JP2018109731A - コヒーレント光反射方向制御装置、任意方向レーザ光照射装置、およびレーザ光照射方法 - Google Patents
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Abstract
Description
任意方向レーザ光照射装置1は、レーザ光を大気中に放射(送信)する送信部3(レーザ光照射装置)と、操作入力を受け付け情報を表示する入力表示部6と、送信部3の後段及び受信部4の前段に設けられた光学ヘッド部7と、送信部3と入力表示部6と光学ヘッド部7の動作制御を行う制御部5を備えている。
送信部3は、レーザ光源2と、レーザ光出力制御部21,22と、AOMドライバ34と、パルス生成器35と、AMP38とを備えている。
レーザ光源2が生成したレーザ光は、小径光ファイバ30を通じて送信部3に出力される。ここで、小径光ファイバ30は、コア径の小さな、例えば、コア径が10μmの光ファイバが用いられる。
なお、用途に応じて、パルスレーザ光ではなく連続レーザ光を用いる場合、パルス生成器35は、パルスを生成せずに、入光したレーザ光をそのまま出力する。
大径光ファイバ40は、例えば、コア径が30μmの大径光ファイバなど、小径光ファイバ30よりもコア径の大きな光ファイバが用いられている。
大径光ファイバ40の後段には、光学ヘッド部7が接続されている。
制御部5は、送信部3から出力するレーザ光の制御、および、光学ヘッド部7の反射型光位相変調器72(コヒーレント光反射方向制御装置)の部位別の位相制御を行う。制御部5は、これらの制御を、入力表示部6で入力された情報に従って実行し、実行結果等を入力表示部6に表示する。
入力表示部6は、文字や図形などの画像を表示するディスプレイにタッチ入力を受け付けるタッチパネルが重ねられて構成されている。入力表示部6は、ディスプレイに操作用画面や動作結果等を表示し、操作用画面における各種入力を受け付けて制御部5に送信する。
光学ヘッド部7は、ビームエキスパンダ71と、反射型光位相変調器72と、これらを支持する支持体73とを備えている。そして、ビームエキスパンダ71の中心線上に反射型光位相変調器72の中央が位置するように配置されている。
ビームエキスパンダ71は、入力されたレーザ光(送信光)をコリメート光(平行光線束)のままで一定の倍率に拡大するためのレンズ系である。この実施例のビームエキスパンダ71は、コア径が30μmの大径光ファイバ40を介して入力されたレーザ光を、ビーム径が約3cmのコリメート光に拡大する。ビームエキスパンダ71で拡径されたコリメート光は、反射型光位相変調器72に照射される。
図2は、反射型光位相変調器72の説明図であり、図2(A)は、反射型光位相変調器72の断面構造を示す断面図、図2(B)は、反射型光位相変調器72の外観を示す正面図、図2(C)は、反射型光位相変調器72の電極配置を示す一部拡大正面図である。
この液晶層75aは、それぞれの素子電極74cに対応する領域(素子電極74cの上部領域)がそれぞれ部位72aを構成している。すなわち、液晶層75aに存在する液晶は、素子電極74cごとに部位72a単位で駆動される。
スペーサ75fは、液晶層75aの上下方向の幅を一定にするためのものであり、シール材料が含まれている。
このように構成された反射型光位相変調器72は、強誘電マイクロ液晶表示素子(Liquid Crystal On Silicon)となる。
例えば、ビームエキスパンダ71と、反射型光位相変調器72は、正面対向させて平行配置としたが、これに限らず、ビームエキスパンダ71のレーザ光の照射面に対して反射型光位相変調器72を傾斜させて配置してもよい。この場合は、反射光の方向制御が可能な範囲の中心以外に照射不可領域を位置させることができる。
また、液晶層75aの代わりに、複数の結晶を積層させた結晶層を用いることもできる。この場合、結晶としては、KTP結晶、SLLT結晶、SLN結晶等、様々な結晶を用いることができる。
このように結晶層を用いた場合も、電極から結晶層にかける電圧等によって、レーザ光を様々な方向へ照射することができる。すなわち、結晶層を用いた場合は、複数の部位別制御素子の制御なく光の方向をコヒーレント光のまま変化させることもできる。
3…送信部
5…制御部
72…反射型光位相変調器
72a…部位
72b…境界面
74c…素子電極
74k…中心間距離
75a…液晶層
75b…透明電極
75c…ガラス基板
101,101A,101B,101C,101D…レーザ光
