JP3234513B2 - Beam homogenizer - Google Patents

Beam homogenizer

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JP3234513B2
JP3234513B2 JP31403996A JP31403996A JP3234513B2 JP 3234513 B2 JP3234513 B2 JP 3234513B2 JP 31403996 A JP31403996 A JP 31403996A JP 31403996 A JP31403996 A JP 31403996A JP 3234513 B2 JP3234513 B2 JP 3234513B2
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light
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光線束の断面内強
度分布の均一化を行うビームホモジナイザに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam homogenizer for uniformizing the intensity distribution of a light beam in a cross section.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリンダアレイ型のビームホモジナイザ
は、前段のシリンダアレイと後段のシリンダアレイ、及
びフォーカスレンズにより構成される。各シリンダアレ
イは、複数の等価なシリンドリカルレンズをその光軸面
に垂直な方向に配列して構成される。前段のシリンダア
レイの各シリンドリカルレンズの光軸面が、後段のシリ
ンダアレイの対応するシリンドリカルレンズの光軸面に
一致するように配置される。ここで、光軸面は、シリン
ドリカルレンズの面対称な結像系の対称面を意味する。
2. Description of the Related Art A cylinder array type beam homogenizer includes a front cylinder array, a rear cylinder array, and a focus lens. Each cylinder array is configured by arranging a plurality of equivalent cylindrical lenses in a direction perpendicular to the optical axis plane. The optical axis surfaces of the cylindrical lenses of the preceding cylinder array are arranged so as to coincide with the optical axis surfaces of the corresponding cylindrical lenses of the subsequent cylinder array. Here, the optical axis plane means a plane of symmetry of a plane-symmetric imaging system of the cylindrical lens.

【0003】前段のシリンダアレイに光線束が入射する
と、各シリンドリカルレンズにより収束される。収束さ
れた各光線束が、後段のシリンダアレイの各シリンドリ
カルレンズにより再度収束される。このようにして、2
つのシリンダアレイにより、入射光線束がシリンドリカ
ルレンズの個数分の小光線束に分割される。
[0003] When a light beam enters the preceding cylinder array, it is converged by each cylindrical lens. Each converged light beam is converged again by each cylindrical lens of the subsequent cylinder array. Thus, 2
One cylinder array divides the incident light beam into small light beams corresponding to the number of cylindrical lenses.

【0004】得られた小光線束は、2つのシリンダアレ
イの相対位置によって、発散光、平行光、または収束光
になる。各小光線束をフォーカスレンズ群を用いてある
面上に重ね合わせることにより、シリンドリカルレンズ
の光軸面に垂直な方向に関して、照射領域の光強度分布
を均一に近づけることができる。
[0004] Depending on the relative positions of the two cylinder arrays, the obtained small light beam becomes divergent light, parallel light, or convergent light. By superimposing the small light beams on a certain surface using the focus lens group, it is possible to make the light intensity distribution in the irradiation area uniform in the direction perpendicular to the optical axis plane of the cylindrical lens.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】小光線束が重ね合わさ
れた(ホモジナイズされた)照射領域の光強度の均一性
は、トップフラット率で評価される。ここで、トップフ
ラット率RTFは、光強度分布の最高値の90%以上の強
度を有する部分の幅をW0.9 、半値幅をW0.5 としたと
き、
The uniformity of the light intensity in the irradiation area where the light beam is superimposed (homogenized) is evaluated by the top flat ratio. Here, the top flat ratio R TF is defined as W 0.9 , where the width of a portion having an intensity of 90% or more of the maximum value of the light intensity distribution is W 0.9 , and the half width is W 0.5 .

【0006】[0006]

【数1】RTF=W0.9 /W0.5 で定義される。ホモジナイズされた照射領域の幅が1m
m以上であれば、比較的高いトップフラット率が得られ
るが、1mm以下になると、高いトップフラット率を得
ることが困難になる。
## EQU1 ## It is defined by R TF = W 0.9 / W 0.5 . The width of the homogenized irradiation area is 1m
If it is at least m, a relatively high top flat ratio can be obtained, but if it is at most 1 mm, it will be difficult to obtain a high top flat ratio.

【0007】本発明の目的は、光強度分布のトップフラ
ット率を大きくすることができるビームホモジナイザを
提供することである。
An object of the present invention is to provide a beam homogenizer capable of increasing a top flat ratio of a light intensity distribution.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、複数の第1のシリンドリカルレンズが、各々の円柱
面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ光
軸面に対して垂直な第1の仮想平面に沿って配列した第
1のシリンダアレイと、複数の第2のシリンドリカルレ
ンズが、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互
に平行にし、かつ前記第1の仮想平面に平行な第2の仮
想平面に沿って配列した第2のシリンダアレイであっ
て、各第2のシリンドリカルレンズが、対応する前記第
1のシリンドリカルレンズと光軸面を共通にし、前記第
1のシリンドリカルレンズを透過した光線束が、対応す
る第2のシリンドリカルレンズに入射する前記第2のシ
リンダアレイと、前記第2のシリンダアレイを透過した
光線束を収束する収束光学系と、前記第1のシリンダア
レイと第2のシリンダアレイとの間に配置され、前記第
1のシリンダアレイを構成する第1のシリンドリカルレ
ンズの各々の光軸面との交線に沿ってスリットが形成さ
れた第1の遮光板とを有するビームホモジナイザが提供
される。
According to one aspect of the present invention, a plurality of first cylindrical lenses make the generating lines and the optical axis planes of the respective cylindrical surfaces parallel to each other, and the first cylindrical lenses are parallel to the optical axis plane. The first cylinder array and the plurality of second cylindrical lenses arranged along a first virtual plane perpendicular to each other make the buses of the respective cylindrical surfaces and the optical axis surfaces parallel to each other, and A second cylinder array arranged along a second virtual plane parallel to the first virtual plane, wherein each second cylindrical lens has a common optical axis plane with the corresponding first cylindrical lens; The light beam transmitted through the first cylindrical lens is incident on the corresponding second cylindrical lens, the second cylinder array, and the light beam transmitted through the second cylinder array is converged. Along a line of intersection between the optical system and each of the first cylindrical lenses that are disposed between the first cylinder array and the second cylinder array and that constitute the first cylinder array. There is provided a beam homogenizer having a first light shielding plate having a slit formed therein.

