JP4974206B2 - 光線ビームの対称化及び均一化の複合機能素子 - Google Patents
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Description
・初期の光線密度分布の極座標(r,φ)での表示
・中間の光線密度分布の極座標(ρ,ψ)での表示
・仮定:光線が偏向するのは、メリジオナル方向のみであって、方位角方向ではない、即ち、φ=ψ
・対応する半径区間での光の出力Pが等しくなるような、即ち、I0(r,φ)r dr dφ= I1(ρ,φ)ρ dρ dφとなるようなφ依存性を有する第1の変換の関数
・第1の楕円形の分布を第2の楕円形の分布に変換する第2の変換の関数についての計算
・これから、素子の位相の半径に関する微分∂Φ(r,φ)/∂rを求めるための関係を決定することができる
・積分により、求めていた位相素子の位相が得られる。
・位相素子を通った後の、所定の均一化距離zHまでの光の伝播についての波動光学的な計算
・結果として、光分布の位相は、zHにおいてΦ1(r,φ)となる
次いで、補正素子の位相は、複素共役Φ2(r,φ)=Φ1 *(r,φ) として得られる。
(18) η(R,φ)=k・Δn・h(R,φ)
ここで、h(R,φ)は極座標での位相素子の高さであり、kは波数であり、Δnは位相素子の境界での屈折率の差である。公式(19)及び公式(20)の両方において、波数kの波長依存性は、位相素子1における高さ分布のプロファイルの決定において省略されることは明らかである。屈折率の差Δnのみにわずかな波長依存性が生じ得る。しかしながら、この波長依存性は、半導体レーザ光のビーム整形に適用する際には重要ではない。
(20) r(r0,φ)=P2 −1(P1(r0,φ),φ)
なる関係に従って計算される。
ここで、
ここで、
(25) Ij(x,y)=Ix,j(x)・Iy,j(y), j={0,1}
についての部分的出力である。
2 光記録媒体
3 半導体レーザダイオード
4 発散する光線ビーム
5 光線
6 補正素子
7 コリメータレンズ
8 対物レンズ
9 半透明ミラー
10 光検出器
11、12 ビーム断面
13 光軸
14、14’ 半径セグメント
15 環状セグメント
15’ 角度セグメント
Claims (15)
- 楕円形のガウス型強度分布を有する光線ビームを、均一であって回転対称的な強度分布を有する光線ビームに変換する光学的な位相素子であって、
前記光学的な位相素子は単一の素子であり、前記位相素子の高さの分布又は位相分布が、前記楕円形のガウス型強度分布を有する光線ビームの原点位置から前記均一であって回転対称的な強度分布を有する光線ビームの目的位置への変換であって、一次元変換又は回転対称変換と線形変換との連続する実行として表現される変換を行うように設計されていることを特徴とする位相素子。 - 楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームを、均一であって回転対称的な光線密度分布を有する光線ビームに変換する光学的な位相素子であって、前記光学的な位相素子は単一の素子であり、該光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布が、第1の変換がメリジオナル変換であり、第2の変換が定数値をとる行列式を有する線形変換である、楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームに対する少なくとも第1の変換および第2の変換を行うステップを備えた設計方法によって決定されていることを特徴とする光学的な位相素子。
- 楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームを、均一であって回転対称的な光線密度分布を有する光線ビームに変換する光学的な位相素子であって、前記光学的な位相素子が単一の素子であり、該光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布が、第1の変換が楕円形であってガウス型の光線密度分布の等距離にある半径セグメントを等距離にはない半径セグメントに変換するものであり、第2の変換が第1の楕円形の分布における環状セグメントを均一であって回転対称的な分布における環状セグメントに変換するものである、楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームに対する2つの連続した変換を行うステップを備えた設計方法によって決定されていることを特徴とする光学的な位相素子。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の光学的な位相素子を有し、回転対称的な強度分布で光学的コンポーネントに照射するための装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の光学的な位相素子を有し、光記録媒体からの読み出し用及び/又は光記録媒体への書き込み用の装置。
- 平行化のための補正素子を有することを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 平行化のための補正素子を有することを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームを、均一であって回転対称的な光線密度分布を有する光線ビームに変換する請求項1記載の光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布を決定する設計方法であって、第1の変換がメリジオナル変換であり、第2の変換が定数値をとる行列式を有する線形変換である、楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームに対する少なくとも第1の変換を行うことによって、光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布を決定するステップを備えていることを特徴とする設計方法。
- 楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームを、均一であって回転対称的な光線密度分布を有する光線ビームに変換する請求項1記載の光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布を決定する設計方法であって、第1の変換が楕円形であってガウス型の光線密度分布の等距離にある半径セグメントを等距離にはない半径セグメントに変換するものであり、第2の変換が第1の楕円形の分布における環状セグメントを均一であって回転対称的な分布における環状セグメントに変換するものである、楕円形であってガウス型の光線密度分布を有する光線ビームに対する2つの連続した変換を行うことによって、光学的な位相素子における高さの分布又は位相分布を決定するステップを備えていることを特徴とする設計方法。
- 対応する半径セグメント又は環状セグメントあたりの光の出力が一定に維持されることを特徴とする請求項14に記載の設計方法。
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