102,102A,102B,102C,102D…反射光
104…境界高低差
Claims (7)
- 入光面から入光したコヒーレント光が反射する反射光の位相を部位別に任意に変化させる反射光位相変化層と、
当該反射光位相変化層の前記入光面と反対側に前記入光面と平行に複数配置されて前記反射光位相変化層での反射位相を前記部位別に制御する複数の部位別制御素子と、
前記複数の部位別制御素子を制御して前記部位毎の反射位相を調整することにより前記反射光の方向をコヒーレント光のまま変化させる反射方向制御部を有し、
前記複数の部位別制御素子は、
隣接する前記部位別制御素子の中心間距離が前記光の波長以下となるように配置されている
コヒーレント光反射方向制御装置。 - 前記複数の部位別制御素子は、各隣接する前記部位別制御素子の中心位置が三角形の頂点となるように整列配置された
請求項1記載のコヒーレント光反射方向制御装置。 - 前記反射光位相変化層は、液晶素子が充填された液晶層または複数の結晶が積層された結晶層により構成され、
前記部位別制御素子は、前記液晶層に電圧をかける電極により構成され、
前記反射光位相変化層の前記入光面側に、光を透過する透明電極が設けられた
請求項1または2記載のコヒーレント光反射方向制御装置。 - 前記液晶層は、
前記電極からの電圧によって前記電極側の一部が固体化する構成であり、
前記固体化した前記液晶層の部位の表面から前記入光面までの距離が変動することによって前記反射光の位相を変更する
請求項3記載のコヒーレント光反射方向制御装置。 - 前記液晶層は、
前記入光面から前記固体化した部位の表面までの距離の変動可能距離が前記光の波長と同一かそれ以上である
請求項4記載のコヒーレント光反射方向制御装置。 - 請求項1から5のいずれか1つに記載のコヒーレント光反射方向制御装置と、
前記コヒーレント光反射方向制御装置に前記入光面からコヒーレントのレーザ光を入光させるレーザ光照射装置とを備えた
任意方向レーザ光照射装置。 - 入光面から入光したコヒーレント光が反射する反射光の位相を部位別に任意に変化させる反射光位相変化層と、
当該反射光位相変化層の前記入光面と反対側に前記入光面と平行に複数配置されて前記反射光位相変化層での反射位相を前記部位別に制御する複数の部位別制御素子とを有し
前記複数の部位別制御素子は、隣接する前記部位別制御素子の中心間距離が前記光の波長以下となるように配置されており、
反射方向制御部が、前記複数の部位別制御素子を制御して前記部位毎の反射位相を調整することにより前記反射光の方向をコヒーレント光のまま変化させる
レーザ光照射方法。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2017000395 | 2017-01-05 | ||
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JP2017052331A Pending JP2018109731A (ja) | 2017-01-05 | 2017-03-17 | コヒーレント光反射方向制御装置、任意方向レーザ光照射装置、およびレーザ光照射方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020166113A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | 可変位相デバイス |
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2017
- 2017-03-17 JP JP2017052331A patent/JP2018109731A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020166113A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | 可変位相デバイス |
WO2020203856A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | 可変位相デバイス |
JP7246995B2 (ja) | 2019-03-29 | 2023-03-28 | 浜松ホトニクス株式会社 | 可変位相デバイス |
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