【0012】第1のシリンダアレイに入射する平行光線
束のうち、その光軸面とある角度以上ずれた方向に伝搬
するノイズ成分が、遮光板により遮光される。このた
め、入射光線束の平行度を高めたのと同等の効果が得ら
れ、ホモジナイズ面における光強度分布のトップフラッ
ト率の低下を抑制することができる。
[0012] Of the parallel light beam incident on the first cylinder array, a noise component propagating in a direction deviated from the optical axis plane by a certain angle or more is shielded by the light shielding plate. For this reason, an effect equivalent to increasing the parallelism of the incident light beam can be obtained, and a decrease in the top flat ratio of the light intensity distribution on the homogenized surface can be suppressed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】シリンダアレイ型のビームホモジ
ナイザによりホモジナイズされた照射領域の幅が1mm
以下になると、高いトップフラット率を得ることが困難
になる。本願発明者による評価実験により、ビームホモ
ジナイザに入射する平行光線束のノイズ成分、すなわち
光軸に平行な方向以外の方向に伝搬する成分が、トップ
フラット率を低下させている原因の一つであることがわ
かった。以下、入射光線束のノイズ成分によるトップフ
ラット率の低下を防止するための実施例について説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An irradiation region homogenized by a cylinder array type beam homogenizer has a width of 1 mm.
Below, it becomes difficult to obtain a high top flat ratio. According to the evaluation experiment by the inventor of the present application, the noise component of the parallel light beam incident on the beam homogenizer, that is, the component propagating in a direction other than the direction parallel to the optical axis, is one of the causes of reducing the top flat ratio. I understand. Hereinafter, an embodiment for preventing a reduction in the top flat ratio due to a noise component of an incident light beam will be described.

【0014】図1は、本発明の実施例によるビームホモ
ジナイザの断面図を示す。ビームホモジナイザに入射す
る光線束の光軸に平行なz軸を有するxyz直交座標系
を考える。図1(A)は、yz面に平行な断面図、図1
(B)は、xz面に平行な断面図を示す。実施例による
ビームホモジナイザは、空間フィルタ部SFとホモジナ
イズ部HNにより構成される。空間フィルタ部SFは、
シリンドリカルレンズ5A、5B及びスリットを有する
遮光板6を含んで構成される。ホモジナイズ部HNは、
シリンダアレイ1A、1B、2A、2B、及び収束レン
ズ3を含んで構成される。
FIG. 1 is a sectional view of a beam homogenizer according to an embodiment of the present invention. Consider an xyz rectangular coordinate system having a z-axis parallel to the optical axis of a light beam incident on a beam homogenizer. FIG. 1A is a sectional view parallel to the yz plane, and FIG.
(B) shows a sectional view parallel to the xz plane. The beam homogenizer according to the embodiment includes a spatial filter unit SF and a homogenizing unit HN. The spatial filter unit SF
It is configured to include cylindrical lenses 5A and 5B and a light shielding plate 6 having slits. The homogenizing part HN
It is configured to include the cylinder arrays 1A, 1B, 2A, 2B and the converging lens 3.

【0015】図1(A)に示すように、シリンダアレイ
1A及び1Bの各々は、等価な7本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はxz面に平行であり、円柱面の母線はx軸に平行で
ある。ここで、光軸面とは、シリンドリカルレンズの面
対称な結像系の対称面のことを意味する。このように配
置されたシリンドリカルレンズが、コバ面同士を密着さ
せてy軸に平行に(xy面に沿って)配列している。シ
リンダアレイ1Aは光の入射側(図の左方)に配置さ
れ、シリンダアレイ1Bは出射側(図の右方)に配置さ
れている。また、シリンダアレイ1Aの各シリンドリカ
ルレンズは、シリンダアレイ1Bの対応するシリンドリ
カルレンズと光軸面を共有するように配置されている。
As shown in FIG. 1A, each of the cylinder arrays 1A and 1B is constituted by seven equivalent cylindrical lenses. The optical axis plane of each cylindrical lens is parallel to the xz plane, and the generatrix of the cylindrical surface is parallel to the x axis. Here, the optical axis plane means a plane of symmetry of a plane-symmetric imaging system of a cylindrical lens. The cylindrical lenses arranged in this manner are arranged in parallel with the y-axis (along the xy plane) with their edge surfaces in close contact with each other. The cylinder array 1A is arranged on the light incident side (left side in the figure), and the cylinder array 1B is arranged on the light outgoing side (right side in the figure). Further, each cylindrical lens of the cylinder array 1A is disposed so as to share an optical axis plane with a corresponding cylindrical lens of the cylinder array 1B.

【0016】図1(B)に示すように、シリンダアレイ
2A及び2Bの各々は、等価な7本のシリンドリカルレ
ンズにより構成される。各シリンドリカルレンズの光軸
面はyz面に平行であり、円柱面の母線はy軸に平行で
ある。このように配置されたシリンドリカルレンズが、
コバ面同士を密着させてx軸に平行に(xy面に沿っ
て)配列している。シリンダアレイ2Aはシリンダアレ
イ1Aの入射側(図の左方)に配置され、シリンダアレ
イ2Bはシリンダアレイ1Aと1Bとの間に配置されて
いる。また、シリンダアレイ2Aの各シリンドリカルレ
ンズは、シリンダアレイ2Bの対応するシリンドリカル
レンズと光軸面を共有するように配置されている。
As shown in FIG. 1B, each of the cylinder arrays 2A and 2B is constituted by seven equivalent cylindrical lenses. The optical axis plane of each cylindrical lens is parallel to the yz plane, and the generatrix of the cylindrical surface is parallel to the y axis. The cylindrical lens arranged in this way,
The edge surfaces are closely attached to each other and are arranged parallel to the x-axis (along the xy plane). The cylinder array 2A is arranged on the incident side (left side in the figure) of the cylinder array 1A, and the cylinder array 2B is arranged between the cylinder arrays 1A and 1B. Further, each cylindrical lens of the cylinder array 2A is disposed so as to share an optical axis plane with a corresponding cylindrical lens of the cylinder array 2B.

【0017】シリンダアレイ1Bの出射側に、収束レン
ズ3が配置されている。収束レンズ3の光軸は、z軸に
平行である。
A converging lens 3 is arranged on the emission side of the cylinder array 1B. The optical axis of the converging lens 3 is parallel to the z-axis.

