十分小さいものとする。
In FIG. 1, 1 is a concentric double ring opening,
Reference numeral 2 is a lens, 3 is an image-side focal plane of the lens 2, and 4 is an observation plane provided at a position defocused by z from the focal plane. The rotational symmetry axis of the concentric ring opening 1 is arranged so as to coincide with the optical axis of the lens 2. FIG. 2 shows the state of 1 viewed from the rotational symmetry axis direction. As shown in FIG. 2 (a), the ring opening is basically composed of two thin ring portions. In the figure, the shaded area represents the light shield, the radius of the inner transmission aperture ring is a1, and the radius of the outer transmission aperture ring is
It is a2. It is clear from the figure that a2>a1> 0 (2) and the width of each ring is sufficiently small.

【0010】図2(a)に示した同心2重リング開口1
は、例えば精密平面研磨したガラス基板の上に形成する
ことができる。遮光は開口部以外の部分に光吸収材料を
塗布したり、光反射材料を蒸着したりするなどの公知の
方法によって容易に実現させることができる。
The concentric double ring opening 1 shown in FIG.
Can be formed, for example, on a precision flat-polished glass substrate. The light shielding can be easily realized by a known method such as applying a light absorbing material to a portion other than the opening or depositing a light reflecting material.

【0011】またガラス基板を用いる代わりに、リング
開口を安価に型抜き開口として製作することも可能であ
る。この場合には保持上の問題から完全なリングとはな
らず、図2(b)に示したような回転対称性の崩れた近
似2重リング開口となる。図2(b)ではこの開口を
1’と示しているが、実用上は1’を1の代わりに用い
てもなんら差し支えない。
Further, instead of using the glass substrate, it is possible to inexpensively manufacture the ring opening as a die-cutting opening. In this case, the ring is not a perfect ring due to the problem of holding, and an approximate double ring opening with broken rotational symmetry as shown in FIG. Although this opening is shown as 1'in FIG. 2B, 1'may be used in place of 1 for practical purposes.

【0012】次いで光学系の作用について説明し、合わ
せて本発明の2重ベッセルビ−ムのパラメ−タ依存性に
ついて説明する。図1においてレ−ザ光Lは平行光とし
て同心2重リング開口1を照明する。1を出射したレ−
ザ光は2つのリング状の光となってレンズ2を通過し、
レンズ2の像側焦点面上で重なり合う。2つのリング状
の光は焦点面上で互いに異なる径と分布を持ったベッセ
ルビ−ムとなり、コヒ−レントなため互いに干渉しあっ
て2重ベッセルビ−ムを形成する。
Next, the operation of the optical system will be described, and in addition, the parameter dependence of the double Bessel beam of the present invention will be described. In FIG. 1, the laser light L illuminates the concentric double ring aperture 1 as parallel light. Ray that emitted 1
The light becomes two ring-shaped lights and passes through the lens 2,
They overlap on the image-side focal plane of the lens 2. The two ring-shaped lights are Bessel beams having different diameters and distributions on the focal plane, and since they are coherent, they interfere with each other to form a double Bessel beam.

【0013】像側焦点面3上に形成されるこの2重ベッ
セルビ−ムの振幅分布は同心2重リング1のフラウンホ
−ファ回折を計算することによって求めることができ
る。周知のように回転対称系では、開口面上での中心軸
である光軸からの距離をρ、開口の振幅分布を表わす瞳
関数をG(ρ)、波数を k(=2π/λ:λは波長) と
したとき、光軸となす角の正弦が wとなる方向へ回折さ
れる光の振幅U(w) は
The amplitude distribution of the double Bessel beam formed on the image-side focal plane 3 can be obtained by calculating the Fraunhofer diffraction of the concentric double ring 1. As is well known, in a rotationally symmetric system, the distance from the optical axis that is the central axis on the aperture plane is ρ, the pupil function that represents the amplitude distribution of the aperture is G (ρ), and the wave number is k (= 2π / λ: λ Is the wavelength), the amplitude U (w) of the light diffracted in the direction in which the sine of the angle with the optical axis is w

【0014】[0014]

【数1】 で与えられる。開口のリング幅が無限に小さい理想的な
場合を仮定すると、瞳関数G(ρ)は G(ρ)=δ(ρ−a1) +δ(ρ−a2) ‥‥ ‥(4) である。(4)を (3)式に代入して求められるのが無限遠
に形成される2重ベッセルビ−ムの振幅U(w) で U(w) = 2π[ a1J0(ka1w) + a2 J0(ka2w) ] ‥‥‥(5) である。
[Equation 1] Given in. Assuming an ideal case where the ring width of the opening is infinitely small, the pupil function G (ρ) is G (ρ) = δ (ρ−a1) + δ (ρ−a2) (4). Substituting (4) into Eq. (3) gives the amplitude U (w) of the double Bessel beam formed at infinity U (w) = 2π [a1J0 (ka1w) + a2 J0 (ka2w )] ..... (5).

