JP2004188457A

JP2004188457A - Beam shaping method and device

Info

Publication number: JP2004188457A
Application number: JP2002359252A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Fukuda; 直晃福田; Minoru Yamada; 実山田; Taro Kuwabara; 太郎桑原
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP4112355B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a beam shaping method and device for making homogeneity of beams and high degree of freedom compatible. <P>SOLUTION: The beam shaping device is equipped with a single fiber FS which, irradiated with an emitted beam B1, transmits the beam to a prescribed position and a bundle of fibers FB in which an entry side FB1 is arranged oppositely to the exit side FS1 of the single fiber FB and which is irradiated with a beam B2 transmitted through the single fiber FS, transmits the beam to a prescribed position. After the single fiber FS is irradiated with the beam B1 and the beam B1 is transmitted, the beam B1 is further made incident on the bundle of fibers FB and is transmitted, and then emitted from the bundle of fibers FB. According to the invention, in the beam formation in removing a thin film from a substrate surface using a laser beam, homogeneity of beams by the bundle of fibers and a high degree of freedom by the single fiber can be made compatible. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザビームを使用して基板表面の薄膜を除去する際のビーム成形方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＹＡＧレーザ等を用いて薄膜除去等の微細加工を実施する場合、従来はビームを均質化させるために高価なフライアイレンズ、シリンドリカルレンズ、ビームスプリット、プリズム等の光学部品を組み合わせて前記加工を実施していた（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３９２１号公報（第２頁、図５）
【特許文献２】
特開平９−２９５１７５号公報（第２頁、図１）
【０００４】
しかしながら、上記の光学部品を組み合わせたものでは、光学系の設計や光学調整に多大な時間が必要となるわりに、加工時、光学部品の移動に対する自由度が小さいという問題があった。
【０００５】
これに対し、前述の光学部品の組み合わせに比べて自由度の高いファイバーを使用することが考えられるが、ファイバーを使用した場合にはファイバーでの干渉性によりビームの均質化が困難になる。そのため、前記干渉を低減させるべく、ファイバーからの射出後に、高価なレンズや複雑な光学部品を透過させることになり、結果的に前述と同様の問題が生じていた（例えば、特許文献３，４参照。）。
【０００６】
【特許文献３】
特開２００１−１０５１６５号公報（第２頁、図１）
【特許文献４】
特開平１１−３３７８８８号公報（第２頁、図１）
【０００７】
一方、複数のファイバーを束ねた安価なバンドルファイバーによってビームを均質化させる方法もある（例えば、特許文献５参照。）。
【０００８】
【特許文献５】
特開平１１−３２６６５３号公報（第５頁）
【０００９】
しかしながら、高出力のビームをバンドルファイバーに入射させると、生ビームは外周部に比べて中心部のエネルギー強度が高いため、中心部に配置したファイバーのみ劣化するという問題がある。
【００１０】
また、バンドルファイバーのような多芯数のファイバーは断線しやすいので、取り替えや取り回しを等を考慮した固定構造としなければならないという問題があり、バンドルファイバー単独での使用はファイバーによる高い自由度を失うことになる。
【００１１】
なお、バンドルファイバーに入射するビームを光学系で均質化した後入射するという方法もある（例えば、特許文献６参照。）。
【００１２】
【特許文献６】
特開平１１−２７７２７６号公報（第２頁、図１）
【００１３】
しかしながら、この方法は、被加工物に形成する穴ピッチの自由度をもちつつマスクにおけるエネルギー損失を最小限とする為に上記の構成を採用しているのであって、ビームの均質化を目的にバンドルファイバーを使用しているのではない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ビームの均質化と高い自由度を両立させることができるビーム成形方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係るビーム成形方法は、発射されたビームをシングルファイバーに照射して伝送した後、シングルファイバーから更にバンドルファイバーに入射させて伝送し、バンドルファイバーから出射することとしている。そして、このようにすることで、ビームの均質化と高い自由度を両立させることができるようになる。
【００１６】
上記の本発明に係るビーム成形方法は、発射されたビームを入射されて所定位置まで伝送するシングルファイバーと、このシングルファイバーの出側に対向して入側が配置され、前記シングルファイバーを伝送されてきたビームを入射されて所定位置まで伝送するバンドルファイバーを備えた本発明に係るビーム成形装置によって実施可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、図１（ａ）に示したように、先ず、発射されたビームＢ１を、図１（ｂ）に示したような、中心に配置した１本のファイバー１ａの外周をクラッド２で被覆したシングルファイバーＦＳの入側ＦＳ１から入射し、所定位置まで伝送する。
【００１８】
その後、図１（ｃ）に示したような、中心部に配置した多数本のファイバー１ｂの外周をクラッド２で被覆したバンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１を、前記シングルファイバーＦＳの出側ＦＳ２に対向して配置し、前記シングルファイバーＦＳを伝送されその出側ＦＳ２から照射されたビームＢ２を、このバンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１に入射させて所定位置まで伝送した後、バンドルファイバーＦＢの出側ＦＢ２から照射するのである。なお、図１中のＢ３はバンドルファイバーＦＢの出側ＦＢ２から照射されたビームを示す。
【００１９】
上記の本発明によれば、例えば図１（ｄ）に示したようなガウシアンモードのエネルギ分布を有する発射ビームＢ１が、シングルファイバーＦＳのファイバー１ａ内を伝送されてバンドルファイバーＦＢに照射される際には図１（ｅ）に示したようなエネルギ分布のビームＢ２となり、更に、バンドルファイバーＦＢ内の多数のファイバー１ｂを伝送されてその出側ＦＢ２から照射される際には図１（ｆ）に示したような可及的トップハット形状に似た、加工に適した均質なエネルギ分布のビームＢ３となる。加えて、本発明では、シングルファイバーＦＳによって高い自由度も確保できる。
【００２０】
そして、上記の本発明において、前記シングルファイバーＦＳの出側ＦＳ２とバンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１との相対距離を調整する装置を備えさせ、前記相対距離を図２（ａ）に示したように調整可能にした場合には、シングルファイバーＦＳからの入射ビームＢ２を受けるバンドルファイバーＦＢのファイバー１ｂを、例えば図２（ｂ）に示すような中心部に配置されたファイバー１ｂのみで受ける場合から、図２（ｃ）に示すように全てのファイバー１ｂで受ける場合まで、バンドルファイバーＦＢで受けるビームＢ２の大きさ（面積）を変化させることができるようになる。前記図１及び図２の（ｂ）（ｃ）では、ビームＢ１，Ｂ２を受けるファイバー１ａ，１ｂを黒く塗りつぶして示している。なお、以下の図面においてもビームＢ１，Ｂ２を受けるファイバー１ａ，１ｂを黒く塗りつぶして示す。