【0018】ホモジナイズ部HNの前方に空間フィルタ
部SFが配置されている。空間フィルタ部SFは、等価
なシリンドリカルレンズ5Aと5Bとの間に遮光板6が
配置された構成とされている。シリンドリカルレンズ5
Aと5Bの円柱面の母線はy軸に平行であり、光軸面は
yz面に平行である。また、シリンドリカルレンズ5A
と5Bの光軸面は、シリンダアレイ2A及び2Bの中央
のシリンドリカルレンズの光軸面に一致する。
A spatial filter section SF is arranged in front of the homogenizing section HN. The spatial filter section SF has a configuration in which a light shielding plate 6 is arranged between equivalent cylindrical lenses 5A and 5B. Cylindrical lens 5
The generatrix of the cylindrical surfaces of A and 5B is parallel to the y-axis, and the optical axis surface is parallel to the yz-plane. In addition, the cylindrical lens 5A
And 5B coincide with the optical axis plane of the central cylindrical lens of the cylinder arrays 2A and 2B.

【0019】シリンドリカルレンズ5Aと5Bとの間隔
は、その焦点距離の2倍であり、焦点位置に遮光板6が
配置されている。遮光板6には、シリンドリカルレンズ
5A及び5Bの光軸面との交線に沿ってスリット6aが
設けられている。
The interval between the cylindrical lenses 5A and 5B is twice as long as the focal length, and the light shielding plate 6 is arranged at the focal position. The light shielding plate 6 is provided with a slit 6a along an intersecting line with the optical axis plane of the cylindrical lenses 5A and 5B.

【0020】図1(A)を参照して、yz面内に関する
光線束の伝搬の様子を説明する。yz面内においては、
シリンドリカルレンズ5A、5B、及びシリンダアレイ
2A、2Bは単なる平板と等価であるため、光線束の収
束、発散に影響を与えない。z軸に平行な光軸を有する
平行光線束10が空間フィルタSFに入射する。入射光
線束10は、例えば曲線21yで示すように、中央部分
で強く周辺部分で弱い光強度分布を有する。
Referring to FIG. 1A, the state of propagation of a light beam in the yz plane will be described. In the yz plane,
Since the cylindrical lenses 5A and 5B and the cylinder arrays 2A and 2B are equivalent to simple flat plates, they do not affect the convergence and divergence of the light beam. A parallel light beam 10 having an optical axis parallel to the z-axis enters the spatial filter SF. The incident light beam 10 has a light intensity distribution that is strong at the central portion and weak at the peripheral portion, as shown by a curve 21y, for example.

【0021】空間フィルタSFを透過した平行光線束1
1がシリンダアレイ2Aを透過し、シリンダアレイ1A
に入射する。入射光線束は、シリンダアレイ1Aにより
各シリンドリカルレンズに対応した7つの収束光線束に
分割される。図1(A)では、中央と両端の光線束のみ
を代表して示している。7つの収束光線束は、それぞれ
曲線21ya〜21ygで示す光強度分布を有する。シ
リンダアレイ1Aによって収束された光線束は、シリン
ダアレイ1Bにより再度収束される。
The parallel light beam 1 transmitted through the spatial filter SF
1 is transmitted through the cylinder array 2A,
Incident on. The incident light beam is divided into seven convergent light beams corresponding to each cylindrical lens by the cylinder array 1A. In FIG. 1A, only the light beams at the center and both ends are representatively shown. Each of the seven convergent light beams has a light intensity distribution indicated by curves 21ya to 21yg. The light beam converged by the cylinder array 1A is converged again by the cylinder array 1B.

【0022】シリンダアレイ1Bにより収束した7つの
収束光線束12は、それぞれ収束レンズ3の前方で集光
する。この集光位置は、収束レンズ3の入射側焦点より
もレンズに近い。このため、収束レンズ3を透過した7
つの光線束はそれぞれ発散光線束となり、ホモジナイズ
面4上において重なる。ホモジナイズ面4を照射する7
つの光線束のy軸方向の光強度分布は、それぞれ光強度
分布21ya〜21ygをy軸方向に引き伸ばした分布
に等しい。光強度分布21yaと21yg、21ybと
21yd、21ycと21yeは、それぞれy軸方向に
関して反転させた関係を有するため、これらの光線束を
重ね合わせた光強度分布は、実線22yで示すように均
一な分布に近づく。
The seven convergent light beams 12 converged by the cylinder array 1B converge in front of the converging lens 3, respectively. This condensing position is closer to the lens than the focal point on the incident side of the converging lens 3. Therefore, the light transmitted through the converging lens 3
The two light beams become divergent light beams and overlap on the homogenizing surface 4. Irradiate the homogenized surface 4 7
The light intensity distribution of the two light beams in the y-axis direction is equal to the distribution obtained by extending the light intensity distributions 21ya to 21yg in the y-axis direction. Since the light intensity distributions 21ya and 21yg, 21yb and 21yd, and 21yc and 21ye have respective inverted relations in the y-axis direction, the light intensity distribution obtained by superimposing these light fluxes is uniform as shown by the solid line 22y. Approach distribution.

【0023】図1(B)を参照して、xz面内に関する
光線束の伝搬の様子を説明する。入射光線束10がシリ
ンドリカルレンズ5Aに入射する。入射光線束10は、
例えば曲線21xで示すように、x軸方向に関して中央
部分で強く周辺部分で弱い光強度分布を有する。シリン
ドリカルレンズ5Aにより収束された光線束は、理想的
には、光軸面上の焦点(実際にはシリンドリカルレンズ
の円柱面の母線に平行な一直線)を通過し、シリンドリ
カルレンズ5Bに入射する。
Referring to FIG. 1B, the state of propagation of a light beam in the xz plane will be described. The incident light beam 10 enters the cylindrical lens 5A. The incident light beam 10 is
For example, as shown by a curve 21x, the light intensity distribution is strong in the central part and weak in the peripheral part in the x-axis direction. The light beam converged by the cylindrical lens 5A ideally passes through the focal point on the optical axis plane (actually, a straight line parallel to the generating line of the cylindrical surface of the cylindrical lens), and enters the cylindrical lens 5B.

【0024】シリンドリカルレンズ5Bにより収束さ
れ、平行光線束11となる。平行光線束11は、x軸方
向に関して曲線21xを反転させた光強度分布を有す
る。
The light is converged by the cylindrical lens 5B to form a parallel light beam 11. The parallel light beam 11 has a light intensity distribution obtained by inverting the curve 21x in the x-axis direction.