【0015】レンズ3の焦点面上の振幅分布は2重ベッ
セルビ−ムの無限遠の強度分布と相似となる。即ちレン
ズの焦点距離を f、焦点面上での光軸からの距離を先に
置いたように rとすると、 w= r/fより(5) 式は U(r) = 2π[ a1J0(ka1r/f) + a2 J0(ka2r/f) ] ‥‥‥(6) と変換される。ここで本発明の2重ベッセルビ−ム形成
に対する条件を明確にするため、新たなパラメ−タとし
てリング径の比εを導入し、更に系の Fナンバ−Fを外
側のリングの有効径より次のように定義する。
The amplitude distribution on the focal plane of the lens 3 is similar to the intensity distribution of the double Bessel beam at infinity. That is, assuming that the focal length of the lens is f and r is the distance from the optical axis on the focal plane, then w (r) / (5) is expressed as U (r) = 2π [a1J0 (ka1r / f) + a2 J0 (ka2r / f)] ..... Converted to (6). Here, in order to clarify the conditions for forming the double vessel beam of the present invention, a ring diameter ratio ε is introduced as a new parameter, and the F number F of the system is calculated from the effective diameter of the outer ring to Define as follows.

【0016】 ε= a1/a2 ‥‥‥(7) F = f/(2a2) ‥‥‥(8) このεとFを (6)式に代入し、無関係な比例定数を省略
すると、レンズ3の焦点面上の振幅分布U(r) 及び強度
分布I(r) は結局、 U(r) =εJ0(επr/λF ) +J0(πr/λF ) ‥‥‥(9) I(r) = |U(r) |2 ‥‥‥(10) と表される。
Ε = a1 / a2 (7) F = f / (2a2) (8) Substituting these ε and F into the equation (6) and omitting the irrelevant proportional constant, the lens 3 After all, the amplitude distribution U (r) and the intensity distribution I (r) on the focal plane of U are as follows: U (r) = εJ0 (επr / λF) + J0 (πr / λF) (9) I (r) = | It is expressed as U (r) | 2 (10).

【0017】(5),(6),(9) 式は同じ分布をパラメ−タ変
換したにすぎないが、これらの式は2重ベッセルビ−ム
の振幅が互いにスケ−ルの異なる2つのベッセルビ−ム
の振幅の和で与えられるということを意味している。両
者が振幅の和の形で互いに影響しあうことによって、従
来単一のベッセルビ−ムでは不可能であったビ−ム形状
のコントロ−ルが可能となった。パラメ−タεは図1の
場合は2つのリングの径の比であるが、これはとりもな
おさず2つのベッセルビ−ムの系の比と等しい。以降別
の実施例においてもパラメ−タεが用いられるが、その
場合にはεをビ−ム径の比として考えれば良い。
The equations (5), (6) and (9) are merely parameter transformations of the same distribution, but these equations show that the amplitudes of the double Bessel beams are different from each other in the two Besselbi scales. -Means that it is given by the sum of the amplitudes of the signals. Both of them influence each other in the form of the sum of the amplitudes, which enables a beam-shaped control which has been impossible with a single vessel beam in the past. The parameter .epsilon. Is the ratio of the diameters of the two rings in the case of FIG. 1, which is in any case equal to the ratio of the two Bessel beam systems. In the following, the parameter ε will be used also in another embodiment. In that case, ε may be considered as the ratio of the beam diameter.

【0018】ここで具体的に2重ベッセルビ−ムにした
ことによって得られる効果につき、波長λとFナンバ−
を固定した状態で説明を行う。パラメ−タはリング径比
εで、εの変化に対する焦点面上でのスポット形状の変
化を示したのが図3〜図6である。与えたパラメ−タは
波長としてHeNeレ−ザのλ=632.8nm 、Fナンバ−はF
=10とした。各図において横軸は焦点面上での光軸から
の距離 rをmm単位で表したもの、縦軸は強度分布で中心
ピ−クを1として正規化したものである。
Here, the effect obtained by using the double Bessel beam is specifically described with respect to the wavelength λ and the F number.
The description will be given with the fixed. The parameter is the ring diameter ratio ε, and FIGS. 3 to 6 show changes in the spot shape on the focal plane with respect to changes in ε. The given parameter is HeNe laser λ = 632.8nm as wavelength, F number is F
= 10. In each figure, the abscissa represents the distance r from the optical axis on the focal plane in mm units, and the ordinate represents the intensity distribution normalized with the center peak as 1.

【0019】図3から図6にεの値により2重ベッセル
ビ−ムの形状がどう変化するかを示した。図3にはεが
0と0.1 、図4には 0.2〜0.4 、図5には 0.5〜0.7 、
図6には 0.8〜1.0 の場合が示されている。図3に示さ
れているε=0 は内側のリングが無い場合に対応するの
で、強度分布は従来のベッセルビ−ムそのものである。
FIGS. 3 to 6 show how the shape of the double Bessel beam changes depending on the value of ε. In Figure 3, ε is
0 and 0.1, 0.2 to 0.4 in Fig. 4, 0.5 to 0.7 in Fig. 5,
FIG. 6 shows the case of 0.8 to 1.0. Since ε = 0 shown in FIG. 3 corresponds to the case where there is no inner ring, the intensity distribution is the conventional Bessel beam itself.

【0020】従来技術で説明したように、第1回折リン
グの強度は中心強度の約 16%にも当たる。εの値が 0.1
から 0.2と増加していくと第1回折リングの強度が減少
するものの、第2回折リングの強度が増加し第1回折リ
ングより大きくなる。しかしながらεが 0.2になっても
大きいほうの第2回折リングの最大強度は 12%に押さえ
られており、従来のベッセルビ−ムの 16%に対し改善が
認められる。
As explained in the prior art, the intensity of the first diffraction ring is about 16% of the central intensity. The value of ε is 0.1
From 0.2 to 0.2, the intensity of the first diffraction ring decreases, but the intensity of the second diffraction ring increases and becomes greater than that of the first diffraction ring. However, even if ε is 0.2, the maximum intensity of the larger second diffractive ring is suppressed to 12%, which is an improvement over the conventional Bessel beam of 16%.