【００２１】
また、例えば図３（ａ）に示すように、シングルファイバーＦＳの出側ＦＳ２とバンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１との相対距離を調整可能にした上記の本発明において、バンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１から出側ＦＢ２にビームを伝送するファイバー１ｂの整列状態を、入側ＦＢ１と出側ＦＢ２で変化させれば、例えば入側ＦＢ１で、図３（ｂ）に示したような中心部に円形状に配置されたファイバー１ｂで受けたビームＢ２を、例えば出側ＦＢ２では、図３（ｃ）に示したように矩形状のビームＢ３として照射することもできる。
【００２２】
また、上記の本発明において、例えば図４（ａ）に示すように、前記シングルファイバーＦＳと前記バンドルファイバーＦＢにこれらを加振する装置３、例えば圧電素子３ａや超音波振動素子等を備えさせ、シングルファイバーＦＳとバンドルファイバーＦＢを加振するようにしても良い。
【００２３】
このようにすれば、シングルファイバーＦＳからバンドルファイバーＦＢを経て照射されるビームＢ３は、先に図１（ｄ）〜（ｆ）を用いて説明したように、図４（ｂ）に示したようなエネルギ分布を有する発射ビームＢ１から、図４（ｃ）に示したようなエネルギ分布のビームＢ２を経て、図４（ｄ）に示したようなエネルギ分布のビームＢ３となるところが、図４（ｅ）（ｆ）に示したように、どちらのビームＢ２，Ｂ３も図４（ｃ）（ｄ）に比べて振幅の小さなエネルギ分布のより均質なビームとなる。なお、加振するのはシングルファイバーＦＳ、バンドルファイバーＦＢの何れか一方でも良い。
【００２４】
この際、前記加振装置３は、図５に示したように、ファイバーＦＳ，ＦＢを複数回巻いた状態で加振装置３によって加振させるようにした場合には、前述の作用効果はより助長される。
【００２５】
更にこの際、前記加振するファイバーＦＳ，ＦＢにおける加振動部を、図６に示したように複数（図６の例では２箇所）とし、それぞれの圧電素子３ａによる加振装置３の振動を相殺するようにした場合には、装置全体の振動を防止することもできる。なお、図６における３ｂはパルスジェネレータを示す。
【００２６】
また、上記の本発明において、例えば図７（ａ）に示すように、前記シングルファイバーＦＳと前記バンドルファイバーＦＢ間に、シングルファイバーＦＳからバンドルファイバーＦＢへの入射ビームＢ２の光路屈折装置４を備えさせ、前記シングルファイバーＦＳから更にバンドルファイバーＦＢに入射させる際、前記ビームＢ２の光路を屈折させるようにした場合も、前記光路屈折装置４を備えさせない場合には図７（ｂ）に示したようなエネルギ分布となるビームＢ３が、図７（ｃ）に示したような振幅の小さなエネルギ分布のより均質なビームＢ３となる。
【００２７】
前記光路屈折装置４として、図７（ａ）では２枚のウェッジ基板４ａ，４ｂを用いて光路を屈折させ、空洞モータ等で前記２枚のウェッジ基板４ａ，４ｂを回転するものを示しているが、ウェッジ基板に替えて例えばレンズ等を使用したものでも良い。
【００２８】
上記の本発明において、図８に示したように、前記バンドルファイバーＦＢの入側ＦＢ１端部に冷却装置５を設けた場合には、バンドルファイバーＦＢの熱ダメージを抑制することができる。
【００２９】
以上説明した例では、シングルファイバーＦＳから照射したビームＢ２を直接バンドルファイバーＦＢに入射するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、図９（ａ）に示したように、シングルファイバーＦＳとバンドルファイバーＦＢとの間に例えば２枚のレンズ６ａ，６ｂを介在させても良い。
【００３０】
このようにシングルファイバーＦＳとバンドルファイバーＦＢとの間に光学部品を介在させた場合にも、ビームＢ１は図９（ｂ）のようにシングルファイバーＦＳを伝送されてきた後、図９（ｃ）のようにバンドルファイバーＦＢを伝送されて、その出側ＦＢ２からエネルギ分布のより均質なビームとして照射される。
【００３１】
本発明は以上説明した例に限るものではなく、本発明の技術的範囲に含まれるものであれば、特にビーム成形装置の各構成要素についての設計変更は任意である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えばレーザビームを使用して基板表面の薄膜を除去する際のビーム成形において、バンドルファイバーによるビームの均質化と、シングルファイバーによる高い自由度の両立を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）はシングルファイバーの断面図、（ｃ）はバンドルファイバーの断面図、（ｄ）は発射ビームのエネルギー分布の一例を示した図、（ｅ）はシングルファイバーから照射されたビームのエネルギー分布の一例を示した図、（ｆ）はバンドルファイバーから照射されたビームのエネルギー分布の一例を示した図である。
【図２】本発明の第２の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）は中央でビームを受ける場合のバンドルファイバーの説明図、（ｃ）は全体でビームを受ける場合のバンドルファイバーの説明図である。
【図３】本発明の第３の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）はバンドルファイバーの入側での説明図、（ｃ）はバンドルファイバーの出側での説明図である。
【図４】本発明の第４の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）は発射ビームのエネルギー分布の一例を示した図、（ｃ）（ｄ）は第１の例におけるシングルファイバーとバンドルファイバーから照射されたビームのエネルギー分布の一例を示した図、（ｅ）（ｆ）は第４の例における（ｃ）（ｄ）と同様の図である。
【図５】本発明の第４の例における加振装置の構造の一例を示した図である。
【図６】本発明の第４の例における加振装置の構造の他の例を示した図である。
【図７】本発明の第５の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）は第１の例におけるバンドルファイバーから照射されたビームのエネルギー分布の一例を示した図、（ｃ）は第５の例における（ｂ）と同様の図である。
【図８】本発明の第６の例を説明するビーム成形装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第７の例を説明する図であり、（ａ）はビーム成形装置の概略構成図、（ｂ）はシングルファイバーの断面図、（ｃ）はバンドルファイバーの断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂファイバー
３加振装置
４光路屈折装置
５冷却装置
６ａ，６ｂレンズ
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ビーム
ＦＳシングルファイバー
ＦＢバンドルファイバー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam forming method and apparatus for removing a thin film on a substrate surface using, for example, a laser beam.
[0002]
[Prior art]
When fine processing such as thin film removal is performed using a YAG laser or the like, the above processing is conventionally performed by combining optical components such as an expensive fly-eye lens, cylindrical lens, beam split, and prism in order to homogenize the beam. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2.)
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-23921 A (2nd page, FIG. 5)
[Patent Document 2]
JP-A-9-295175 (2nd page, FIG. 1)
[0004]
However, a combination of the above optical components has a problem that the degree of freedom in moving the optical components is small during processing, although a great amount of time is required for designing and adjusting the optical system.
[0005]
