JP2014206740A - 屈折式ビーム整形器 - Google Patents
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Abstract
Description
2 凹状に湾曲された表面
3 凸状に湾曲された表面
4 光軸
5 取付け要素
6 内部螺条
7 外部螺条
8 停止部
9 縁部領域
10 案内部
11 接着剤
12、13 座面
14、15 スペーサリング
16 座面
17 突出部
18 隆起部
M 中心厚み
d 直径
Claims (23)
- 当該メニスカスレンズの各々の光軸(4)に沿って配置された複数のメニスカスレンズ(1)を具備する屈折式ビーム整形器であって、
前記メニスカスレンズ(1)の各々が、光ビームの入射又は出射のために凹状に湾曲された表面(2)と、前記光ビームの出射又は入射のために凸状に湾曲された表面(3)とを有し、
両方の前記表面が、対応する前記メニスカスレンズ(1)の前記光軸(4)に対して平行に当該メニスカスレンズ(1)に入射する平行化光ビームが、入射する前記光ビームと比較して変更された直径を有する平行化光ビームとして出射するような曲率を有し、
各収差を防止するために、前記メニスカスレンズ(1)の各々の2つの前記表面(2、3)の少なくとも一方が所定の非球面形状を有する屈折式ビーム整形器。 - hを前記光軸(4)に対して直交する直線上における前記光軸までの距離であるものとして、非球面状に湾曲された表面(2)及び/又は(3)の各々が、前記直線までの距離として、非球面関数z(h)により記述され、
パラメータとして、凹状に湾曲された前記表面の局所的最小半径rと、前記光軸(4)上における対応する前記メニスカスレンズ(1)の中心厚みと、前記メニスカスレンズ(1)の各々が製造される材料と、前記メニスカスレンズ(1)の各々の中心厚みと直径との縦横比と、両方の前記表面(2、3)が非球状に湾曲されるならば、出射する前記光ビームに対する強度分布とが、事前決定されることを特徴とする請求項1に記載の屈折式ビーム整形器。 - 出射する前記光ビームに対する前記強度分布が、断面において、ガウス分布に従うか又は略均一である変化特性を有することを特徴とする請求項2に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記縦横比が、0.5及び2の間、好適には1であり、及び/又は、前記半径rが、10mmと、それぞれのメニスカスレンズ(1)の直径の約2倍との間の範囲に在ることを特徴とする、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記メニスカスレンズ(1)が、ガラス、プラスチック又は半導体の材料から、好適には、ホウケイ酸クラウンガラス(N−BK7)、重フリントガラス(S−TIH6)、石英ガラス、ケイ素、又は、ゲルマニウムから製造されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 複数の前記メニスカスレンズ(1)の内のいくつかは、前記ビームの直径を拡大すべく配置され、且つ、残りは、前記ビームの直径を縮小すべく配置されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 複数の前記メニスカスレンズ(1)が、整列手段により、所定の許容差の範囲内で、傾斜なしで中心合わせされて相互に対して整列されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記メニスカスレンズ(1)の各々が、好適には陽極酸化された、金属製材料で作成されて2つの開口部を備えた管体形状の取付け要素(5)内へと挿入され、
前記取付け要素(5)の両方の前記開口部においては、少なくとも一枚の更なるメニスカスレンズ(1)を備えた対応する更なる取付け要素(5)に対する接続手段がいずれも形成されることを特徴とする請求項8に記載の屈折式ビーム整形器。 - 前記メニスカスレンズ(1)が、前記取付け要素(5)に対して、接合され、好適にはUV光下で硬化する接着剤(11)により接着剤結合され、及び/又は、前記取付け要素(5)に対して半田付けされ、及び/又は、確定的固定方法で接続されることを特徴とする請求項9に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)内には、好適には環状である、少なくとも1つの停止部(8)であって、少なくとも一枚の前記メニスカスレンズ(1)が該取付け要素(5)内に挿入されたときに滑り落ちることを阻止し、且つ、挿入された前記メニスカスレンズ(1)が傾斜することを阻止する停止部(8)が形成されることを特徴とする請求項9又は10に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)の内周上の少なくとも1つの部分的領域が、前記メニスカスレンズ(1)に対して正確に嵌合する案内部(10)であって、該取付け要素(5)内での前記レンズの中心合わせのための案内部(10)として設計されることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)上には、更なる取付け要素(5)に対する調節不要の接続のための座面(12、13)が形成されることを特徴とする請求項9乃至12のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)の2つの前記開口部の一方が雄型コネクタの形態で形成され且つ2つの前記開口部の他方が雌型コネクタの形態で形成される結果、前記取付け要素(5)が、開口部の各々にてプラグイン接続により、対応する更なる取付け要素(5)に対して接続され得ることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)の一方の開口部には内部螺条(6)が形成され且つ他方の開口部には外部螺条(7)が形成される結果、前記取付け要素(5)が、開口部の開口部にてネジ接続により、対応する更なる取付け要素(5)に対して接続され得ることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 同一方法で形成された2つの開口部にて2つの取付け要素(5)を接続する少なくとも1つのスペーサリング(14、15)を具備する請求項14又は15に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)の両方の開口部には、内部螺条(6)又は外部螺条(7)のいずれかが形成され、2つの取付け部材が、対応するスペーサリング(14、15)を介して接続され得ることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記取付け要素(5)の両方の開口部にて、更なる取付け要素(5)に係合して螺入されるための突出部を有する同一種類の接続手段が形成される結果、2つの取付け要素(5)の前記突出部が、接続状態において、相互に背後を把持して配置されることを特徴とする請求項9乃至13のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 目標波長付近における所定範囲に在る実際の波長における各収差を補正するために、好適には、当該波長適合的な補正素子自体の前記取付け要素(5)内に配置された少なくとも1つの波長適合的な補正素子を具備し、
当該屈折式ビーム整形器が、前記目標波長における動作に対して設計され、且つ、前記波長適合的な補正素子が、前記実際の波長において発散又は収束する光ビームを平行化光ビームへと変換すべく形成される請求項1乃至18のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。 - 前記波長選択的な補正素子が、第1の外側の、中央の、及び、第2の外側の補正レンズを有し、それらの内の少なくとも一枚の補正レンズが、少なくとも1つの非球状表面を有することを特徴とする請求項19に記載の屈折式ビーム整形器。
- 2枚の前記外側の補正レンズの内の一方が非球状表面を有し、且つ、2枚の前記外側の補正レンズの内の他方が、残りの2枚と比較して、前記光軸に沿って移動可能であることを特徴とする請求項20に記載の屈折式ビーム整形器。
- 好適には、当該ズーム素子自体の前記取付け要素(5)内に配置された、連続的な中間倍率を設定するためのズーム素子を具備する請求項1乃至21のいずれか一項に記載の屈折式ビーム整形器。
- 前記ズーム素子が、第1の外側の、中央の、及び、第2の外側のズームレンズ群を有し、
前記外側のズームレンズ群及び前記中央のズームレンズ群の1つが、他方の外側のズームレンズ群と比較して、前記光軸に沿い移動可能であり、
移動され得ない前記ズームレンズ群が、好適には、非球状表面を有することを特徴とする請求項22に記載の屈折式ビーム整形器。
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