【0021】ε=0.3 及び 0.4では今度は第2リングが
減少を始め、最大強度を示す回折リングが第3リングに
移っていく。即ちここまでのεの増加に伴う変化の過程
は、最大強度を示す回折リングが段々外側の高い次数に
移っていく現象を示している。外側に行くに従い最も大
きい強度を示す回折リングの強度は減少し、中心に対し
7〜8%と低減化される。
At ε = 0.3 and 0.4, the second ring starts to decrease this time, and the diffraction ring having the maximum intensity moves to the third ring. That is, the process of change with the increase of ε up to this point shows a phenomenon in which the diffraction ring having the maximum intensity gradually moves to a higher order on the outer side. The intensity of the diffraction ring showing the highest intensity decreases toward the outside, and
Reduced to 7-8%.

【0022】ε=0.5 及び 0.6は回折リングの最大強度
が最も低減される状態である。強度の大きくなる次数が
外側に行く傾向が続く中で、第1回折リングの強度が成
長を始め、両者のバランスが取れて全体として副極大の
ピ−ク値が最も小さくなるのがこの条件である。この場
合の回折光の最大強度は約6%で、従来のベッセルビ−ム
の1/3 程度にまでなる。
At ε = 0.5 and 0.6, the maximum intensity of the diffraction ring is most reduced. Under this condition, the intensity of the first diffraction ring starts to grow and the two peaks are balanced to minimize the peak value of the submaximum as a whole, as the order of increasing intensity continues to go outward. is there. In this case, the maximum intensity of the diffracted light is about 6%, which is about 1/3 that of the conventional Bessel beam.

【0023】ε=0.7 以降は第1次回折リングが更に成
長して、その影響が支配的になってくる過程である。第
1次リングの強さはε=0.7 で10% 、ε=0.8 で13% 、
ε=0.9 で15% となる。ε=1.0 では内側のリングと外
側のリングが一致してしまうためもとのベッセルビ−ム
そのものとなり、リングの最大強度は16% に戻ってしま
う。
After ε = 0.7, the first-order diffractive ring grows further, and the influence becomes dominant. The strength of the primary ring is 10% at ε = 0.7, 13% at ε = 0.8,
It becomes 15% when ε = 0.9. When ε = 1.0, the inner ring and the outer ring coincide with each other, so that the original Bessel beam itself is obtained, and the maximum strength of the ring returns to 16%.

【0024】本発明の2重ベッセルビ−ムのスポット形
状はεによりこのように変化する。従来のベッセルビ−
ムで問題であった回折リングの低減化は2つのリングの
半径の比εが 0.5〜0.6 の時が最適であり、実質的には 0.3 ≦ε≦ 0.7 ‥‥‥(11) の範囲に納まれば良いことが分かった。
The spot shape of the double vessel beam of the present invention changes in this way depending on ε. Conventional vessel
The reduction of the diffractive ring, which was a problem in the system, is optimal when the ratio ε of the radii of the two rings is 0.5 to 0.6, and it is practically within the range of 0.3 ≤ ε ≤ 0.7 (11). I found it good.

【0025】ベッセルビ−ムの特徴の一つは大きな焦点
深度であった。2重ベッセルビ−ムにしてビ−ム形状を
改善することにより、ベッセルビ−ム本来の特性がどの
ように変化するかを次に説明する。2重ベッセルビ−ム
のデフォ−カス特性は(9) 式の振幅分布のフレネル回折
を計算して求めることができる。フレネル回折積分を行
った結果を全体の比例定数となる項を省略した形で示す
と、デフォ−カス量 zを導入した振幅分布U(r,z) 及び
強度分布I(r,z) は U(r,z) =ε・exp[ik(1-ε2)z/8F2]・ J0(επr/λF)+J0(πr/λF) ‥‥‥(12) I(r,z) =| U(r,z) |2 ‥‥‥(13) となる。ここで zは図1に示されているレンズの像側焦
点位置を原点とした円筒座標系の光軸方向の座標であ
る。
One of the characteristics of the Bessel beam was the large depth of focus. Next, how the original characteristics of the Bessel beam are changed by improving the beam shape by using the double Bessel beam will be described. The defocus characteristic of the double Bessel beam can be obtained by calculating the Fresnel diffraction of the amplitude distribution of Eq. (9). When the result of Fresnel diffraction integration is shown in a form omitting the term which is the whole proportional constant, the amplitude distribution U (r, z) and the intensity distribution I (r, z) in which the defocus amount z is introduced are U (r, z) = ε ・ exp [ik (1-ε 2 ) z / 8F 2 ] ・ J0 (επr / λF) + J0 (πr / λF) ‥‥‥ (12) I (r, z) = | U (r, z) | 2 ... (13) Here, z is the coordinate in the optical axis direction of the cylindrical coordinate system whose origin is the image-side focal position of the lens shown in FIG.

【0026】図3以下に示したのと同じように波長λ=
632.8nm 、 F=10とし、ビ−ム形状のパラメ−タを最適
条件であるε=0.5 として(12),(13)を計算した結果を
図7、図8に示す。
In the same way as shown in FIG. 3 and below, the wavelength λ =
7 and 8 show the results of calculating (12) and (13) with 632.8 nm, F = 10 and the beam-shaped parameter being ε = 0.5 which is the optimum condition.

