JP2016075786A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 単位伝搬距離当たりの外径寸法の増加量が互いに異なる円環レーザビームを出射する複数の整形光学ユニットを備え、
   前記各整形光学ユニットは、出射する円環レーザビームが同心状となるように配置されている、レーザビーム合成装置。
2. 前記整形光学ユニットは、
   入射したレーザビームの径寸法を拡大して円環レーザビームを出射する円錐面を有する第１アキシコン光学系と、
   前記第１アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小する円錐面を有する第２アキシコン光学系と、
   前記第２アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの進路を変更する反射光学系と、を含み、
   前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の少なくともいずれか一方が前記各整形光学ユニットごとに異なっており、
   前記反射光学系は、入射した円環レーザビームを、他の前記反射光学系から出射された円環レーザビームに対して同心状に出射する、請求項１に記載のレーザビーム合成装置。
3. 前記第１アキシコン光学系は、円錐形状に突出した反射面を有する凸型アキシコンミラーであり、
   前記第２アキシコン光学系は、前記凸型アキシコンミラーの反射面に対向しかつ円錐形状に窪んだ反射面、および、当該反射面とその反対側にある面との間を貫通した孔を有する凹型アキシコンミラーであり、
   前記反射光学系は、前記凸型アキシコンミラーと前記凹型アキシコンミラーとの間に配置され、かつ、前記凹型アキシコンミラーから出射した円環レーザビームの光軸に対して傾斜する反射面、および、当該反射面とその反対側にある面との間を貫通した孔を有するスクレイパーミラーである、請求項２に記載のレーザビーム合成装置。
4. 前記各整形光学ユニットにおける前記凹型アキシコンミラーの円錐角は前記凸型アキシコンミラーの円錐角より大きく、
   前記整形光学ユニットにおける前記凹型アキシコンミラーの円錐角と前記凸型アキシコンミラーの円錐角との差は、当該整形光学ユニットの前記スクレイパーミラーの出射方向側に設けられた整形光学ユニットより大きい、請求項３に記載のレーザビーム合成装置。
5. 前記第１アキシコン光学系は、円錐形状に突出した射出面を有する第１アキシコンレンズであり、
   前記第２アキシコン光学系は、前記射出面に対向しかつ円錐形状に突出した入射面を有する第２アキシコンレンズであり、
   前記反射光学系は、前記第１アキシコンレンズとの間に前記第２アキシコンレンズを挟むように配置され、かつ、前記第２アキシコンレンズから出射した円環レーザビームの光軸に対して傾斜する反射面、および、当該反射面とその反対側にある面との間を貫通した孔を有するスクレイパーミラーである、請求項２に記載のレーザビーム合成装置。
6. 前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコンレンズの円錐角は前記第２アキシコンレンズの円錐角より小さく、
   前記整形光学ユニットにおける前記第１アキシコンレンズの円錐角と前記第２アキシコンレンズの円錐角との差は、当該整形光学ユニットの前記スクレイパーミラーの出射方向側に設けられた整形光学ユニットより大きい、請求項５に記載のレーザビーム合成装置。
7. 前記反射光学系から出射した円環レーザビームを集光する集光光学系、をさらに備え、
   前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の差は、前記各整形光学ユニットの前記反射光学系から出射した円環レーザビームが前記集光光学系の出射面において互いに重なるように定められる、請求項２〜６のいずれか一項に記載のレーザビーム合成装置。
8. 前記集光光学系は、
   前記反射光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を拡大する反射面を有する副鏡と、
   前記副鏡から出射した円環レーザビームを集光する反射面を有する主鏡と、を含み
   前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の差は、前記各整形光学ユニットの前記反射光学系から出射した円環レーザビームが前記主鏡の反射面において互いに重なるように定められる、請求項７に記載のレーザビーム合成装置。
9. 前記反射光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小して前記集光光学系に出射するイメージリレー光学系をさらに備えている、請求項７または８に記載のレーザビーム合成装置。
10. 前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の差により発生する各円環レーザビームの焦点距離の差異を補正するように、各円環レーザビームの波面の曲率が設定されている、請求項２〜９のいずれか一項に記載のレーザビーム合成装置。