【0025】入射光線束10は、通常その光軸に平行な
成分以外のノイズ成分を含む。ノイズ成分は、光源が有
限の大きさを有すること、及び空気中のゴミによる散乱
等により発生する。入射光線束10のノイズ成分は、シ
リンドリカルレンズ5Aにより収束されても、その焦点
を通過しない。光軸からある角度以上ずれて進行するノ
イズ成分は、遮光板6により遮光され、シリンドリカル
レンズ5Bに到達しない。このため、シリンドリカルレ
ンズ5Bにより収束された平行光線束11は、入射光線
束10よりもノイズ成分の少ない光線束になる。
The incident light beam 10 usually includes noise components other than components parallel to the optical axis. The noise component is generated by a light source having a finite size, scattering by dust in the air, and the like. Even if the noise component of the incident light beam 10 is converged by the cylindrical lens 5A, it does not pass through the focal point. A noise component traveling at a certain angle or more from the optical axis is shielded by the light shielding plate 6 and does not reach the cylindrical lens 5B. Therefore, the parallel light beam 11 converged by the cylindrical lens 5B becomes a light beam with less noise component than the incident light beam 10.

【0026】平行光線束11がシリンダアレイ2Aに入
射する。平行光線束11がシリンダアレイ2Aにより各
シリンドリカルレンズに対応した7つの収束光線束に分
割される。図1(B)では、中央と両端の光線束のみを
代表して示している。7つの収束光線束は、それぞれ曲
線21xa〜21xgをx軸方向に関して反転させた光
強度分布を有する。xz面内においては、シリンダアレ
イ1A及び1Bは単なる平板と等価であるため、光線束
の収束、発散に影響を与えない。
The parallel light beam 11 enters the cylinder array 2A. The parallel light beam 11 is divided into seven convergent light beams corresponding to each cylindrical lens by the cylinder array 2A. In FIG. 1B, only the light beams at the center and both ends are representatively shown. Each of the seven convergent light beams has a light intensity distribution obtained by inverting the curves 21xa to 21xg in the x-axis direction. In the xz plane, since the cylinder arrays 1A and 1B are equivalent to a simple flat plate, they do not affect the convergence and divergence of the light beam.

【0027】各光線束は、シリンダアレイ2Bの前方で
集光し、発散光線束となってシリンダアレイ2Bに入射
する。シリンダアレイ2Bに入射した各光線束は、それ
ぞれ相互に等しいある出射角を持って出射し、収束レン
ズ3に入射する。
Each light beam is condensed in front of the cylinder array 2B, and enters the cylinder array 2B as a divergent light beam. Each ray bundle incident on the cylinder array 2B exits at a certain exit angle, and enters the converging lens 3.

【0028】収束レンズ3を透過した7つの光線束はそ
れぞれ収束光線束となり、ホモジナイズ面4上において
重なる。ホモジナイズ面4を照射する7つの光線束のx
軸方向の光強度分布は、図1(A)の場合と同様に実線
22xで示すように均一な分布に近づく。ホモジナイズ
部HNに入射する平行光線束11のノイズ成分は入射光
線束10のノイズ成分よりも少ないため、ホモジナイズ
面4上のx軸方向に関する光強度分布のトップフラット
率を向上することができる。
Each of the seven light beams transmitted through the converging lens 3 becomes a convergent light beam and overlaps on the homogenizing surface 4. X of seven ray bundles illuminating the homogenized surface 4
The light intensity distribution in the axial direction approaches a uniform distribution as shown by a solid line 22x as in the case of FIG. Since the noise component of the parallel light beam 11 incident on the homogenized portion HN is smaller than the noise component of the incident light beam 10, the top flat ratio of the light intensity distribution in the x-axis direction on the homogenized surface 4 can be improved.

【0029】ホモジナイズ面4上の光照射領域は、y軸
方向に長く、x軸方向に短い線状の形状を有する。ビー
ムホモジナイザを用いることにより、y軸方向に長い軸
状の領域を、ほぼ均一に照射することができる。
The light irradiation area on the homogenizing surface 4 has a linear shape that is long in the y-axis direction and short in the x-axis direction. By using the beam homogenizer, it is possible to irradiate a long axial region in the y-axis direction almost uniformly.

【0030】次に、空間フィルタSFを設けた場合の効
果について説明する。図2は、ホモジナイズ面上のx軸
(短軸)方向に関する光強度分布を示す。図2(A)
は、空間フィルタSFを設けない場合、図2(B)は、
空間フィルタSFを設けた場合を表す。空間フィルタS
Fを設けない場合には、トップフラット率が0.66で
あったのに対し、空間フィルタSFを設けた場合には、
0.79であった。
Next, the effect when the spatial filter SF is provided will be described. FIG. 2 shows a light intensity distribution in the x-axis (short axis) direction on the homogenized surface. FIG. 2 (A)
In the case where the spatial filter SF is not provided, FIG.
This shows a case where a spatial filter SF is provided. Spatial filter S
When F was not provided, the top flat ratio was 0.66, whereas when the spatial filter SF was provided,
0.79.

【0031】なお、用いたシリンドリカルレンズ5A及
び5Bの円柱面の曲率は138mm、焦点距離は285
mm、遮光板6のスリット幅は0.5mmである。ま
た、空間フィルタSFを設けた場合には、設けない場合
に較べて光強度の積分値が91%に低下した。これは、
入射光のノイズ成分が遮光板により遮光され、ホモジナ
イズ面まで到達しなかったためである。
The cylindrical lenses 5A and 5B used had a curvature of 138 mm and a focal length of 285.
mm, and the slit width of the light shielding plate 6 is 0.5 mm. Further, when the spatial filter SF was provided, the integrated value of the light intensity was reduced to 91% as compared with the case where the spatial filter SF was not provided. this is,
This is because the noise component of the incident light was shielded by the light shielding plate and did not reach the homogenized surface.

【0032】スリット6aの幅を細くすると、トップフ
ラット率は向上するが光強度は低下する。スリット6a
の幅を変化させて、好適なトップフラット率及び光強度
を得ることができる。
When the width of the slit 6a is reduced, the top flat ratio is improved, but the light intensity is reduced. Slit 6a
, The suitable top flat ratio and light intensity can be obtained.