【0027】図7の(a),(b),(c) はそれぞれデフォ−カ
ス量が0mm、0.1mm、0.2mm の時のビ−ムの強度分布であ
る。図3〜図6と同じく横軸は rで光軸からの距離、縦
軸はデフォ−カス 0の場合の中心ピ−ク強度を1と正規
化した強度を示している。
7A, 7B and 7C are beam intensity distributions when the defocus amount is 0 mm, 0.1 mm and 0.2 mm, respectively. Similar to FIGS. 3 to 6, the horizontal axis represents r, the distance from the optical axis, and the vertical axis represents the intensity obtained by normalizing the center peak intensity in the case of zero defocus to 1.

【0028】図7(a) は回折リング強度の低減化された
2重ベッセルビ−ムのデフォ−カスがない z=0 の場合
で、図5のε=0.5 と同じものである。これを図7及び
図8の基準状態とする。通常のガウスビ−ムと同様に中
心強度の 1/e2 でスポットの直径を定義すると、径は
8.4μmに相当する。図7(b) のように 0.1mmのデフォ
−カスを行うと、中心のピ−ク強度は約 80%、図7(c)
のように 0.2mm のデフォ−カスを行うと、中心のピ−
ク強度は約 40%にまで低下する。
FIG. 7 (a) shows the case of z = 0 without the double Bessel beam defocus with the reduced diffraction ring intensity, which is the same as ε = 0.5 in FIG. This is the reference state of FIGS. 7 and 8. If we define the diameter of the spot by 1 / e 2 of the central intensity as in a normal Gaussian beam, the diameter will be
This corresponds to 8.4 μm. When 0.1 mm defocus is applied as shown in Fig. 7 (b), the peak intensity at the center is about 80%.
When the defocus of 0.2 mm is performed as shown in
Strength is reduced to about 40%.

【0029】図7の計算結果に示されるように、回折リ
ング強度の低減化された2重ベッセルビ−ムには従来の
ベッセルビ−ムの超長深度という性質はない。しかし絶
対値に着目すれば、2重ベッセルビ−ムは同一のスポッ
ト径のガウスビ−ムに比べ約2倍、エアリパタ−ンと比
べ約 1.2倍の焦点深度を持っている。
As shown in the calculation result of FIG. 7, the double vessel beam with the reduced diffraction ring intensity does not have the super-long depth characteristic of the conventional vessel beam. However, focusing on the absolute value, the double Bessel beam has a depth of focus about twice that of a Gaussian beam with the same spot diameter and about 1.2 times the depth of focus of an air repair pattern.

【0030】一方で2重ベッセルビ−ムは2光束干渉か
ら来る特徴的なデフォ−カス特性を持っている。図8は
それを示すものでデフォ−カス量を更に大きくした場
合、即ちデフォ−カス量 zが 0.3mm,0.5mm,0.7mmになっ
た場合のビ−ム強度分布を示したものである。
On the other hand, the double Bessel beam has a characteristic defocus characteristic that results from the interference of two light beams. FIG. 8 shows this and shows the beam intensity distribution when the defocus amount is further increased, that is, when the defocus amount z becomes 0.3 mm, 0.5 mm and 0.7 mm.

【0031】図8(a) に示したデフォ−カス量が 0.3mm
の場合は図7(c) の 0.2mmの場合よりも一段と中心強度
が低下し、基準状態の約 14%の中心ピ−ク強度となる。
しかしながら図8(b) のデフォ−カス量 0.5mmになると
逆に強度が増加し、中心ピ−クは約 50%に、図8(c) の
デフォ−カス 0.7mmではビ−ム形状は更に修正されて基
準状態と殆ど同じ強度分布になる。
The defocus amount shown in FIG. 8 (a) is 0.3 mm.
In the case of, the center strength is further reduced compared to the case of 0.2 mm in Fig. 7 (c), and the center peak strength is about 14% of the standard state.
However, when the defocus amount of 0.5 mm in Fig. 8 (b) is increased, the strength is increased conversely, and the central peak reaches about 50%. At the defocus amount of 0.7 mm in Fig. 8 (c), the beam shape is further increased. The intensity distribution is corrected to have almost the same intensity distribution as the reference state.

【0032】図8に示したビ−ム形状の回復現象は(12)
式により説明される。(12)式においてデフォ−カスzに
よって変化するのは第1項のエックスポネンシャルの肩
の項のみである。この指数項は exp(i・p・z) の型をして
いるのでデフォ−カス量 zの変化に対し周期的に変化を
行う。特に zに関しては1次の形をしているため一定の
ピッチの z毎に指数項の括弧の中が同じ値となり、強度
分布が同一になる、即ち一定ピッチ毎に同じ強度分布が
繰り返し現われることになる。
The recovery phenomenon of the beam shape shown in FIG. 8 is (12)
It is explained by the formula. In equation (12), it is only the shoulder term of the exponential of the first term that changes with the defocus z. Since this exponential term has the form exp (i ・ p ・ z), it changes periodically with the change in the defocus amount z. In particular, since z has a first-order form, the values in the brackets of the exponential terms are the same for each z with a constant pitch, and the intensity distributions are the same, that is, the same intensity distribution appears repeatedly at every constant pitch. become.

