JPH02173611A - カライドスコープ - Google Patents
カライドスコープInfo
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- JPH02173611A JPH02173611A JP63327925A JP32792588A JPH02173611A JP H02173611 A JPH02173611 A JP H02173611A JP 63327925 A JP63327925 A JP 63327925A JP 32792588 A JP32792588 A JP 32792588A JP H02173611 A JPH02173611 A JP H02173611A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はカライドスコープに係り、特にＣＯ２レーザ光
の強度分布を均一化するために必要なカライドスコープ
に関するものである。
の強度分布を均一化するために必要なカライドスコープ
に関するものである。
［従来の技術ル
−ザによる表面処理の実用化のためには、ビーム強度を
いかに長時間安定に均一化するかが重要な開発課題であ
る。ビーム強度を均一にするための光学系は種々考案さ
れている。
いかに長時間安定に均一化するかが重要な開発課題であ
る。ビーム強度を均一にするための光学系は種々考案さ
れている。
第６図はビーム振動法と呼ばれているもので、入射ビー
ム１１を集光ミラー１２で反射させ、２つのオシレータ
１３で振動（走査）することによって、出射ビーム１４
の見かけ上の強度分布を均一にするものである。このビ
ーム振動法は可動部分が多く、アライメントが困難で且
つ狂いやすいという欠点がある。
ム１１を集光ミラー１２で反射させ、２つのオシレータ
１３で振動（走査）することによって、出射ビーム１４
の見かけ上の強度分布を均一にするものである。このビ
ーム振動法は可動部分が多く、アライメントが困難で且
つ狂いやすいという欠点がある。
第７図はビーム細分重畳法と呼ばれるもので、出力され
たビーム２１をセグメントミラー２２で細分し、その出
射ビーム２１を重ね合わせるものである。これは静止形
でアライメントが容易であり、出力ビームモードが多少
悪くとも細分化し重ね合わせるため、良好なビームが得
られる。しかし、ビーム径が小さいほど回置でまた、焦
点深度が浅く凹凸面には不適である。さらにセグメント
ミラーと呼ばれる分割されたミラー２２は製作が困難で
高価なものである。
たビーム２１をセグメントミラー２２で細分し、その出
射ビーム２１を重ね合わせるものである。これは静止形
でアライメントが容易であり、出力ビームモードが多少
悪くとも細分化し重ね合わせるため、良好なビームが得
られる。しかし、ビーム径が小さいほど回置でまた、焦
点深度が浅く凹凸面には不適である。さらにセグメント
ミラーと呼ばれる分割されたミラー２２は製作が困難で
高価なものである。
これに対し第５図に示すような矩形の断面を有するカラ
イドスコープ３３を用いる光学系は、入射ビーム３１に
対する入射レンズ３２と、カライドスコープ３３と、出
射レンズ３４とで構成でき、構造が簡単で、ビームサイ
ズが可変でき、また分布の端部にだれがないなどの特長
があるため、最近注目されている。一般のカライドスコ
ープは４枚の（を状の反射鏡より構成されるもので、レ
ーザ光は、これらの反射鏡で囲まれた空間を多重反射し
ながら伝搬していく、これまでに報告されたカライドス
コープには、熱伝導率が良好な銅を用いたものや、ある
いは銅の表面上に化学反応を受けにくい金をコートした
ものなどが検討されているが、実用化例はこれまでのと
ころほとんどない。
イドスコープ３３を用いる光学系は、入射ビーム３１に
対する入射レンズ３２と、カライドスコープ３３と、出
射レンズ３４とで構成でき、構造が簡単で、ビームサイ
ズが可変でき、また分布の端部にだれがないなどの特長
があるため、最近注目されている。一般のカライドスコ
ープは４枚の（を状の反射鏡より構成されるもので、レ
ーザ光は、これらの反射鏡で囲まれた空間を多重反射し
ながら伝搬していく、これまでに報告されたカライドス