On the other hand, it is conceivable to use a fiber having a higher degree of freedom than the combination of the optical components described above. However, when a fiber is used, it is difficult to homogenize the beam due to the coherence of the fiber. Therefore, in order to reduce the interference, an expensive lens or a complicated optical component is transmitted after the emission from the fiber, resulting in the same problem as described above (for example, Patent Documents 3 and 4). reference.).
[0006]
[Patent Document 3]
JP 2001-105165 A (2nd page, FIG. 1)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-337888 (second page, FIG. 1)
[0007]
On the other hand, there is also a method of homogenizing the beam with an inexpensive bundle fiber in which a plurality of fibers are bundled (see, for example, Patent Document 5).
[0008]
[Patent Document 5]
JP 11-326653 A (page 5)
[0009]
However, when a high-power beam is incident on the bundle fiber, the raw beam has a higher energy intensity at the center than at the outer periphery, so that only the fiber disposed at the center deteriorates.
[0010]
In addition, since a multi-core fiber such as a bundle fiber is likely to break, there is a problem that it must be fixed in consideration of replacement and handling, etc. The use of a bundle fiber alone has a high degree of freedom due to the fiber. You will lose.
[0011]
There is also a method in which a beam incident on a bundle fiber is made uniform after being homogenized by an optical system (for example, see Patent Document 6).
[0012]
[Patent Document 6]
JP-A-11-277276 (second page, FIG. 1)
[0013]
However, this method employs the above-described configuration in order to minimize the energy loss in the mask while having a degree of freedom in the hole pitch formed in the workpiece. It does not use bundle fiber.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a beam shaping method and apparatus that can achieve both beam homogenization and a high degree of freedom.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the beam shaping method according to the present invention irradiates and transmits the emitted beam to the single fiber, and then transmits the single beam to the bundle fiber for transmission and exits from the bundle fiber. To do. By doing so, it becomes possible to achieve both the homogenization of the beam and a high degree of freedom.
[0016]
In the beam shaping method according to the present invention, a single fiber that receives a transmitted beam and transmits it to a predetermined position, and an entrance side is disposed opposite to the exit side of the single fiber, and the single fiber is transmitted. The beam forming apparatus according to the present invention can be implemented with a bundle fiber that transmits the incident beam to a predetermined position.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, as shown in FIG. 1A, first, the outer circumference of a single fiber 1a arranged at the center as shown in FIG. The light enters from the entrance side FS1 of the coated single fiber FS and is transmitted to a predetermined position.
[0018]
Thereafter, as shown in FIG. 1 (c), the entrance side FB1 of the bundle fiber FB in which the outer periphery of a large number of fibers 1b arranged at the center is covered with the clad 2 is opposed to the exit side FS2 of the single fiber FS. The beam B2 transmitted through the single fiber FS and irradiated from the exit side FS2 is incident on the entrance side FB1 of the bundle fiber FB and transmitted to a predetermined position, and then the exit side FB2 of the bundle fiber FB. It irradiates from. In addition, B3 in FIG. 1 shows the beam irradiated from exit side FB2 of bundle fiber FB.
[0019]
According to the present invention described above, for example, when the launch beam B1 having a Gaussian mode energy distribution as shown in FIG. 1D is transmitted through the fiber 1a of the single fiber FS and irradiated onto the bundle fiber FB. 1e is a beam B2 having an energy distribution as shown in FIG. 1 (e). Furthermore, when a large number of fibers 1b in the bundle fiber FB are transmitted and irradiated from the exit side FB2, FIG. 1 (f). A beam B3 having a uniform energy distribution suitable for processing similar to the top hat shape as shown in FIG. In addition, in the present invention, a high degree of freedom can be secured by the single fiber FS.