【0033】図1では、xz面内に関するノイズ成分の
みを低減する場合を説明したが、空間フィルタをもう一
つ配置し、yz面内に関するノイズ成分をも低減しても
よい。ただし、ホモジナイズ面における照射領域が一方
向に長い形状を有する場合、その長軸方向の光強度分布
のトップフラット率は入射光線束のノイズ成分の影響を
受けにくい。このため、光照射領域の短軸方向と入射光
線束の光軸とを含む平面内に関するノイズ成分を低減さ
せる空間フィルタを設けることが効果的である。
In FIG. 1, a case has been described in which only the noise component related to the xz plane is reduced. However, another spatial filter may be arranged to reduce the noise component related to the yz plane. However, when the irradiation area on the homogenized surface has a shape that is long in one direction, the top flat ratio of the light intensity distribution in the long axis direction is hardly affected by the noise component of the incident light beam. Therefore, it is effective to provide a spatial filter that reduces noise components in a plane including the minor axis direction of the light irradiation area and the optical axis of the incident light beam.

【0034】また、図1に示したシリンドリカルレンズ
5A及び5Bの代わりに球面レンズを用い、スリット6
aを有する遮光板6の代わりにピンホールを有する遮光
板を用いてもよい。この場合、1つの空間フィルタでx
z面内及びyz面内の双方に関するノイズ成分を低減す
ることができる。
Further, a spherical lens is used instead of the cylindrical lenses 5A and 5B shown in FIG.
A light-shielding plate having a pinhole may be used instead of the light-shielding plate 6 having a. In this case, one spatial filter x
It is possible to reduce noise components in both the z plane and the yz plane.

【0035】ただし、入射光線束の強度が強く、空間フ
ィルタの集光点における強度が空気中におけるイオン化
しきい値を超えてしまう場合には、図1で説明したよう
に、シリンドリカルレンズとスリット型遮光板とを組み
合わせた空間フィルタを用いることが好ましい。
However, when the intensity of the incident light beam is high and the intensity at the condensing point of the spatial filter exceeds the ionization threshold value in the air, as described with reference to FIG. It is preferable to use a spatial filter combined with a light shielding plate.

【0036】図1では、空間フィルタSFの2つのシリ
ンドリカルレンズ5Aと5Bとが等価な場合、すなわち
等しい焦点距離を有する場合を説明したが、焦点距離の
異なる2つのシリンドリカルレンズを用いてもよい。こ
の場合、シリンドリカルレンズ間の距離は、2つのシリ
ンドリカルレンズの各々の焦点距離を合計した距離と
し、遮光板6を2つのシリンドリカルレンズの共通の焦
点位置に配置する。
In FIG. 1, the case where the two cylindrical lenses 5A and 5B of the spatial filter SF are equivalent, that is, the case where they have the same focal length has been described, but two cylindrical lenses having different focal lengths may be used. In this case, the distance between the cylindrical lenses is a total distance of the focal lengths of the two cylindrical lenses, and the light shielding plate 6 is disposed at a common focal position of the two cylindrical lenses.

【0037】次に、図3を参照して本発明の他の実施例
によるビームホモジナイザについて説明する。図1で
は、空間フィルタSFをホモジナイズ部の入射側に配置
する場合を説明したが、図3では空間フィルタSFの代
わりにシリンダアレイ2Aと2Bとの間に遮光板7を配
置している。その他の構成は、図1の場合と同様であ
る。
Next, a beam homogenizer according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 illustrates the case where the spatial filter SF is arranged on the incident side of the homogenizing portion. However, in FIG. 3, a light shielding plate 7 is arranged between the cylinder arrays 2A and 2B instead of the spatial filter SF. Other configurations are the same as those in FIG.

【0038】遮光板7とシリンダアレイ2Aとの間隔
は、シリンダアレイ2Aを構成する各シリンドリカルレ
ンズの焦点距離に等しい。遮光板7には、各シリンドリ
カルレンズの光軸面との交線に沿った7本のスリット7
aが形成されている。
The distance between the light shielding plate 7 and the cylinder array 2A is equal to the focal length of each cylindrical lens constituting the cylinder array 2A. The light shielding plate 7 has seven slits 7 along the line of intersection with the optical axis plane of each cylindrical lens.
a is formed.

【0039】入射光線束10の光軸に平行に進行する光
は、スリット7aを通過するが、入射光線束10の光軸
に対して所定の角度以上ずれた方向に進行するノイズ成
分は、遮光板7によって遮光される。すなわち、遮光板
7を通過した光は、入射光線束10のノイズ成分を低減
した光線束になる。従って、図1の場合と同様に、x軸
方向に関するトップフラット率を改善することができ
る。
Light traveling parallel to the optical axis of the incident light beam 10 passes through the slit 7a, but noise components traveling in a direction deviated by a predetermined angle or more with respect to the optical axis of the incident light beam 10 are shielded. The light is shielded by the plate 7. That is, the light passing through the light shielding plate 7 becomes a light beam in which the noise component of the incident light beam 10 is reduced. Therefore, similarly to the case of FIG. 1, the top flat ratio in the x-axis direction can be improved.

【0040】また、ホモジナイズ部の外側に空間フィル
タを配置する必要がないため、装置を小型化することが
可能になる。また、シリンダアレイ2Aのシリンドリカ
ルレンズのコバ面同士の間に隙間がある場合には、入射
光線束の一部が、この隙間を通って直進する。直進した
光は、光強度分布の均一化を妨げる。また、コバ面で散
乱した光もノイズ成分となり、光強度の均一化を妨げ
る。遮光板7は、このような光を遮光する作用も有す
る。
Further, since there is no need to dispose a spatial filter outside the homogenizing portion, the size of the apparatus can be reduced. When there is a gap between the edge surfaces of the cylindrical lenses of the cylinder array 2A, a part of the incident light beam travels straight through this gap. The straight light prevents uniform light intensity distribution. Further, light scattered on the edge surface also becomes a noise component and hinders uniform light intensity. The light shielding plate 7 also has the function of shielding such light.

【0041】図4(A)は、図3の遮光板7の正面図を
示す。ステンレス製の矩形状の板に7本のスリット7a
が等間隔に形成されている。
FIG. 4A is a front view of the light shielding plate 7 of FIG. 7 slits 7a in a rectangular plate made of stainless steel
Are formed at equal intervals.