コープには、熱伝導率が良好な銅を用いたものや、ある
いは銅の表面上に化学反応を受けにくい金をコートした
ものなどが検討されているが、実用化例はこれまでのと
ころほとんどない。
［発明が解決しようとする課題］
一般に不均一なビームがカライドスコープに入射したと
き、出射端での強度分布は反射回数が多いほど、より均
一になると考えられる。すなわち、カライドスコープに
長手方向の長さが長く、断面の一辺の長さが短いほど好
ましい、あるいは、カライドスコープの寸法を一定とし
たときは短焦点レンズを用いた方が反射回数が多くなる
ので好ましい、しかしながら、損失の観点から言えば、
レーザ光がカライドスコープを通過することによって被
る損失は反射回数が多いほど大きくなる。また、短焦点
レンズを用いてレーザ光を入射することは、高次のモー
ドを励振させることであり、やはりこの場合も損失は大
きくなる。すなわち、カライドスコープから出射される
レーザ光の強度分布を均一にすることと、損失を小さく
することとは相反する関係にある。
き、出射端での強度分布は反射回数が多いほど、より均
一になると考えられる。すなわち、カライドスコープに
長手方向の長さが長く、断面の一辺の長さが短いほど好
ましい、あるいは、カライドスコープの寸法を一定とし
たときは短焦点レンズを用いた方が反射回数が多くなる
ので好ましい、しかしながら、損失の観点から言えば、
レーザ光がカライドスコープを通過することによって被
る損失は反射回数が多いほど大きくなる。また、短焦点
レンズを用いてレーザ光を入射することは、高次のモー
ドを励振させることであり、やはりこの場合も損失は大
きくなる。すなわち、カライドスコープから出射される
レーザ光の強度分布を均一にすることと、損失を小さく
することとは相反する関係にある。
本発明の目的は前記した問題点を解消し、均一な強度分
布を得るために、反射回数が多くなるように設計しても
、レーザ光の損失を小さくできる新規なカライドスコー
プを提供するにある。
布を得るために、反射回数が多くなるように設計しても
、レーザ光の損失を小さくできる新規なカライドスコー
プを提供するにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、少なくとも３枚の帯状反射鏡より構成された
カライドスコープにおいて、前記反射鏡が吸収損失の小
さな薄膜のコートされた金属平板からなる構成としたも
のである。
カライドスコープにおいて、前記反射鏡が吸収損失の小
さな薄膜のコートされた金属平板からなる構成としたも
のである。
この場合、上記金属面にコートされる薄膜の膜厚ｄは、
次式を満足するようにすることが好ましい。
次式を満足するようにすることが好ましい。
但し、ここでλはカライドスコープを通過するレーザ光
の波長、ａは金属面上にコートされる薄膜の屈折率、ｎ
はＯ又は自然数である。
の波長、ａは金属面上にコートされる薄膜の屈折率、ｎ
はＯ又は自然数である。
［作用］
本発明の要旨は、これまで検討されてきた金属平板から
なるカライドスコープにおいて、その金属平板上に吸収
損失の少ない薄膜を適当な厚さにコートすることによっ
てカライドスコープの損失を大幅に低減させたものであ
る。
なるカライドスコープにおいて、その金属平板上に吸収
損失の少ない薄膜を適当な厚さにコートすることによっ
てカライドスコープの損失を大幅に低減させたものであ
る。
一般に円偏光あるいはランダムな偏光のレーザ光が平板
に入射したとき、その反射率は、電界がレーザ光の入射
面に対して平行であるＰ （ｍ光成分と、入射面に対し
て垂直なＳ偏光成分に分けて評価することができる。
に入射したとき、その反射率は、電界がレーザ光の入射
面に対して平行であるＰ （ｍ光成分と、入射面に対し
て垂直なＳ偏光成分に分けて評価することができる。
ＣＯ２レーザの発振波長の領域である赤外域において見
てみると、金属はその複素屈折率の大きさが充分大きい
ので、金属面に垂直にレーザ光が入射されたときは、レ
ーザ光は偏光方向に拘らず多きな反射率で反射される。
てみると、金属はその複素屈折率の大きさが充分大きい
ので、金属面に垂直にレーザ光が入射されたときは、レ
ーザ光は偏光方向に拘らず多きな反射率で反射される。