[0020]
In the present invention, a device for adjusting the relative distance between the exit side FS2 of the single fiber FS and the entrance side FB1 of the bundle fiber FB is provided, and the relative distance is as shown in FIG. When the adjustment is made possible, from the case where the fiber 1b of the bundle fiber FB that receives the incident beam B2 from the single fiber FS is received only by the fiber 1b arranged at the center as shown in FIG. As shown in FIG. 2C, the size (area) of the beam B2 received by the bundle fiber FB can be changed until it is received by all the fibers 1b. 1B and 2C, the fibers 1a and 1b receiving the beams B1 and B2 are shown in black. In the following drawings, the fibers 1a and 1b that receive the beams B1 and B2 are shown in black.
[0021]
Further, for example, as shown in FIG. 3A, in the present invention in which the relative distance between the outgoing side FS2 of the single fiber FS and the incoming side FB1 of the bundle fiber FB is adjustable, the incoming side FB1 of the bundle fiber FB. If the alignment state of the fibers 1b for transmitting the beam from the FB2 to the FB2 is changed between the entry FB1 and the exit FB2, for example, the entrance FB1 has a circular shape at the center as shown in FIG. The beam B2 received by the fiber 1b disposed on the side can be irradiated as a rectangular beam B3 as shown in FIG. 3C, for example, on the exit side FB2.
[0022]
In the present invention, as shown in FIG. 4A, for example, the single fiber FS and the bundle fiber FB are provided with a device 3 that vibrates them, such as a piezoelectric element 3a and an ultrasonic vibration element. The single fiber FS and the bundle fiber FB may be vibrated.
[0023]
In this way, the beam B3 irradiated from the single fiber FS through the bundle fiber FB is as shown in FIG. 4B as described above with reference to FIGS. A beam B1 having an energy distribution passes through a beam B2 having an energy distribution as shown in FIG. 4C to become a beam B3 having an energy distribution as shown in FIG. 4D. e) As shown in (f), both the beams B2 and B3 are more homogeneous beams having an energy distribution with a smaller amplitude than those in FIGS. 4 (c) and 4 (d). In addition, any one of the single fiber FS and the bundle fiber FB may be vibrated.
[0024]
At this time, as shown in FIG. 5, when the vibration device 3 vibrates with the vibration device 3 in a state where the fibers FS and FB are wound a plurality of times, the above-described operational effects are further improved. Be encouraged.
[0025]
Furthermore, at this time, a plurality of vibration portions in the fibers FS and FB to be vibrated are provided as shown in FIG. 6 (two places in the example of FIG. 6), and the vibration of the vibration device 3 by each piezoelectric element 3a is caused. When canceling out, it is possible to prevent vibration of the entire apparatus. In addition, 3b in FIG. 6 shows a pulse generator.
[0026]
In the present invention, for example, as shown in FIG. 7A, an optical path refracting device 4 for an incident beam B2 from the single fiber FS to the bundle fiber FB is provided between the single fiber FS and the bundle fiber FB. As shown in FIG. 7B, even when the optical path of the beam B2 is refracted when entering the bundle fiber FB from the single fiber FS, the optical path refracting device 4 is not provided. A beam B3 having a uniform energy distribution becomes a more homogeneous beam B3 having a small amplitude energy distribution as shown in FIG.
[0027]
As the optical path refracting device 4, FIG. 7A shows an apparatus that refracts an optical path using two wedge substrates 4a and 4b and rotates the two wedge substrates 4a and 4b with a hollow motor or the like. However, for example, a lens may be used instead of the wedge substrate.
[0028]
In the present invention described above, as shown in FIG. 8, when the cooling device 5 is provided at the end of the entry side FB1 of the bundle fiber FB, thermal damage to the bundle fiber FB can be suppressed.