【0042】図4(B)は、図4(A)の一点鎖線B4
−B4における断面図を示す。遮光板7は、各々7本の
スリットを有する2枚のステンレス板7Aと7Bとを、
スリット同士が対応するように密着させて構成されてい
る。ステンレス板7A及び7Bに設けられたスリット幅
は、図4(A)のスリット7aの幅よりも広い。ステン
レス板7Aと7Bとを、スリットの長手方向に直交する
方向にずらすことにより、スリット7aの幅を変化させ
ることができる。スリット7aの幅を変化させることに
より、トップフラット率と光強度分布を調節することが
できる。
FIG. 4B is a dashed line B4 of FIG.
The sectional view in -B4 is shown. The light shielding plate 7 includes two stainless plates 7A and 7B each having seven slits,
The slits are configured to be in close contact with each other so as to correspond to each other. The slit width provided in the stainless plates 7A and 7B is wider than the width of the slit 7a in FIG. By shifting the stainless plates 7A and 7B in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the slit, the width of the slit 7a can be changed. The top flat ratio and the light intensity distribution can be adjusted by changing the width of the slit 7a.

【0043】図3では、y軸に平行なスリットを有する
遮光板7のみをシリンダアレイ2Aと2Bとの間に配置
する場合を説明した。図1(A)に示すように、yz面
内に関してシリンダアレイ1Aと1Bとの間で光線束が
集光しない場合には、この間に遮光板を配置することは
できないが、集光する場合には、その集光位置に他の遮
光板を配置してもよい。
FIG. 3 illustrates the case where only the light shielding plate 7 having a slit parallel to the y-axis is disposed between the cylinder arrays 2A and 2B. As shown in FIG. 1A, when the light beam does not converge between the cylinder arrays 1A and 1B in the yz plane, a light-shielding plate cannot be arranged between the cylinder arrays 1A and 1B. For example, another light shielding plate may be arranged at the light condensing position.

【0044】図5は、シリンダアレイ1Aと1Bとの間
にも他の遮光板8を配置した場合を示す。遮光板8は遮
光板7と同様の構成を有し、シリンダアレイ1Aによる
集光位置に各スリットがx軸に平行になるように配置さ
れている。なお、図3では、遮光板7がシリンダアレイ
1Aと1Bの組の外側に配置されていたが、図5では、
シリンダアレイ1Aと1Bとの間に配置される。ただ
し、遮光板7の位置はシリンダアレイ2Aとの相対関係
で決まり、シリンダアレイ1Aとの相対位置関係は本質
的なものではない。
FIG. 5 shows a case where another light shielding plate 8 is arranged between the cylinder arrays 1A and 1B. The light-shielding plate 8 has the same configuration as the light-shielding plate 7, and is disposed at a light condensing position by the cylinder array 1 </ b> A so that each slit is parallel to the x-axis. In FIG. 3, the light shielding plate 7 is arranged outside the pair of the cylinder arrays 1A and 1B.
It is arranged between the cylinder arrays 1A and 1B. However, the position of the light shielding plate 7 is determined by the relative relationship with the cylinder array 2A, and the relative positional relationship with the cylinder array 1A is not essential.

【0045】遮光板7及び8を配置することにより、光
線束のyz面内及びxz面内に関するノイズ成分が低減
されるため、照射領域の光強度分布を均一に近づけるこ
とができる。
By arranging the light shielding plates 7 and 8, noise components of the light beam in the yz plane and the xz plane are reduced, so that the light intensity distribution in the irradiation area can be made uniform.

【0046】次に、図1もしくは図3に示すビームホモ
ジナイザを使用したレーザアニーリング装置について説
明する。
Next, a laser annealing apparatus using the beam homogenizer shown in FIG. 1 or 3 will be described.

【0047】図6は、レーザアニーリング装置の概略平
面図を示す。筐体50に、処理チャンバ51、搬送チャ
ンバ52、搬入チャンバ53、搬出チャンバ54、ホモ
ジナイザ42、CCDカメラ58、及びビデオモニタ5
9が取り付けられている。
FIG. 6 is a schematic plan view of the laser annealing apparatus. The housing 50 includes a processing chamber 51, a transport chamber 52, a loading chamber 53, a loading chamber 54, a homogenizer 42, a CCD camera 58, and a video monitor 5.
9 is attached.

【0048】処理チャンバ51と搬送チャンバ52がゲ
ートバルブ55を介して結合され、搬送チャンバ52と
搬入チャンバ53、及び搬送チャンバ52と搬出チャン
バ54が、それぞれゲートバルブ56及び57を介して
結合されている。処理チャンバ51、搬入チャンバ53
及び搬出チャンバ54には、それぞれ真空ポンプ61、
62及び63が取り付けられ、各チャンバの内部を真空
排気することができる。
The processing chamber 51 and the transfer chamber 52 are connected via a gate valve 55, and the transfer chamber 52 and the carry-in chamber 53, and the transfer chamber 52 and the carry-out chamber 54 are connected via gate valves 56 and 57, respectively. I have. Processing chamber 51, loading chamber 53
The vacuum pump 61,
62 and 63 are attached, and the inside of each chamber can be evacuated.

【0049】搬送チャンバ52内には、搬送用ロボット
64が収容されている。搬送用ロボット64は、処理チ
ャンバ51、搬入チャンバ53及び搬出チャンバ54の
相互間で処理基板を移送する。
A transfer robot 64 is housed in the transfer chamber 52. The transfer robot 64 transfers the processing substrate between the processing chamber 51, the loading chamber 53, and the unloading chamber 54.

【0050】処理チャンバ51の上面に、レーザ光透過
用の窓60が設けられている。パルス発振したエキシマ
レーザ装置41から出力されたレーザビームがアッテネ
ータ46を通って図1もしくは図3に示すビームホモジ
ナイザ42に入射する。ホモジナイザ42は、レーザビ
ームの断面形状を細長い形状にする。ホモジナイザ42
を通過したレーザビームは、レーザ光の断面形状に対応
した細長い窓60を透過して処理チャンバ51内の処理
基板を照射する。処理基板の表面がホモジナイズ面に一
致するように、ホモジナイザ42と処理基板との相対位
置が調節されている。
On the upper surface of the processing chamber 51, a window 60 for transmitting laser light is provided. The pulsed laser beam output from the excimer laser device 41 passes through the attenuator 46 and enters the beam homogenizer 42 shown in FIG. 1 or FIG. The homogenizer 42 makes the cross section of the laser beam into an elongated shape. Homogenizer 42
Passes through the elongated window 60 corresponding to the cross-sectional shape of the laser light, and irradiates the processing substrate in the processing chamber 51. The relative position between the homogenizer 42 and the processing substrate is adjusted so that the surface of the processing substrate coincides with the homogenized surface.