しかしながら、入射角が９０”に近くなるとすなわち、
レーザ光が金属平板に対してすれすれの角度で入射され
るようになると、ｓ ｔｖａ光のレーザ光は大きな反射
率で反射されるが、ｐＨｉ４光の反射率は大幅に小さく
なる。
レーザ光が金属平板に対してすれすれの角度で入射され
るようになると、ｓ ｔｖａ光のレーザ光は大きな反射
率で反射されるが、ｐＨｉ４光の反射率は大幅に小さく
なる。
第３図は、銅の平板にＣＯ２レーザ光を入射させたとき
の入射角に対するＳ偏光の反射率Ｒ８とｐＨｉ光の反射
率ＲＰを示したものである。カライドスコー１にレーザ
光を入射すると、レーザ光はカライドスコープの壁面に
対してすれすれの角度で入射されるので、壁面に対して
レーザ光がＰ（１光の場合には大きな損失を受ける。カ
ライドスコ−１の断面が正方形であるときは、レーザ光
は各４つの壁面に対して均等な回数の反射をうけると考
えられる。従って、対向する一対の壁面に対してはｓ
ｔ＝光であっても、他のもう一対の壁面に対してはＰ１
０光となるので結局入射されるレーザ光の偏光方向に拘
らず、その半分は大きな損失を受けることになる。
の入射角に対するＳ偏光の反射率Ｒ８とｐＨｉ光の反射
率ＲＰを示したものである。カライドスコー１にレーザ
光を入射すると、レーザ光はカライドスコープの壁面に
対してすれすれの角度で入射されるので、壁面に対して
レーザ光がＰ（１光の場合には大きな損失を受ける。カ
ライドスコ−１の断面が正方形であるときは、レーザ光
は各４つの壁面に対して均等な回数の反射をうけると考
えられる。従って、対向する一対の壁面に対してはｓ
ｔ＝光であっても、他のもう一対の壁面に対してはＰ１
０光となるので結局入射されるレーザ光の偏光方向に拘
らず、その半分は大きな損失を受けることになる。
ところで、金属平板の表面にレーザ光の発振波長、例え
ばＣＯ２レーザの場合には１０．６ＩＩＪｏ帯において
吸収損失の小さな薄膜をコートすると、Ｐｆ間材光Ｓ偏
光ともに薄膜のＶ厚に従って周期的に反射率が変化する
。第４図は例として銅の平板上に、波長１０．６四（１
Ｆで透明なゲルマニウム薄膜をコートし、入射角８９度
でＰ偏光、Ｓ偏光のレーザ光を入射させたときの反射率
Ｒｐ、Ｒｓを示したものである。
ばＣＯ２レーザの場合には１０．６ＩＩＪｏ帯において
吸収損失の小さな薄膜をコートすると、Ｐｆ間材光Ｓ偏
光ともに薄膜のＶ厚に従って周期的に反射率が変化する
。第４図は例として銅の平板上に、波長１０．６四（１
Ｆで透明なゲルマニウム薄膜をコートし、入射角８９度
でＰ偏光、Ｓ偏光のレーザ光を入射させたときの反射率
Ｒｐ、Ｒｓを示したものである。
第４図から判るように、ゲルマニウムの薄膜ｄが、
（λ：レーザ先の波長、ａ：ゲルマニウムの屈折率、ｒ
ｌ：０又は自然数） を満足するときは、Ｐ （４ｉｄ光の反射率Ｒｐあるい
はＳ偏光の反射利率Ｒｓのどちらか一方の反射率が極端
に低下する。この反射率が低下する範囲は急峻であり、
この範囲を除いた範囲、すなわち、ゲルマニウムの薄膜
ｄが、 を満足するときは、Ｐ （Ｔｄ光、５ｆｌｉｉ光ともに
反射率は大きい、上記の範囲は缶めて広い範囲であり、
これはゲルマニウム膜の膜厚制御が容易であることを意
味し、製作上の困難はほとんどない。
ｌ：０又は自然数） を満足するときは、Ｐ （４ｉｄ光の反射率Ｒｐあるい
はＳ偏光の反射利率Ｒｓのどちらか一方の反射率が極端
に低下する。この反射率が低下する範囲は急峻であり、
この範囲を除いた範囲、すなわち、ゲルマニウムの薄膜
ｄが、 を満足するときは、Ｐ （Ｔｄ光、５ｆｌｉｉ光ともに
反射率は大きい、上記の範囲は缶めて広い範囲であり、
これはゲルマニウム膜の膜厚制御が容易であることを意
味し、製作上の困難はほとんどない。
［実施例コ
本発明の実施例を第１図を用いて説明する。
第１図はゲルマニウム薄膜７１をコートした４枚の銅平
板７２で矩形断面を形成したカライドスコープ７３の実
施例である。このカライドスコープ７３のゲルマニウム
以外膜７１の厚さｄは、前記範囲の （λ：レーザ光の波長、ａ：ゲルマニウムの屈折率、ｎ
ｅｏ又は自然数） を満足させるように、ｄ＝０．３４−としである。
板７２で矩形断面を形成したカライドスコープ７３の実
施例である。このカライドスコープ７３のゲルマニウム
