JP5951451B2 - 光照射装置、顕微鏡装置及びレーザ加工装置 - Google Patents
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Description
また、本発明による顕微鏡装置は、上記いずれかの光照射装置と、照射対象物に関する光像を撮像する画像取得用センサを有する観察光学系と、を備えることを特徴とする。
また、本発明によるレーザ加工装置は、上記いずれかの光照射装置を備え、光源はレーザ光を出力することを特徴とする。
但し、iは虚数単位であり、kは波数(=2π/λ、λは変調光L2の波長)であり、zは再生像面とホログラム面との距離であり、Amは複素振幅成分(すなわち光の強さ)であり、θmは位相成分であり、δは各画素での初期位相である。また、rmは次の数式(2)
により定義される数値であって、再生像面内の各点光源からホログラム面の各画素までの距離を表している。
そして、この総和utotal(xa,yb)から位相成分を抽出することにより、計算機合成ホログラム(Computer Generated Hologram;CGH)を作成する。なお、ここで位相成分を抽出するのは、空間光変調器20が位相変調型の空間光変調器であることから、波面伝搬関数umに含まれる振幅情報を無視するためである。また、この計算の際、位相折り畳みの折り返し線がナイキスト周波数を越えないように、すなわち波面伝搬関数umの位相項exp(−iθm)において、隣接する画素との位相差がπ(rad)を越えないように、波面伝搬関数umの関数領域を制限する必要がある。
なお、この初期位相θm’は、収差補正、ビーム整形、ビーム拡がりなどを調整するためのものであってもよい。
空間光変調器20から共役面までの距離Lは
であるため、これらの数式(5)及び(6)に基づいて、最適な前段レンズ31及び後段レンズ32の組み合わせを決定することができ、光学系の最適化を図ることができる。
これと同様に、合成焦点距離f’と後段レンズ32との合成焦点距離fは、次の数式(8)によって算出される。
そして、Δzは次の数式(9)によって算出される。
図8は、上記実施形態の第1変形例として、光照射装置1Bの構成を示す図である。この光照射装置1Bは、上記実施形態の光学系30Aに代えて、光学系30Bを備えている。なお、光学系30Bを除く他の構成については、上記実施形態と同様である。
図9は、上記実施形態の第2変形例として、光照射装置1Cの構成を示す図である。この光照射装置1Cは、上記実施形態の光照射装置1Aの構成に加えて、観察光学系40Aを備えている。この観察光学系40Aは、照射対象物Bを支持するステージ50に対して照射対象物Bと同じ側に配置されている。
図10は、上記実施形態の第3変形例として、光照射装置1Dの構成を示す図である。この光照射装置1Dは、上記実施形態の光照射装置1Aの構成に加えて、観察光学系40Bを備えている。この観察光学系40Bは、照射対象物Bを支持するステージ50に対して照射対象物Bと同じ側に配置されている。
図11は、上記実施形態の第4変形例として、光照射装置1Eの構成を示す図である。この光照射装置1Eは、上記実施形態の光照射装置1Aの構成に加えて、観察光学系40Cを備えている。この観察光学系40Cは、照射対象物Bを支持するステージ50に対して照射対象物Bとは反対側に配置されており、ステージ50を透過した光像L4を観察する。
Claims (6)
- 照射対象物に光を照射するための光照射装置であって、
光を出力する光源と、
二次元配列された複数の領域を含む位相変調面を有し、フレネル型キノフォームを前記位相変調面に表示することにより、前記複数の領域毎に前記光源から出力された光の位相を変調して、変調光を出射する空間光変調器と、
前記空間光変調器の前記位相変調面と光学的に結合された第1のレンズ、及び前記第1のレンズと前記照射対象物との間に光学的に結合された第2のレンズを有し、前記位相変調面と前記照射対象物とを光学的に結合する両側テレセントリック光学系とを備え、
前記位相変調面と前記第1のレンズとの光学距離が前記第1のレンズの焦点距離と等しいことを特徴とする、光照射装置。 - 前記フレネル型キノフォームが、前記第1のレンズに向けて前記変調光を縮径させるキノフォームを含むことを特徴とする、請求項1に記載の光照射装置。
- 前記フレネル型キノフォームが、前記第1のレンズに向けて前記変調光を拡径させるキノフォームを含むことを特徴とする、請求項1に記載の光照射装置。
- 前記フレネル型キノフォームは、前記照射対象物における前記変調光の形状を、円形状、矩形状、又は直線状とするキノフォームであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の光照射装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光照射装置と、
前記照射対象物に関する光像を撮像する画像取得用センサを有する観察光学系と、
を備えることを特徴とする、顕微鏡装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光照射装置を備え、
前記光源はレーザ光を出力することを特徴とする、レーザ加工装置。
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