JPH0766463A - 圧電素子アレイ及び形状可変鏡及びその組立方法及び補償光学装置及び天体望遠鏡 - Google Patents
圧電素子アレイ及び形状可変鏡及びその組立方法及び補償光学装置及び天体望遠鏡Info
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- JPH0766463A JPH0766463A JP5209401A JP20940193A JPH0766463A JP H0766463 A JPH0766463 A JP H0766463A JP 5209401 A JP5209401 A JP 5209401A JP 20940193 A JP20940193 A JP 20940193A JP H0766463 A JPH0766463 A JP H0766463A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 形状可変鏡を駆動する複数の積層型圧電素子
の実装密度を高め、且つ形状可変鏡のメンテナンス性を
高める。 【構成】 台座３の平面上に積層型圧電素子１の複数個
を横一列に配置し該積層型圧電素子間及び周囲を絶縁材
で充填し被覆した圧電素子アレイ６の上記各積層型圧電
素子１毎にピン９を取付け、該ピン９を取付けた圧電素
子アレイ６の複数個を鏡筒７に縦一列にネジ８により取
付け、その後、プレ−ト１０を挿入して上記各ピン９の
高さを揃えるために研磨し、研磨後プレート１０を取外
し、上記各ピン９とミラ−１１を温度により接着力が変
わる接着剤４で接続して成る。この形状可変鏡によれ
ば、積層型圧電素子１を横一列に配置した後、絶縁材４
で被覆する構造のため、絶縁材４を薄くできるために実
装密度を高くでき、圧電素子アレイ６とミラ−１１が取
外し可能な構造のためメンテナンス性を向上できる。
の実装密度を高め、且つ形状可変鏡のメンテナンス性を
高める。 【構成】 台座３の平面上に積層型圧電素子１の複数個
を横一列に配置し該積層型圧電素子間及び周囲を絶縁材
で充填し被覆した圧電素子アレイ６の上記各積層型圧電
素子１毎にピン９を取付け、該ピン９を取付けた圧電素
子アレイ６の複数個を鏡筒７に縦一列にネジ８により取
付け、その後、プレ−ト１０を挿入して上記各ピン９の
高さを揃えるために研磨し、研磨後プレート１０を取外
し、上記各ピン９とミラ−１１を温度により接着力が変
わる接着剤４で接続して成る。この形状可変鏡によれ
ば、積層型圧電素子１を横一列に配置した後、絶縁材４
で被覆する構造のため、絶縁材４を薄くできるために実
装密度を高くでき、圧電素子アレイ６とミラ−１１が取
外し可能な構造のためメンテナンス性を向上できる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザビ−ムもしくは
他の光の光学的な歪を補正する補償光学装置の形状可変
鏡に関し、特に形状可変鏡のアクチュエ−タの高密度化
及びメンテナンス性の向上に関する。
他の光の光学的な歪を補正する補償光学装置の形状可変
鏡に関し、特に形状可変鏡のアクチュエ−タの高密度化
及びメンテナンス性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】補償光学装置は、光学的な歪を検出し形
状可変鏡でその歪を補正するものである。このため形状
可変鏡には、補正する光学的な歪の時間的変化に対応で
きる高速性、空間的変化に対応できるアクチュエ−タの
高密度化が要求されている。形状可変鏡の構造について
は、例えば米国特許第３９０４２７４号、第４２０２６
０５号、第４２３９３４３号、第４２４８５０４号等が
挙げられる。
状可変鏡でその歪を補正するものである。このため形状
可変鏡には、補正する光学的な歪の時間的変化に対応で
きる高速性、空間的変化に対応できるアクチュエ−タの
高密度化が要求されている。形状可変鏡の構造について