[0029]
In the example described above, the beam B2 irradiated from the single fiber FS is directly incident on the bundle fiber FB. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. For example, two lenses 6a and 6b may be interposed between the optical fiber and the bundle fiber FB.
[0030]
Even when an optical component is interposed between the single fiber FS and the bundle fiber FB as described above, the beam B1 is transmitted through the single fiber FS as shown in FIG. In this way, the bundle fiber FB is transmitted and irradiated from the exit side FB2 as a beam having a more uniform energy distribution.
[0031]
The present invention is not limited to the examples described above, and any design changes may be made to the components of the beam forming apparatus, as long as they are included in the technical scope of the present invention.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, for example, in beam forming when a thin film on a substrate surface is removed using a laser beam, both beam homogenization by a bundle fiber and high flexibility by a single fiber are achieved. Can be possible.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams illustrating a first example of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus, FIG. 1B is a cross-sectional view of a single fiber, and FIG. 1C is a cross-sectional view of a bundle fiber; (D) is a diagram showing an example of the energy distribution of the emitted beam, (e) is a diagram showing an example of the energy distribution of the beam irradiated from the single fiber, and (f) is the energy of the beam irradiated from the bundle fiber. It is the figure which showed an example of distribution.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a second example of the present invention, where FIG. 2A is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus, FIG. 2B is an explanatory diagram of a bundle fiber when receiving a beam at the center, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a bundle fiber when receiving a beam as a whole.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a third example of the present invention, where FIG. 3A is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus, FIG. 3B is an explanatory diagram at the entrance side of a bundle fiber, and FIG. 3C is a bundle fiber; It is explanatory drawing on the exit side.
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a fourth example of the present invention, where FIG. 4A is a schematic configuration diagram of a beam shaping apparatus, FIG. 4B is a diagram illustrating an example of an energy distribution of a launch beam, and FIG. (d) is a diagram showing an example of the energy distribution of the beam irradiated from the single fiber and the bundle fiber in the first example, and (e) and (f) are the same diagrams as (c) and (d) in the fourth example. It is.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the structure of a vibration exciter in a fourth example of the present invention.
FIG. 6 is a view showing another example of the structure of the vibration exciter in the fourth example of the present invention.
7A and 7B are diagrams illustrating a fifth example of the present invention, in which FIG. 7A is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus, and FIG. 7B is a diagram of energy distribution of a beam irradiated from a bundle fiber in the first example. The figure which showed an example and (c) is a figure similar to (b) in a 5th example.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus for explaining a sixth example of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a seventh example of the present invention, where FIG. 9A is a schematic configuration diagram of a beam forming apparatus, FIG. 9B is a cross-sectional view of a single fiber, and FIG. 9C is a cross-sectional view of a bundle fiber; is there.
[Explanation of symbols]
1a, 1b Fiber 3 Excitation device 4 Optical path refraction device 5 Cooling device 6a, 6b Lens B1, B2, B3 Beam FS Single fiber FB Bundle fiber