【0033】光軸方向に同じパタ−ンが繰り返し現われ
るという現象は回折光子を単色光で照明したときに一定
ピッチで格子像が現われるフ−リエイメ−ジと呼ばれる
現象と類似する。フ−リエイメ−ジが複数個の明確に分
離した回折光の伝播に伴う相互干渉現象として説明され
るのと同様に、本発明の2重ベッセルビ−ムのデフォ−
カス特性も2つのベッセルビ−ムの干渉現象として説明
することができる。言い換えれば2重ベッセルビ−ムの
デフォ−カス特性は微小スポットのフ−リエイメ−ジと
見ることも可能である。
The phenomenon that the same pattern appears repeatedly in the optical axis direction is similar to the phenomenon called a free image in which a grating image appears at a constant pitch when a diffracted photon is illuminated with monochromatic light. In the same way that the free image is described as a mutual interference phenomenon associated with the propagation of a plurality of clearly separated diffracted lights, the double vessel beam of the present invention is deformed.
The dregs characteristic can also be explained as an interference phenomenon of two Bessel beams. In other words, the defocusing characteristic of the double Bessel beam can be regarded as a free image of a minute spot.

【0034】2重ベッセルビ−ムのフ−リエイメ−ジの
ピッチ zp は(12)式より k( 1−ε2) zp/8F2 = 2π ‥‥‥(14) を解くことで、 zp = 8λF2/( 1−ε2) ‥‥‥(15) と求められる。図7及び図8で計算した条件であるλ=
632.8nm 、 F=10、ε=0.5 を(15)式に代入すると zp
=0.675mm となる。図8(c) の 0.7mmデフォ−カスでの
ビ−ム形状の回復はこの計算結果と一致している。
The pitch zp of the free image of the double Bessel beam is zp = 8λF by solving k (1-ε 2 ) zp / 8F 2 = 2π ... (14) from the equation (12). 2 / (1−ε 2 ) ... (15) The condition calculated in FIGS. 7 and 8 is λ =
Substituting 632.8nm, F = 10, ε = 0.5 into Eq. (15), zp
= 0.675 mm. The beam shape recovery at 0.7 mm defocus in Fig. 8 (c) is consistent with this calculation result.

【0035】以上図1の光学系を用いて2重ベッセルビ
−ムの基本的な性質を説明したが、2重ベッセルビ−ム
は他の方法によっても形成することが可能である。
Although the basic properties of the double Bessel beam have been described above using the optical system of FIG. 1, the double Bessel beam can be formed by other methods.

【0036】図9はその一例で、図9(a) は2重円錐プ
リズム5を用いたものである。プリズムを利用した発生
法は光の利用効率が図1の方式に比べ高いという利点が
ある。5の片一方の面は第1の頂角を持つ円錐面6と、
前記第1の頂角とは異なる第2の頂角を持つ円錐面7か
ら構成されており、2つの円錐面と対抗する面は平面と
なっている。この2重円錐プリズム5の平面側に不図示
のレ−ザ光源から出射して平行光に変換されたレ−ザ光
Lを入射させる。
FIG. 9 shows an example thereof, and FIG. 9 (a) uses a double conical prism 5. The generation method using a prism has an advantage that the light utilization efficiency is higher than that of the method shown in FIG. One surface of 5 is a conical surface 6 having a first apex angle,
It is composed of a conical surface 7 having a second apex angle different from the first apex angle, and the surface facing the two conical surfaces is a flat surface. The laser light L emitted from a laser light source (not shown) and converted into parallel light is incident on the plane side of the double conical prism 5.

【0037】5を通過したレ−ザ光Lのうちの一部は第
1の頂角を持つ円錐面6から出射し、残りは第2の頂角
を持つ円錐面7から出射する。それぞれの円錐面から出
射したレ−ザ光が互いに交わる領域に観測面8を設定す
ると本発明の2重ベッセルビ−ムが形成される。
A part of the laser light L passing through 5 is emitted from the conical surface 6 having the first apex angle, and the rest is emitted from the conical surface 7 having the second apex angle. When the observation surface 8 is set in the area where the laser beams emitted from the respective conical surfaces intersect with each other, the double vessel beam of the present invention is formed.

【0038】図9(a) は第1の頂角を持つ円錐面6と第
2の頂角を持つ円錐面7との境界線に段差が生じない構
成例となっているが、図9(b) のように段差のある2重
円錐プリズム5’を用いることも可能である。この場合
も2つの円錐面を通過した光が交差する領域8で相互の
干渉により2重ベッセルビ−ムを発生させることができ
る。
FIG. 9 (a) shows an example of the structure in which no step is formed on the boundary line between the conical surface 6 having the first apex angle and the conical surface 7 having the second apex angle. It is also possible to use a double-conical prism 5'having a step as in b). Also in this case, a double Bessel beam can be generated by mutual interference in the area 8 where the lights passing through the two conical surfaces intersect.

【0039】図10は物理光学素子を用いて2重ベッセ
ルビ−ムを発生させる実施例を示したものである。同図
において9は振幅型の位相フィルタ−で、その振幅透過
率(透過関数)F(r)は、 F(r)=ε・exp[ik(1-ε2)z0/8F2]・J0(επr/λF)+J0(πr/λF) ‥‥‥(16) で与えられる。(16)式は z0 =0 と置いて簡単にする
と、 F(r)=ε・ J0(επr/λF)+J0(πr/λF) ‥‥‥(17) となり(9) 式と一致する。ここで rは光軸からの距離、
ε,F,z0 は定数である。
FIG. 10 shows an embodiment in which a double Bessel beam is generated by using a physical optical element. In the figure, 9 is an amplitude type phase filter, whose amplitude transmittance (transmission function) F (r) is F (r) = ε · exp [ik (1-ε 2 ) z0 / 8F 2 ] · J0 (επr / λF) + J0 (πr / λF) ・ ・ ・ ・ ・ ・ (16) If equation (16) is simplified by setting z0 = 0, then F (r) = ε · J0 (επr / λF) + J0 (πr / λF) (17), which is consistent with equation (9). Where r is the distance from the optical axis,
ε, F, z0 are constants.