は、例えば米国特許第３９０４２７４号、第４２０２６
０５号、第４２３９３４３号、第４２４８５０４号等が
挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は形状可変鏡のアクチュエ−タの高密度化及びア
クチュエ−タ等の破損時の交換等のメンテナンス性の向
上に関しては考慮されていない。
来技術は形状可変鏡のアクチュエ−タの高密度化及びア
クチュエ−タ等の破損時の交換等のメンテナンス性の向
上に関しては考慮されていない。
【０００４】本発明の目的は、形状可変鏡の上記課題を
解決するアクチュエータ及び組立方法を提供すると共
に、この形状可変鏡を用いた補償光学装置、その補償光
学装置を適用することにより性能を向上させることので
きるレ−ザ発振器、レ−ザ加工機、レ−ザ同位体分離装
置、天体望遠鏡、その他の光学装置等を提供することに
ある。
解決するアクチュエータ及び組立方法を提供すると共
に、この形状可変鏡を用いた補償光学装置、その補償光
学装置を適用することにより性能を向上させることので
きるレ−ザ発振器、レ−ザ加工機、レ−ザ同位体分離装
置、天体望遠鏡、その他の光学装置等を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は次のようにし
て達成される。即ち、複数個の積層型圧電素子を１次元
あるいは２次元的に平板上に配列し、その後に積層型圧
電素子間及び周囲を絶縁材で被覆した圧電素子アレイを
複数個用いてミラ−に取付る。この構造は、被覆部を共
有化することができるために実装密度を高めることがで
きる。また圧電素子アレイ毎に取外し可能に鏡筒に取付
ける。この機構は、圧電素子毎の機構よりスペ−ス的に
容易であり高密度化が可能である。さらに圧電素子アレ
イとミラ−の接続を磁石あるいは温度により接着力が変
化する接着剤を使用して結合する。これにより、交換時
の作業性を容易にする。
て達成される。即ち、複数個の積層型圧電素子を１次元
あるいは２次元的に平板上に配列し、その後に積層型圧
電素子間及び周囲を絶縁材で被覆した圧電素子アレイを
複数個用いてミラ−に取付る。この構造は、被覆部を共
有化することができるために実装密度を高めることがで
きる。また圧電素子アレイ毎に取外し可能に鏡筒に取付
ける。この機構は、圧電素子毎の機構よりスペ−ス的に
容易であり高密度化が可能である。さらに圧電素子アレ
イとミラ−の接続を磁石あるいは温度により接着力が変
化する接着剤を使用して結合する。これにより、交換時
の作業性を容易にする。
【０００６】
【作用】形状可変鏡の基本構造は、光を反射するミラ−
面にその凹凸を変えるためのアクチュエ−タを２次元的
に複数個取付たものである。アクチュエ−タとしては、
印加電圧に比例して変位する圧電素子を、複数枚積層
し、それぞれを電気的に並列に接続した積層型圧電素子
が用いられ、応答性の点で優れている。積層型圧電素子
は、積層された圧電素子及び電極間に絶縁材による被覆
が施され、絶縁破壊を防ぐことができる。積層型圧電素
子は、素子そのものの断面積を小さくする他、上述の被
覆部分を薄くすることにより実装密度を高めることがで
きる。また形状可変鏡の構成は、積層型圧電素子及びミ
ラ−が容易に取外せる機構にし、メンテナンス性が向上
する。
面にその凹凸を変えるためのアクチュエ−タを２次元的
に複数個取付たものである。アクチュエ−タとしては、
印加電圧に比例して変位する圧電素子を、複数枚積層
し、それぞれを電気的に並列に接続した積層型圧電素子
が用いられ、応答性の点で優れている。積層型圧電素子
は、積層された圧電素子及び電極間に絶縁材による被覆
が施され、絶縁破壊を防ぐことができる。積層型圧電素
子は、素子そのものの断面積を小さくする他、上述の被
覆部分を薄くすることにより実装密度を高めることがで
きる。また形状可変鏡の構成は、積層型圧電素子及びミ
ラ−が容易に取外せる機構にし、メンテナンス性が向上
