JP2011501872A - 線状のビーム断面を有するレーザビームを生成するための方法及び構成 - Google Patents
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Abstract
Description
LAH1 長軸ホモジナイザの第一の円柱レンズ構成
LAH2 長軸ホモジナイザの第二の円柱レンズ構成
SAH 短軸ホモジナイザ
SAH1 短軸ホモジナイザの第一の円柱レンズ構成
SHA2 短軸ホモジナイザの第二の円柱レンズ構成
SACL1 短軸集光レンズ
SAFL1 短軸視野レンズ
HFSA1 短軸に関する第一の均質な像視野
P1 第一の瞳
LACL 長軸集光レンズ
SACL2 短軸集光レンズ
SAFL1 短軸視野レンズ
HFSA2 短軸に関する第二の均質な像視野
P2 第二の瞳
pレンズSA 収束光学系
HFLA 結像面
H ホモジナイザ
Claims (11)
- ビーム断面長軸とビーム断面短軸とを有し、長軸上の長さが少なくとも200mmであり、短軸上の長さが最大で800μmである線状のビーム断面を有するレーザビームを生成するための方法であって、前記レーザビームが、長軸と短軸の両方に関して、それぞれ一つの焦点面を生成し、前記焦点面上に、前記レーザビームのビーム断面が分割された多数の部分ビームをそれぞれ合焦させ、続いて、前記部分ビームを束ねて、ビーム断面が均質化されたレーザビームを形成することにより、レーザ光源から発するレーザビームを、長軸と短軸に関して別々に均質化し、前記レーザビームが、少なくとも長軸に関してテレセントリックに結像され、すなわち、長軸に関して均質化されたレーザビームが集光光学系(LACL)によって結像されて、伝播方向に向いた平行な光の部分ビームからなる結像レーザビームに割り当てることのできる光路が生じるようになる方法において、以下の方法ステップ、すなわち、
第一の集光光学系(SACL1)により、短軸上で均質化して合わさったビーム断面を結像させて、均質な像視野(HFSA1)を生成し、第一の視野レンズ光学系(SAFL1)によって第一の瞳(P1)を生成し、前記第一の瞳(P1)に、短軸に関して分割された部分ビームが合焦された焦点面が結像されるステップと、
第二の集光光学系(SACL1)によって、前記均質な像視野(HFSA1)を第二の像視野(HSFA2)に結像させ、第二の視野レンズ光学系(SAFL2)によって、前記第一の瞳(P1)を第二の瞳(P2)に結像させるステップであって、前記第二の瞳(P2)が、結像面上に前記レーザビームをテレセントリックに結像させるための結像光学系(pレンズSA)の入射瞳に相当し、前記結像面上に、長軸に関して均質化されたレーザビームが前記集光光学系(LACL)によって結像されるステップと
を特徴とする方法。 - ビーム方向に沿った前記第一の集光レンズ(SACL1)の軸方向移動により、短軸に関連付けることができる線半値幅に影響を及ぼさずに、短軸に関連付けることができるエッジ急峻性の変化、すなわち平均ビームプラトーの10〜90%の変化が可能となることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ビーム方向に沿った前記第一の視野レンズ光学系(SAFL1)の軸方向移動により、短軸に関連付けることができるエッジ急峻性に影響を及ぼさずに、短軸に関連付けることができる線半値幅の変化が可能となることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 長さが少なくとも450mmであり、短軸上の長さが少なくとも100μmである線状のビーム断面を有するレーザビームが生成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第二の像視野(HSFA2)が、スリット状の遮光構成の領域内に結像されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- ビーム断面長軸とビーム断面短軸とを有し、長軸上の長さが少なくとも200mmであり、短軸上の長さが最大で800μmである線状のビーム断面を有するレーザビームを生成するための装置であって、レーザビームを放出するレーザを備え、前記レーザビームのビーム方向に沿って、前記レーザビームに影響を及ぼす以下の構成要素、すなわち、
光路上で後に続くホモジナイザであって、前記ビーム断面の長軸と短軸とに沿って別々に前記レーザビームの光強度分布の均質化を行うホモジナイザの入射口に、前記レーザビームのビーム断面幅を適合させるための望遠鏡ユニットと、
長軸に沿って均質化されたレーザビームを結像面上にテレセントリックに結像させるための第一のテレセントリック結像光学系と、
短軸に沿って均質化されたレーザビームを結像面上に結像させるための第二の結像光学系とが配置される装置において、
前記第二の結像光学系が、それぞれ集光光学系と視野レンズ光学系とからなる、ビーム方向で順次に配置された少なくとも二つの光学系の対を有すること、
ビーム方向で第一の光学系の対が、均質な像視野(HFSA1)を生成するための第一の集光光学系(SACL1)と、第一の瞳(P1)を生成するための第一の視野レンズ光学系(SAFL1)とを有すること、及び
ビーム方向で前記第一の光学系の対の下流に配置された第二の光学系の対が、前記均質な像視野(HFSA1)を第二の均質な像視野(HSFA2)に結像させるための第二の集光光学系(SACL1)と、前記第一の瞳(P1)を第二の瞳(P2)に結像させるための第二の視野レンズ光学系(SAFL2)とを備え、前記第二の瞳(P2)が、レーザビームを結像面上にテレセントリックに結像させるための結像光学系(pレンズSA)の入射瞳に相当する
ことを特徴とする装置。 - 前記第一の集光光学系(SACL1)及び/又は前記第一の視野レンズ光学系(SAFL1)が、ビーム方向で制御して移動できるように構成されることを特徴とする請求項6に記載の装置。
- 前記第一の集光光学系(SACL1)及び/又は前記第一の視野レンズ光学系(SAFL1)が、ビーム方向に直交する向きにある軸の周りで制御して回転できるように構成されることを特徴とする請求項6又は7に記載の装置。
- 前記第一及び第二の集光光学系(SACL1、SACL2)が、それぞれ集光レンズとして構成され、前記第一及び第二の視野レンズ光学系(SAFL1、SAFL2)が、それぞれ視野レンズとして構成されることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の装置。
- 長軸に沿って均質化されたレーザビームを前記結像面上にテレセントリックに結像させるためのテレセントリック結像光学系が、排他的に、以下の光学構成要素、すなわち、長軸に関して設けられた均質化光学系(LAH1、LAH2)と長軸集光レンズ(LACL)とからなることを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の装置。
- ビーム方向で前記結像面の上流に配置されたスリット状の遮光構成が設けられることを特徴とする請求項6から10のいずれか一項に記載の装置。
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