【0040】振幅位相フィルタ9に入射する平行レ−ザ
ビ−ムLの振幅を1とすれば、フィルタ9出射直後の振
幅分布は(16)または(17)式そのものになり、2重ベッセ
ルビ−ムを形成させることができる。図10で示される
フィルタ9は図1の光学系や図9の2重円錐プリズムに
比べて光軸方向の厚みが小さく、且つ一つの素子で済む
ので最もコンパクトな2重ベッセルビ−ム発生素子とな
る。
If the amplitude of the parallel laser beam L entering the amplitude / phase filter 9 is set to 1, the amplitude distribution immediately after the output of the filter 9 becomes the expression (16) or (17) itself, and the double Bessel beam. Can be formed. The filter 9 shown in FIG. 10 has a smaller thickness in the optical axis direction than the optical system of FIG. 1 and the double-conical prism of FIG. 9, and since it requires only one element, it is the most compact double-bessel beam generating element. Become.

【0041】図11は(17)式の振幅透過率を持つ振幅位
相フィルタ9によって形成される2重ベッセルビ−ム発
生の様子を示すもので、微小スポットのフ−リエイメ−
ジの様子を強調して示したものである。パラメ−タεは
0.5近傍の値である。
FIG. 11 shows how a double Bessel beam is formed by the amplitude / phase filter 9 having the amplitude transmittance of equation (17).
It emphasizes the appearance of Ji. The parameter ε is
It is a value near 0.5.

【0042】図11においてLはレ−ザからの平行ビ−
ム、9は振幅位相フィルタ、S0,S1,S2,S3、…は振幅
位相フィルタ9の出射面からの距離がそれぞれ 0,zp,2z
p,3zp,…の位置に形成された微小スポットを示す。 図
のように微小スポットがフ−リエイメ−ジの原理より光
軸方向に等間隔に並ぶ。zpの値は(15)式で与えられる。
フィルタ−9の代わりに図1や図9の光学系を用いても
同様なzp毎の微小スポットが形成されるが、形成される
領域は2つのビ−ムが重なり合う領域に限定される。
In FIG. 11, L is a parallel beam from the laser.
, 9 is an amplitude / phase filter, S0, S1, S2, S3, ... are 0, zp, 2z distances from the exit surface of the amplitude / phase filter 9, respectively.
The small spots formed at p, 3zp, ... As shown in the figure, the minute spots are arranged at equal intervals in the optical axis direction according to the free image principle. The value of zp is given by equation (15).
Similar micro spots for each zp are formed by using the optical system of FIGS. 1 and 9 instead of the filter 9, but the formed area is limited to the area where two beams overlap.

【0043】2重ベッセルビ−ムは以上のように簡単に
発生させることができて、従来のベッセルビ−ムで生じ
る余計な干渉パタ−ンが抑制されており、しかもガウス
ビ−ムより焦点深度が大きいため、多方面に応用が可能
である。図12はその一例で光走査装置に2重ベッセル
ビ−ムを適用したものである。
The double Bessel beam can be easily generated as described above, the extra interference pattern generated in the conventional Bessel beam is suppressed, and the depth of focus is larger than that of the Gaussian beam. Therefore, it can be applied to various fields. FIG. 12 shows an example in which a double vessel beam is applied to an optical scanning device.

【0044】図12において10は光源の半導体レ−
ザ、11はコリメ−タレンズ、9は2重ベッセルビ−ム
を発生させる振幅位相フィルタ−、12はその前側焦点
面をフィルタ−9の出射面に一致させたレンズ、13は
回転ポリゴンミラ−、14はfθレンズ、15は被走査
面である。S0,S1,S2,…は振幅位相フィルタ−9の近
傍に形成される微小スポットのフ−リエイメ−ジ、…S
-2',S-1',S0',S1',S2', …は被走査面15近傍に形
成される微小スポットのフ−リエイメ−ジをそれぞれ強
調して示したものである。
In FIG. 12, 10 is a semiconductor laser of the light source.
The reference numeral 11 is a collimator lens, 9 is an amplitude / phase filter for generating a double Bessel beam, 12 is a lens whose front focal plane coincides with the exit surface of the filter 9, 13 is a rotating polygon mirror, 14 Is an fθ lens, and 15 is a surface to be scanned. S0, S1, S2, ... Are free images of minute spots formed in the vicinity of the amplitude / phase filter-9 ,.
-2 ', S-1', S0 ', S1', S2 ', ... Shows the free images of the minute spots formed in the vicinity of the surface 15 to be scanned, respectively.