Claims

When forming a beam of a predetermined shape and size from the emitted beam, the beam is irradiated to a single fiber and then transmitted, then further transmitted from the single fiber to the bundle fiber, and then emitted from the bundle fiber. A beam forming method characterized by the above.

2. The beam shaping method according to claim 1, wherein a beam shape emitted from the bundle fiber is changed from a beam shape at the time of incidence on the bundle fiber.

3. The beam shaping method according to claim 1, wherein when the beam is further incident on the bundle fiber from the single fiber, the size (area) of the beam incident on the bundle fiber is changed. Method.

4. The beam shaping method according to claim 1, wherein at least one of a single fiber and a bundle fiber is vibrated.

5. The beam shaping method according to claim 1, wherein an optical path of the beam is refracted when further entering the bundle fiber from the single fiber. 6.

A single fiber that transmits the emitted beam to a predetermined position and an entrance side is arranged opposite to the exit side of the single fiber, and the beam transmitted through the single fiber is incident and transmitted to the predetermined position. A beam forming apparatus comprising a bundle fiber.

7. The beam shaping apparatus according to claim 6, further comprising a device for vibrating at least one of the single fiber and the bundle fiber.

8. The beam shaping apparatus according to claim 6, further comprising an optical path refracting device for an incident beam from the single fiber to the bundle fiber between the single fiber and the bundle fiber.

9. The beam shaping apparatus according to claim 6, wherein an optical component is interposed between the single fiber and the bundle fiber.