JP6792782B2 - 空間的な位相及び振幅分布を有する光ビームの生成装置 - Google Patents
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Description
図2は、本実施形態による生成装置の構成図である。なお、図2(A)は、入力光ビームが、空間位相変調器である位相板20に到達するまでの光ビームを示し、図2(B)は、位相板20が出力する空間位相調整後の光ビームが合波されるまでを示している。
第一実施形態では、空間位相変調器として位相板20を使用していた。位相板20が与える位相遅延は固定的である。つまり、第一実施形態の構成では、生成装置が出力する光ビームの複素振幅分布も固定的となる。本実施形態では、空間位相変調器として液晶装置を使用する。液晶装置では、画素単位で、通過する光に与える位相遅延を変更でき、よって、任意の複素振幅分布を有する光ビームを出力することができる。しかしながら、液晶装置は、所定の偏波方向の成分のみに位相遅延を与えることができるため、図2の構成と比較して、偏波面を考慮する必要がある。以下に、詳細を説明する。
第二実施形態において、光スプリッタ40は、図4に示す様に、液晶装置21からの第1光ビームA及び第2光ビームAを合波し、かつ、第1光ビームB及び第2光ビームBを合波して出力していた。ここで、第1光ビームA、第2光ビームA、第1光ビームB及び第2光ビームBは、総て水平偏波、つまり、同じ偏波の光ビームであった。本実施形態では、偏光干渉型とする。つまり、第1光ビーム及び第2光ビームを異なる偏波として合波する。なお、偏光干渉型は、偏光と位相を制御できるので、例えば、高分解能顕微分光、物質加工、光トラッピング、微粒子加速、プラズマ制御等に利用できる。
第四実施形態は、偏光干渉型の生成装置の他の形態である。図7〜10は、本実施形態による生成装置の構成図である。なお、図7及び8は、入力光ビームが、空間位相変調器である液晶装置21に到達するまでを示し、図9及び10は、液晶装置21が出力する空間位相調整後の光ビームが合波されるまでを示している。さらに、図7は、光ビームの経路を示す上面図であり、図8は、光ビームの経路を図7の白抜きの矢印の方向から見た側面図である。同様に、図9は、光ビームの経路を示す上面図であり、図10は、光ビームの経路を図9の白抜きの矢印の方向から見た側面図である。なお、図7に示す様に、複屈折部材50及び半波長板60を通過する光ビームの方向は、偏光スプリッタ41で反射後の光ビームの方向とは直交しているが、図8では、表示の簡略化のため、複屈折部材50及び半波長板60が、あたかも、複屈折部材52及び62の位置に有るように表示している。
以上、分岐部として機能する平行分波器1又は平行合分波器4は、入力光ビームを分岐して、進行方向が平行な第1光ビーム及び第2光ビームを出力する。そして、空間位相調整器2は、第1光ビーム及び第2光ビームそれぞれの空間位相を調整して出力し、合波部として機能する平行合波器3又は平行合分波器4は、空間位相調整後の第1光ビーム及び第2光ビームを合波する。これにより、空間位相調整器2として1つの位相板や1つの液晶装置を使用でき、2つの独立した空間位相調整器を使用することと比較して調整が簡単になる。なお、分岐部としては、光スプリッタや、偏光ビームスプリッタや、複屈折部材を使用することができる。
Claims (6)
- 入力光ビームを分岐して、進行方向が平行な第1光ビーム及び第2光ビームを出力する無偏波の分岐手段と、
前記第1光ビーム及び前記第2光ビームそれぞれの空間位相を調整して出力する位相調整手段と、
前記位相調整手段が出力する空間位相調整後の前記第1光ビーム及び前記第2光ビームを合波する無偏波の合波手段と、
を備えていることを特徴とする生成装置。 - 前記位相調整手段は、1つの位相板であることを特徴とする請求項1に記載の生成装置。
- 前記分岐手段は、光スプリッタであることを特徴とする請求項1又は2に記載の生成装置。
- 入力光ビームを分岐して、第1偏波の第1光ビームと、前記第1偏波とは直交する第2偏波の第2光ビームと、を出力する第1分岐手段と、
前記第2光ビームの偏波方向をπ/2だけ回転させて前記第1偏波の第3光ビームを出力する第1偏波回転手段と、
前記第1光ビームを分岐して、進行方向が平行な第4光ビーム及び第5光ビームを出力し、前記第3光ビームを分岐して、進行方向が平行な第6光ビーム及び第7光ビームを出力する無偏波の第2分岐手段と、
前記第4光ビームから前記第7光ビームそれぞれの空間位相を調整して出力する位相調整手段と、
前記位相調整手段が出力する空間位相調整後の前記第4光ビームから前記第7光ビームを合波する合波手段と、
を備えていることを特徴とする生成装置。 - 前記位相調整手段は、1つの液晶装置であることを特徴とする請求項4に記載の生成装置。
- 前記合波手段は、前記第4光ビーム及び前記第5光ビームを合波して第8光ビームを出力し、前記第6光ビーム及び前記第7光ビームを合波して第9光ビームを出力する無偏波の第1合波手段と、
前記第9光ビームの偏波方向をπ/2だけ回転させて第10光ビームを出力する第2偏波回転手段と、
前記第8光ビームと前記第10光ビームを合波する第2合波手段と、
を備えていることを特徴とする請求項4又は5に記載の生成装置。
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