する。
【０００７】
【実施例】図１、図２を用いて本発明形状可変鏡の一実
施例を説明する。図１には本発明の一実施例である形状
可変鏡の構造を示し、（ａ）がその上面図、（ｂ）が側
面図である。６は積層型圧電素子１を台座の平板上に複
数個一列に並べた構造の圧電素子アレイ、９は積層型圧
電素子１毎に上端に取付られたピン、８は圧電素子アレ
イ６を鏡筒７に固定するネジ、１０はプレ−ト、１１は
ピン９に取付けられたミラ−である。図２には本発明の
一実施例である圧電素子アレイの構造を示し、（ａ）が
上面図、（ｂ）が側面図である。１の積層型圧電素子は
複数枚の圧電素子を積層し、各圧電素子を電気的に並列
にして外部電極２に接続する。各積層型圧電素子１は台
座３に固定され、素子１間及び周囲を絶縁材４により充
填被覆され、一体構造に成る。５は各外部電極２から導
出したリ−ド線である。
施例を説明する。図１には本発明の一実施例である形状
可変鏡の構造を示し、（ａ）がその上面図、（ｂ）が側
面図である。６は積層型圧電素子１を台座の平板上に複
数個一列に並べた構造の圧電素子アレイ、９は積層型圧
電素子１毎に上端に取付られたピン、８は圧電素子アレ
イ６を鏡筒７に固定するネジ、１０はプレ−ト、１１は
ピン９に取付けられたミラ−である。図２には本発明の
一実施例である圧電素子アレイの構造を示し、（ａ）が
上面図、（ｂ）が側面図である。１の積層型圧電素子は
複数枚の圧電素子を積層し、各圧電素子を電気的に並列
にして外部電極２に接続する。各積層型圧電素子１は台
座３に固定され、素子１間及び周囲を絶縁材４により充
填被覆され、一体構造に成る。５は各外部電極２から導
出したリ−ド線である。
【０００８】まず図２に示す圧電素子アレイの組立構造
について詳細に説明する。外部電極２とリ−ド線５を取
付た積層型圧電素子１を、各々台座３の平板上に複数個
等間隔で一列に取付ける。その後、各積層型圧電素子１
の間及び周囲を絶縁材４で充填し、被覆する。このよう
に構成することによって、従来の各々絶縁材で被覆され
た積層型圧電素子１を台座上に個々に取付るのに対し、
本発明の構造では各積層型圧電素子１間の絶縁材４を共
有化できるので、それだけ薄くできるため、台座３上の
積層型圧電素子１の実装密度を高めることができる。絶
縁材４の被覆層の厚さは約０．８ｍｍ程度でよい。
について詳細に説明する。外部電極２とリ−ド線５を取
付た積層型圧電素子１を、各々台座３の平板上に複数個
等間隔で一列に取付ける。その後、各積層型圧電素子１
の間及び周囲を絶縁材４で充填し、被覆する。このよう
に構成することによって、従来の各々絶縁材で被覆され
た積層型圧電素子１を台座上に個々に取付るのに対し、
本発明の構造では各積層型圧電素子１間の絶縁材４を共
有化できるので、それだけ薄くできるため、台座３上の
積層型圧電素子１の実装密度を高めることができる。絶
縁材４の被覆層の厚さは約０．８ｍｍ程度でよい。
【０００９】次に上述した圧電素子アレイ６を用いた形
状可変鏡の組立構造を図１を用いて詳細に説明する。圧
電素子アレイ６の各積層型圧電素子１毎にその変位をミ
ラ−１１に伝えるピン９を取付け、圧電素子アレイ６の
台座３の両端部にネジ穴を設け、鏡筒７にネジ８でネジ
止めする。このようにして複数の圧電素子アレイ６を鏡
筒７に等間隔でネジ止めする。このとき各圧電素子アレ
イ６の取付間隔ｄは、形状可変鏡の反射角をθ、圧電素
子アレイ６の各積層型圧電素子１の取付間隔をｐとすれ
ば、下記式で求まる値にすれば良い。 ｄ＝ｐ／cosθ ｄ；圧電素子アレイ６の取付間隔 ｐ；積層型圧電素子１の取付間隔 θ；形状可変鏡の反射角 このようにすれば、補正しようとするレ−ザビ−ムある
いは光波に対してｘ、ｙ両方向に対し同一の空間分解能
で制御できる形状可変鏡を作ることができる。
状可変鏡の組立構造を図１を用いて詳細に説明する。圧
電素子アレイ６の各積層型圧電素子１毎にその変位をミ