【0045】半導体レ−ザ10から出射したレ−ザビ−
ムはコリメ−タレンズ11で平行ビ−ムとなり、振幅位
相フィルタ−9に入射する。振幅位相フィルタ−9は図
11に示したとおりで、出射後のビ−ムは2重ベッセル
ビ−ムとなって微小スポットのフ−リエイメ−ジS0,S
1,S2,…を9の近傍に形成する。光学系の基本量を決定
するスポットS0 について着目すると、S0 から出射し
た発散ビ−ムはレンズ12により平行ビ−ムに変換さ
れ、レンズ12の後側焦点面近傍に配置された回転ポリ
ゴンミラ−13のミラ−反射面によって反射偏向され
る。反射されたビ−ムはfθレンズ14を通過後、被走
査面15上にビ−ムスポットS0'を形成する。
Laser beam emitted from the semiconductor laser 10.
The collimator lens 11 collimates the beam and enters the amplitude / phase filter-9. The amplitude / phase filter 9 is as shown in FIG. 11, and the beam after emission becomes a double Bessel beam and a free image S0, S of a small spot.
1, S2, ... Are formed in the vicinity of 9. Focusing on the spot S0 that determines the basic amount of the optical system, the divergent beam emitted from S0 is converted into a parallel beam by the lens 12, and the rotating polygon mirror is arranged near the rear focal plane of the lens 12. The light is reflected and deflected by 13 mirror-reflecting surfaces. The reflected beam passes through the f.theta. Lens 14 and forms a beam spot S0 'on the surface 15 to be scanned.

【0046】スポットS0'は回転ポリゴン13の回転に
伴って被走査面上を走査する。他のスポットS1,S2,…
も同様の光路を通り被走査面15からデフォ−カスした
位置でスポットS1',S2', …を形成する。また振幅位
相フィルタ−9の前側に虚像として形成されている微小
スポットS-1,S-2, …も同様の光路を通って被走査面
15からデフォ−カスした位置にスポットS-1',S-2',
… を形成する。これら全てのスポット群…S-2',S-
1',S0',S1',S2',…が被走査面15上もしくはその近
傍にビ−ムの伝播方向に沿って一直線上に形成され、回
転ポリゴン13の回転とともに走査が行われる。
The spot S0 'scans the surface to be scanned as the rotating polygon 13 rotates. Other spots S1, S2, ...
Also forms spots S1 ', S2', ... at positions defocused from the surface 15 to be scanned through the same optical path. Further, minute spots S-1, S-2, ... Formed as a virtual image on the front side of the amplitude / phase filter-9 also pass through a similar optical path to the spot S-1 ', which is defocused from the surface 15 to be scanned. S-2 ',
... to form. All these spot groups ... S-2 ', S-
1 ', S0', S1 ', S2', ... Are formed in a straight line on or near the surface to be scanned 15 along the beam propagation direction, and scanning is performed as the rotating polygon 13 rotates.

【0047】このようなスポット群の形成は光学系の組
み立て調整上多大な利点がある。図12の配置では被走
査面上に丁度スポットS0'が来ているが、実際に装置を
組み立てる際にはレンズの曲率半径、各光学要素間の面
間隔の誤差、屈折率の誤差などにより、設計値通り組み
立ててもスポットS0'は必ずしも被走査面15と合致せ
ず光軸方向にずれてばらつく。このようなばらつきを吸
収するため、従来のガウスビ−ムスポットやエアリ−パ
タ−ンスポットなどの単一スポット形成システムではレ
ンズ間の距離や、物体面或は像面の位置を大きく変化さ
せて、被走査面15上にスポットを結像させるように調
整を行う必要があった。
The formation of such a spot group has a great advantage in assembling and adjusting the optical system. In the arrangement of FIG. 12, the spot S0 ′ is just on the surface to be scanned, but when actually assembling the device, due to the radius of curvature of the lens, the error of the surface spacing between the optical elements, the error of the refractive index, etc. Even if the spot S0 'is assembled according to the design value, the spot S0' does not always coincide with the surface 15 to be scanned and shifts in the optical axis direction. In order to absorb such variations, the distance between the lenses and the position of the object plane or the image plane are changed significantly in a conventional single spot forming system such as a Gaussian beam spot or an air-light pattern spot. It was necessary to make adjustments so that the spot was imaged on the surface 15 to be scanned.

【0048】しかしながら図12のような本発明の2重
ベッセルビ−ムを適用した光走査装置ではビ−ムの伝播
方向にスポットが多重に結像点を持っているため複雑な
調整は必要としない。例えばスポットS2'が被走査面1
5の近傍に位置していれば、スポットS0'の代わりにS
2'を15の位置に持ってきてS2'を走査スポットとして
使用すれば良い。このように2重ベッセルビ−ムを用い
ることで光学系の組み立て調整は大幅に簡易化される。
However, in the optical scanning device to which the double Bessel beam of the present invention as shown in FIG. 12 is applied, since the spots have multiple image forming points in the beam propagation direction, no complicated adjustment is required. . For example, the spot S2 'is the scanned surface 1
If it is located in the vicinity of 5, S instead of spot S0 '
It is sufficient to bring 2'to the position of 15 and use S2 'as the scanning spot. By using the double vessel beam in this way, the assembly and adjustment of the optical system is greatly simplified.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように2重ベッセルビ−ム
は簡単な光学系で実現でき、スポット形状と深度の関係
において従来知られているビ−ム系の持っている利点を
合わせ持った効果を実現することができる。ベッセルビ
−ムに比べた場合、回折リング(サイドロ−ブ)の低減
された走査スポットが得られるため、より高画質な出力
パタ−ンを得られることがあげられる。またガウスビ−
ムやエアリ−パタ−ンに比べた場合には深度の深い走査
ビ−ムスポットが得られるため、装置全体としてのシス
テム構成、設計上の誤差配分などの点で有利になる。第
3にフ−リエイメ−ジを利用できる結果、光学系の組立
調整が容易化できるなどといった点も有利な点である。
As described above, the double Bessel beam can be realized by a simple optical system and has the advantages of the beam system known in the related art in relation to the spot shape and the depth. Can be realized. Compared to the Bessel beam, a scanning spot with a reduced diffraction ring (side lobe) can be obtained, so that a higher quality output pattern can be obtained. Gaussby
Since a scanning beam spot having a deeper depth can be obtained as compared with a beam or air-return pattern, it is advantageous in terms of system configuration and design error distribution of the entire apparatus. Thirdly, as a result of using a free image, the assembly and adjustment of the optical system can be facilitated, which is also an advantage.