11. 前記反射光学系から出射された円環レーザビームの光軸に沿って可視光線を出射するガイド光源をさらに備えている、請求項２〜１０のいずれか一項に記載のレーザビーム合成装置。
12. 前記整形光学ユニットは、
    円環レーザビームを出射する出射光学系と、
    前記出射光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を拡大して当該円環レーザビームの進路を変更する楕円錐面を有する反射光学系と、を含み、
    前記反射光学系の楕円錐面の長径側および短径側の両方の円錐角が前記各整形光学ユニットごとに異なり、
    前記反射光学系は、入射した円環レーザビームを、他の前記反射光学系から出射された他の円環レーザビームに対して同心状に出射する、請求項１記載のレーザビーム合成装置。
13. 単位伝搬距離当たりの外径寸法の減少量が互いに異なる円環レーザビームを出射する複数の整形光学ユニットを備え、
    前記各整形光学ユニットは、出射する円環レーザビームが同心状となるように配置されており、
    前記整形光学ユニットは、
    入射したレーザビームの径寸法を拡大して円環レーザビームを出射する円錐面を有する第１アキシコン光学系と、
    前記第１アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小する円錐面を有する第２アキシコン光学系と、
    前記第２アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの進路を変更する反射光学系と、を含み、
    前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の少なくともいずれか一方が前記各整形光学ユニットごとに異なっており、
    前記反射光学系は、入射した円環レーザビームを、他の前記反射光学系から出射された円環レーザビームに対して同心状に出射し、
    前記反射光学系から出射した円環レーザビームを透過して集光する集光光学系、をさらに備え、
    前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の差は、前記各整形光学ユニットの前記反射光学系から出射した円環レーザビームが前記集光光学系の出射面において互いに重なるように定められる、レーザビーム合成装置。
14. 単位伝搬距離当たりの外径寸法の減少量が互いに異なる円環レーザビームを出射する複数の整形光学ユニットを備え、
    前記各整形光学ユニットは、出射する円環レーザビームが同心状となるように配置されており、
    前記整形光学ユニットは、
    入射したレーザビームの径寸法を拡大して円環レーザビームを出射する円錐面を有する第１アキシコン光学系と、
    前記第１アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小する円錐面を有する第２アキシコン光学系と、
    前記第２アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの進路を変更する反射光学系と、を含み、
    前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の少なくともいずれか一方が前記各整形光学ユニットごとに異なっており、
    前記反射光学系は、入射した円環レーザビームを、他の前記反射光学系から出射された円環レーザビームに対して同心状に出射し、
    前記各整形光学ユニットにおける前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の差により発生する各円環レーザビームの焦点距離の差異を補正するように、各円環レーザビームの波面の曲率が設定されている、レーザビーム合成装置。
15. 単位伝搬距離当たりの外径寸法の減少量が互いに異なる円環レーザビームを出射する複数の整形光学ユニットを備え、
    前記各整形光学ユニットは、出射する円環レーザビームが同心状となるように配置されており、
    前記整形光学ユニットは、
    入射したレーザビームの径寸法を拡大して円環レーザビームを出射する円錐面を有する第１アキシコン光学系と、
    前記第１アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小する円錐面を有する第２アキシコン光学系と、
    前記第２アキシコン光学系から出射した円環レーザビームの進路を変更する反射光学系と、を含み、
    前記第１アキシコン光学系の円錐角および前記第２アキシコン光学系の円錐角の少なくともいずれか一方が前記各整形光学ユニットごとに異なっており、
    前記反射光学系は、入射した円環レーザビームを、他の前記反射光学系から出射された円環レーザビームに対して同心状に出射し、
    前記反射光学系から出射した円環レーザビームの径寸法を縮小して集光光学系に出射するイメージリレー光学系をさらに備えている、レーザビーム合成装置。