【0051】処理基板は、窓60の長軸方向に直交する
向きに平行移動する。1ショット分の照射領域の一部が
前回のショットにおける照射領域の一部と重なるような
速さで処理基板を移動することにより、処理基板表面の
広い領域を照射することができる。処理基板表面はCC
Dカメラ58により撮影され、処理中の基板表面をビデ
オモニタ59で観察することができる。
The processing substrate moves in parallel in a direction orthogonal to the long axis direction of the window 60. By moving the processing substrate at such a speed that a part of the irradiation area for one shot overlaps a part of the irradiation area in the previous shot, a large area on the surface of the processing substrate can be irradiated. Processing substrate surface is CC
The substrate surface being photographed by the D camera 58 and being processed can be observed on the video monitor 59.

【0052】エキシマレーザ装置41、ホモジナイザ4
2、搬送用ロボット64、ゲートバルブ55〜57の動
作は、制御装置65によって制御される。
Excimer laser device 41, homogenizer 4
2. The operations of the transfer robot 64 and the gate valves 55 to 57 are controlled by the control device 65.

【0053】図7は、図6のレーザアニーリング装置の
光学系の概略図を示す。エキシマレーザ装置41から出
力したレーザビームは、アッテネータ46を通過し、タ
ーンミラー47及び48で反射し、ホモジナイザ42に
入射する。ホモジナイザ42を通過したレーザビーム
は、ターンミラー49で反射し、ガラス窓60を透過し
て処理チャンバ51内に導入される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical system of the laser annealing apparatus shown in FIG. The laser beam output from the excimer laser device 41 passes through the attenuator 46, is reflected by the turn mirrors 47 and 48, and enters the homogenizer 42. The laser beam that has passed through the homogenizer 42 is reflected by the turn mirror 49, passes through the glass window 60, and is introduced into the processing chamber 51.

【0054】ホモジナイザ42とターンミラー49は、
相互の相対位置関係を保った状態で、入射レーザ光の光
軸に沿って平行移動することができる。ターンミラー4
9で反射した後のレーザビームが図中の位置cにあると
き、処理チャンバ51内の処理基板上にレーザ光が照射
される。
The homogenizer 42 and the turn mirror 49
The parallel movement along the optical axis of the incident laser light can be performed while maintaining the mutual relative positional relationship. Turn mirror 4
When the laser beam reflected at 9 is at position c in the figure, the processing substrate 51 in the processing chamber 51 is irradiated with laser light.

【0055】処理チャンバ51内には、パワーメータ7
2が配置されている。レーザビームを位置dに移動させ
たとき、レーザ光がパワーメータ72に照射され、レー
ザ光の強度を測定することができる。また、処理チャン
バ51の外にもパワーメータ73が配置されており、レ
ーザビームを位置bに移動させることにより、処理チャ
ンバ51内に導入される前のレーザ光の強度を測定する
ことができる。
In the processing chamber 51, a power meter 7 is provided.
2 are arranged. When the laser beam is moved to the position d, the laser beam is irradiated on the power meter 72, and the intensity of the laser beam can be measured. Further, a power meter 73 is also provided outside the processing chamber 51, and by moving the laser beam to the position b, the intensity of the laser beam before being introduced into the processing chamber 51 can be measured.

【0056】また、処理チャンバ51の外に、光センサ
を直線状に配列したビームプロファイラ74が配置され
ている。レーザビームを位置aに移動させてビームプロ
ファイラ74にレーザ光を照射することにより、線状の
断面形状を有するレーザビームの断面内の長軸方向に関
する強度分布を測定することができる。
Outside the processing chamber 51, a beam profiler 74 in which optical sensors are linearly arranged is arranged. By moving the laser beam to the position a and irradiating the laser beam to the beam profiler 74, it is possible to measure the intensity distribution of the laser beam having a linear cross-sectional shape in the longitudinal direction in the cross section.

【0057】アッテネータ46とターンミラー47との
間にパワーメータ70が配置され、ターンミラー48と
ホモジナイザ42との間にパワーメータ71が配置され
ている。パワーメータ70及び71により、その位置に
おけるレーザ光の強度を測定することができる。
A power meter 70 is arranged between the attenuator 46 and the turn mirror 47, and a power meter 71 is arranged between the turn mirror 48 and the homogenizer 42. The power meters 70 and 71 can measure the intensity of the laser beam at that position.

【0058】パワーメータ70〜73で検出されたレー
ザ光の強度をそれぞれの位置における正常値と比較する
ことにより、各光学部品の劣化状態を知ることができ
る。また、ビームプロファイラ74からの検出信号を解
析することにより、レーザビームの断面の長軸方向に関
する強度分布の正常性を確認することができる。
By comparing the intensity of the laser beam detected by the power meters 70 to 73 with the normal value at each position, the deterioration state of each optical component can be known. Further, by analyzing the detection signal from the beam profiler 74, the normality of the intensity distribution in the major axis direction of the cross section of the laser beam can be confirmed.

【0059】図1もしくは図3の実施例で説明したよう
に、ホモジナイザ42に空間フィルタを設けることによ
り、線状の光照射領域の幅を1mm以下としても、光強
度分布のトップフラット率を比較的高く維持することが
できる。トップフラット率を高くすることにより、基板
全面に、より均一にレーザ光を照射することができる。
As described in the embodiment of FIG. 1 or FIG. 3, by providing the homogenizer 42 with a spatial filter, the top flat ratio of the light intensity distribution can be compared even if the width of the linear light irradiation area is 1 mm or less. Can be kept high. By increasing the top flat ratio, the entire surface of the substrate can be more uniformly irradiated with laser light.

【0060】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームホモジナイザを透過した光線束のホモジナイズ面
における光強度分布を、より均一に近づけることができ
る。
As described above, according to the present invention,
The light intensity distribution on the homogenized surface of the light beam transmitted through the beam homogenizer can be made more uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例によるビームホモジナイザの断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a beam homogenizer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2(A)は、従来のビームホモジナイザによ
りホモジナイズされた光照射領域の光強度分布を示すグ
ラフであり、図2(B)は、図1に示すビームホモジナ
イザによりホモジナイズされた光照射領域の光強度分布
を示すグラフである。
FIG. 2A is a graph showing a light intensity distribution in a light irradiation area homogenized by a conventional beam homogenizer, and FIG. 2B is a graph showing light homogenized by the beam homogenizer shown in FIG. It is a graph which shows the light intensity distribution of an irradiation area.