以外膜７１の厚さｄは、前記範囲の （λ：レーザ光の波長、ａ：ゲルマニウムの屈折率、ｎ
ｅｏ又は自然数） を満足させるように、ｄ＝０．３４−としである。
第２図は厚さ０．３４−のゲルマニウム膜をコートした
銅平板上にＣＯ２レーザ光を入射させたときの入射角に
対するＳ面光の反射率Ｒ５とＰ面光の反射率ＲＰを示し
たものである。第３図のゲルマニウム膜をコートしてい
ないときと比べ、入射角が大きいところでのＰ（ｉ光の
反射率Ｒｐが大幅に改善されていることがわかる。
銅平板上にＣＯ２レーザ光を入射させたときの入射角に
対するＳ面光の反射率Ｒ５とＰ面光の反射率ＲＰを示し
たものである。第３図のゲルマニウム膜をコートしてい
ないときと比べ、入射角が大きいところでのＰ（ｉ光の
反射率Ｒｐが大幅に改善されていることがわかる。
尚、ゲルマニウム薄膜７１は、蒸着、スパッタリングあ
るいは銅平板を’Ｃｆｆｉとして電気メツキ法によって
容易に形成できる。そのカライドスコープの断面形状は
、レーザ光を照射したい領域に合わせ正方形、長方形あ
るいは一般に多角形であっても本発明の効果は同様であ
る。
るいは銅平板を’Ｃｆｆｉとして電気メツキ法によって
容易に形成できる。そのカライドスコープの断面形状は
、レーザ光を照射したい領域に合わせ正方形、長方形あ
るいは一般に多角形であっても本発明の効果は同様であ
る。
上記は金属として銅、吸収損失の小さい薄膜としてゲル
マニウムを用いた例であるが、赤外ｆｒｔｋＡにおいて
は、一般に金属はその複素屈折率の実数部、虚数部とも
に大きな値をもち、銅に限らず、金、銀、アルミニウム
などでも同様に用いることができる。また、これら金属
面上にコートされる吸収損失の小さな薄膜としては、ゲ
ルマニウム以外に、シリコン、セレン化亜鉛、セレン化
鉛、フッ化カルシウムなどのフッ化物。
マニウムを用いた例であるが、赤外ｆｒｔｋＡにおいて
は、一般に金属はその複素屈折率の実数部、虚数部とも
に大きな値をもち、銅に限らず、金、銀、アルミニウム
などでも同様に用いることができる。また、これら金属
面上にコートされる吸収損失の小さな薄膜としては、ゲ
ルマニウム以外に、シリコン、セレン化亜鉛、セレン化
鉛、フッ化カルシウムなどのフッ化物。
カルコゲナイドガラスなどが用いられ、これらの薄膜は
蒸着あるいはスパッタリングによって容易に形成できる
。
蒸着あるいはスパッタリングによって容易に形成できる
。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、損失が小さく、
不均一なレーザ光の強度分布を均一にすることができる
。そのため金属の表面処理に用いられるような大電力を
必要とする場合には特に好適で、発振器からのレーザ出
力を有効に利用することができる。
不均一なレーザ光の強度分布を均一にすることができる
。そのため金属の表面処理に用いられるような大電力を
必要とする場合には特に好適で、発振器からのレーザ出
力を有効に利用することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すカライドスコープの概
略図、第２図は厚さ０．３４．のゲルマニウム膜をコー
トした銅平板上にＣＯ２レーザ光を入射させたときの入
射角に対するＳ偏光。 Ｐ偏光の反射率を示した図、第３図は銅平板上にＣＯ２
レーザ光を入射させたときの入射角に対するＳ偏光、Ｐ
偏光の反射率を示した図、第４図はゲルマニウムをコー
トした銅平板上にＣＯ２レーザ光を８９度の入射角で入
射させたときのゲルマニウム膜の厚さに対するｓ ｔ＝
光。 Ｐ偏光の反射率を示した図、第５図は従来のカライドス
コ−１を用いた光学系の概略図、第６図はビーム強度を
均一にするための一従来例であるビーム振動法の概略図
、第７図はビーム強度を均一にするための一従来例であ
るビーム細分重畳法の概略図である。
略図、第２図は厚さ０．３４．のゲルマニウム膜をコー
トした銅平板上にＣＯ２レーザ光を入射させたときの入
射角に対するＳ偏光。 Ｐ偏光の反射率を示した図、第３図は銅平板上にＣＯ２
レーザ光を入射させたときの入射角に対するＳ偏光、Ｐ
偏光の反射率を示した図、第４図はゲルマニウムをコー
トした銅平板上にＣＯ２レーザ光を８９度の入射角で入