【0050】このように2重ベッセルビ−ムは扱いやす
いビ−ム形状であって、なおかつ深度が大きいため光走
査装置、光記憶装置等の光学装置全般の広い範囲で応用
が可能である。
As described above, since the double vessel beam has a beam shape that is easy to handle and has a large depth, it can be applied to a wide range of optical devices such as an optical scanning device and an optical storage device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の2重ベッセルビ−ムを発生させる実
施例1の2重リング開口を用いた光学系を示す図
FIG. 1 is a diagram showing an optical system using a double ring aperture of Example 1 for generating a double Bessel beam of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1の2重開口リングを示す図FIG. 2 is a diagram showing a double opening ring according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 2重ベッセルビ−ムのパラメ−タε(0〜0.1)
依存性を示す図
Fig. 3 Parameter of double Vessel beam ε (0-0.1)
Diagram showing dependencies

【図4】 2重ベッセルビ−ムのパラメ−タε(0.2〜0.
4)依存性を示す図
FIG. 4 is a parameter of double Vessel beam ε (0.2 to 0.
4) Diagram showing dependency

【図5】 2重ベッセルビ−ムのパラメ−タε(0.5〜0.
7)依存性を示す図
FIG. 5: Double vessel beam parameter ε (0.5 to 0.
7) Diagram showing dependencies

【図6】 2重ベッセルビ−ムのパラメ−タε(0.8〜1.
0)依存性を示す図
FIG. 6 is a parameter ε (0.8-1.
0) Diagram showing dependencies

【図7】 2重ベッセルビ−ムのデフォ−カス依存性を
示す図
FIG. 7 is a diagram showing the defocus dependence of the double Bessel beam.

【図8】 2重ベッセルビ−ムのデフォ−カス依存性を
示す図
FIG. 8 is a graph showing the defocus dependence of the double Bessel beam.

【図9】 本発明の実施例2の2重円錐プリズムを用い
た光学系を示す図
FIG. 9 is a diagram showing an optical system using a double cone prism according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例3の振幅位相フィルタ−を用
いた光学系の図
FIG. 10 is a diagram of an optical system using an amplitude / phase filter according to a third embodiment of the present invention.

【図11】振幅位相フィルタ−でのフ−リエイメ−ジの
発生を示す図
FIG. 11 is a diagram showing generation of a free image in the amplitude / phase filter.

【図12】本発明の2重ベッセルビ−ムを光走査装置に
応用した実施例
FIG. 12 is an embodiment in which the double vessel beam of the present invention is applied to an optical scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 2重リング開口 2 レンズ 3 レンズ2の焦点面 4 観測面 5,5’ 2重円錐プリズム 6 第1の頂角を持った円錐プリズム 7 第2の頂角を持ったた円錐プリズム 8 観測面 9 振幅位相フィルタ− 10 半導体レ−ザ 11,12,14 レンズ 13 回転ポリゴン 15 被走査面 1 Double Ring Aperture 2 Lens 3 Focal Plane of Lens 2 4 Observation Surface 5, 5'Double Conical Prism 6 Conical Prism with 1st Apical Angle 7 Conical Prism with 2nd Vertical Angle 8 Observation Surface 9 Amplitude / phase filter-10 Semiconductor laser 11, 12, 14 Lens 13 Rotating polygon 15 Scanned surface

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1種0次ベッセル関数の形状をした2
つの径の異なる光振幅分布を持つベッセルビ−ムを振幅
で重ね合わせて干渉させることを特徴とする、2重ベッ
セルビ−ム発生方法。
1. A zero-shaped Bessel function of the first kind 2
A method for generating a double Bessel beam, characterized in that Bessel beams having different light amplitude distributions having different diameters are overlapped with each other in amplitude to cause interference.
【請求項2】 前記2つのベッセルビ−ムの径の比εが
0.3≦ε≦0.7の関係を満足することを特徴とする
請求項1記載の2重ベッセルビ−ム発生方法。
2. The method for producing a double Bessel beam according to claim 1, wherein the ratio ε of the diameters of the two Bessel beams satisfies the relation of 0.3 ≦ ε ≦ 0.7.
【請求項3】 第1種0次ベッセル関数の形状をした2
つの径の異なる光振幅分布を持つベッセルビ−ムを振幅
で重ね合わせて干渉させ、発生させた2重ベッセルビ−
ムを用いることを特徴とした光学装置。
3. A zero-shaped Bessel function of the first kind 2
Double Bessel beam generated by overlapping and interfering Bessel beams with optical amplitude distributions with two different diameters.
An optical device characterized by using a lens.
【請求項4】 前記2つのベッセルビ−ムの径の比εが
0.3≦ε≦0.7の関係を満足することを特徴とする
請求項3記載の光学装置。
4. The optical device according to claim 3, wherein the ratio ε of the diameters of the two Bessel beams satisfies the relationship of 0.3 ≦ ε ≦ 0.7.
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