【図3】本発明の他の実施例によるビームホモジナイザ
の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a beam homogenizer according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3に示すビームホモジナイザの遮光板の正面
図及び断面図である。
4 is a front view and a sectional view of a light shielding plate of the beam homogenizer shown in FIG.

【図5】本発明の他の実施例によるビームホモジナイザ
の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a beam homogenizer according to another embodiment of the present invention.

【図6】図1もしくは図3に示すビームホモジナイザを
使用したレーザアニーリング装置の概略を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a laser annealing apparatus using the beam homogenizer shown in FIG. 1 or FIG.

【図7】図6に示すレーザアニーリング装置の光学系を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an optical system of the laser annealing apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B、2A、2B シリンダアレイ 3 収束レンズ 4 ホモジナイズ面 5A、5B シリンドリカルレンズ 6、7、8 スリットを有する遮光板 10 入射光線束 11 平行光線束 12 分割された光線束 21x、21y、22x、22y 光強度分布 41 エキシマレーザ装置 42 ホモジナイザ 46 アッテネータ 47、48、49 ターンミラー 50 筐体 51 処理チャンバ 52 搬送チャンバ 53、54 搬出入チャンバ 55〜57 ゲートバルブ 58 CCDカメラ 59 ビデオモニタ 60 窓 61、62、63 真空ポンプ 64 搬送ロボット 65 制御装置 70、71、72、73 パワーメータ Reference Signs List 1A, 1B, 2A, 2B Cylinder array 3 Converging lens 4 Homogenized surface 5A, 5B Cylindrical lens 6, 7, 8 Light shield plate having slit 10 Incident light beam 11 Parallel light beam 12 Divided light beam 21x, 21y, 22x, 22y Light intensity distribution 41 Excimer laser device 42 Homogenizer 46 Attenuator 47, 48, 49 Turn mirror 50 Housing 51 Processing chamber 52 Transport chamber 53, 54 Loading / unloading chamber 55-57 Gate valve 58 CCD camera 59 Video monitor 60 Window 61, 62 , 63 Vacuum pump 64 Transfer robot 65 Controller 70, 71, 72, 73 Power meter

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の第1のシリンドリカルレンズが、
各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行に
し、かつ光軸面に対して垂直な第1の仮想平面に沿って
配列した第1のシリンダアレイと、 複数の第2のシリンドリカルレンズが、各々の円柱面の
母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ前記第
1の仮想平面に平行な第2の仮想平面に沿って配列した
第2のシリンダアレイであって、各第2のシリンドリカ
ルレンズが、対応する前記第1のシリンドリカルレンズ
と光軸面を共通にし、前記第1のシリンドリカルレンズ
を透過した光線束が、対応する第2のシリンドリカルレ
ンズに入射する前記第2のシリンダアレイと、 前記第2のシリンダアレイを透過した光線束を収束する
収束光学系と、前記第1のシリンダアレイと第2のシリ
ンダアレイとの間に配置され、前記第1のシリンダアレ
イを構成する第1のシリンドリカルレンズの各々の光軸
面との交線に沿ってスリットが形成された第1の遮光板
とを有するビームホモジナイザ。
1. A method according to claim 1, wherein the plurality of first cylindrical lenses include:
A first cylinder array arranged along a first virtual plane perpendicular to the optical axis plane, with the generating lines of the cylindrical surfaces and the optical axis planes being parallel to each other, and a plurality of second cylindrical arrays A second cylinder array in which the lenses are arranged along a second virtual plane parallel to the first virtual plane, with the generatrix of the cylindrical surfaces and the optical axis planes being parallel to each other; Each second cylindrical lens has a common optical axis plane with the corresponding first cylindrical lens, and the light beam transmitted through the first cylindrical lens is incident on the corresponding second cylindrical lens. A converging optical system for converging a light beam transmitted through the second cylinder array; and a converging optical system disposed between the first cylinder array and the second cylinder array. Beam homogenizer having a first light-shielding plate that first each of the cylindrical lenses of the slit along the line of intersection of the optical axis surfaces constituting the Ndaarei is formed.
【請求項2】 さらに、前記収束光学系の入射側に配置
され、複数の第3のシリンドリカルレンズが、各々の円
柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に平行にし、かつ
前記第1の仮想平面に平行な第3の仮想平面に沿って配
列した第3のシリンダアレイであって、第3のシリンド
リカルレンズの各々の光軸面が、前記第1及び第2のシ
リンダアレイの光軸面と直交する前記第3のシリンダア
レイと、 前記第3のシリンダアレイの出射側かつ前記収束光学系
の入射側に配置され、複数の第4のシリンドリカルレン
ズが、各々の円柱面の母線同士及び光軸面同士を相互に
平行にし、かつ前記第1の仮想平面に平行な第4の仮想
平面に沿って配列した第4のシリンダアレイであって、
各第4のシリンドリカルレンズが、対応する前記第3の
シリンドリカルレンズと光軸面を共通にする前記第4の
シリンダアレイと、 前記第3のシリンダアレイと第4のシリンダアレイとの
間に配置され、前記第3のシリンダアレイを構成する第
3のシリンドリカルレンズの各々の光軸面との交線に沿
ってスリットが形成された第2の遮光板とを有する請求
項1に記載のビームホモジナイザ。
2. A plurality of third cylindrical lenses arranged on the incident side of the converging optical system, the generating lines of the respective cylindrical surfaces and the optical axis surfaces being parallel to each other, and A third cylinder array arranged along a third virtual plane parallel to the virtual plane, wherein each optical axis surface of the third cylindrical lens is an optical axis surface of the first and second cylinder arrays. A third cylinder array, which is orthogonal to the third cylinder array, and which is disposed on the exit side of the third cylinder array and on the entrance side of the converging optical system, and wherein a plurality of fourth cylindrical lenses are connected to each other with respect to the generating lines of the respective cylindrical surfaces. A fourth cylinder array having axial surfaces parallel to each other and arranged along a fourth virtual plane parallel to the first virtual plane,
Each fourth cylindrical lens is arranged between the third cylinder array and the fourth cylinder array, the fourth cylinder array having a common optical axis plane with the corresponding third cylindrical lens. 2. The beam homogenizer according to claim 1, further comprising: a second light blocking plate having a slit formed along a line intersecting with an optical axis surface of each of the third cylindrical lenses constituting the third cylinder array.
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