射させたときのゲルマニウム膜の厚さに対するｓ ｔ＝
光。 Ｐ偏光の反射率を示した図、第５図は従来のカライドス
コ−１を用いた光学系の概略図、第６図はビーム強度を
均一にするための一従来例であるビーム振動法の概略図
、第７図はビーム強度を均一にするための一従来例であ
るビーム細分重畳法の概略図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少なくとも３枚の帯状反射鏡より構成されたカライ
ドスコープにおいて、前記反射鏡が吸収損失の小さな薄
膜のコートされた金属平板からなることを特徴とするカ
ライドスコープ。 ２、上記金属面にコートされる薄膜の膜厚ｄは、▲数式
、化学式、表等があります▼ 但し、λはカライドスコープを通過する レーザ光の波長、ａは金属面上にコートさ れる薄膜の屈折率、ｎは０又は自然数、 を満足することを特徴とする請求項１記載のカライドス
コープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327925A JPH02173611A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | カライドスコープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63327925A JPH02173611A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | カライドスコープ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173611A true JPH02173611A (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=18204536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63327925A Pending JPH02173611A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | カライドスコープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6288433B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-11 | Micron Technology, Inc. | Field effect transistor having improved hot carrier immunity |
| US7105411B1 (en) | 1997-12-18 | 2006-09-12 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a transistor gate |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP63327925A patent/JPH02173611A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6288433B1 (en) | 1997-12-18 | 2001-09-11 | Micron Technology, Inc. | Field effect transistor having improved hot carrier immunity |
| US6593196B2 (en) | 1997-12-18 | 2003-07-15 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a transistor gate |
| US7105411B1 (en) | 1997-12-18 | 2006-09-12 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a transistor gate |
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