ラ−１１に伝えるピン９を取付け、圧電素子アレイ６の
台座３の両端部にネジ穴を設け、鏡筒７にネジ８でネジ
止めする。このようにして複数の圧電素子アレイ６を鏡
筒７に等間隔でネジ止めする。このとき各圧電素子アレ
イ６の取付間隔ｄは、形状可変鏡の反射角をθ、圧電素
子アレイ６の各積層型圧電素子１の取付間隔をｐとすれ
ば、下記式で求まる値にすれば良い。 ｄ＝ｐ／cosθ ｄ；圧電素子アレイ６の取付間隔 ｐ；積層型圧電素子１の取付間隔 θ；形状可変鏡の反射角 このようにすれば、補正しようとするレ−ザビ−ムある
いは光波に対してｘ、ｙ両方向に対し同一の空間分解能
で制御できる形状可変鏡を作ることができる。
【００１０】また、鏡筒７に全ての圧電素子アレイ６を
取付けた段階で、ピン９の配置に合わせて穴が空けられ
たプレ−ト１０を挿入する。そして全てのピン９とプレ
−ト１０の基準面からの高さが同一となるように研磨す
る。このようなプレ−ト１０を設けたことにより各ピン
９の高さを揃える研磨が可能となり、またこの研磨によ
り組立時に生じた高さのバラツキを抑えることができ
る。好ましくは、組立後の精度を５μ位にする。
取付けた段階で、ピン９の配置に合わせて穴が空けられ
たプレ−ト１０を挿入する。そして全てのピン９とプレ
−ト１０の基準面からの高さが同一となるように研磨す
る。このようなプレ−ト１０を設けたことにより各ピン
９の高さを揃える研磨が可能となり、またこの研磨によ
り組立時に生じた高さのバラツキを抑えることができ
る。好ましくは、組立後の精度を５μ位にする。
【００１１】各ピン９を研磨した後、プレート１０を取
外し、ピン９とミラ−１１を接着剤にて接続する。この
時使用する接着剤に温度により接着力が変化するものを
使用すれば、ピン９からミラ−１１を比較的に容易に取
外すことができる。すなわち接着剤が８０℃以上で接着
力が低下する熱可塑性の接着剤を使用するとすれば、通
常、室温（２０℃）ではピン９とミラー１１は強い接着
力により接続され、形状可変鏡の使用には支障がなく、
圧電素子アレイ６が破損し交換が必要な場合は、接着剤
を加熱し温度を８０℃以上にすれば他の圧電素子アレイ
６に不要な力を加えずにミラ−１１を取外せる。
外し、ピン９とミラ−１１を接着剤にて接続する。この
時使用する接着剤に温度により接着力が変化するものを
使用すれば、ピン９からミラ−１１を比較的に容易に取
外すことができる。すなわち接着剤が８０℃以上で接着
力が低下する熱可塑性の接着剤を使用するとすれば、通
常、室温（２０℃）ではピン９とミラー１１は強い接着
力により接続され、形状可変鏡の使用には支障がなく、
圧電素子アレイ６が破損し交換が必要な場合は、接着剤
を加熱し温度を８０℃以上にすれば他の圧電素子アレイ
６に不要な力を加えずにミラ−１１を取外せる。
【００１２】上述の実施例では温度により接着力が変化
する接着剤によるピン９とミラ−１１の接続法について
述べたが、ピン９とミラ−１１の一方あるいは両方を磁
力の強い材質で作れば、磁力によりピン９とミラ−１１
を接続でき、磁力以上の力で双方を引き離せば取外せ
る。このように、鏡筒７と圧電素子アレイ６及び圧電素
子アレイ６とミラ−１１が取外し可能な構造にしたた
め、ミラ−１１及び圧電素子アレイ６の破損時の交換が
容易となり、メンテナンス性の高い形状可変鏡を提供す
ることができる。
する接着剤によるピン９とミラ−１１の接続法について
述べたが、ピン９とミラ−１１の一方あるいは両方を磁
力の強い材質で作れば、磁力によりピン９とミラ−１１
を接続でき、磁力以上の力で双方を引き離せば取外せ
る。このように、鏡筒７と圧電素子アレイ６及び圧電素
子アレイ６とミラ−１１が取外し可能な構造にしたた
め、ミラ−１１及び圧電素子アレイ６の破損時の交換が
容易となり、メンテナンス性の高い形状可変鏡を提供す
ることができる。
【００１３】次に図３を用いて本発明の他の実施例であ
る圧電素子アレイについて説明する。図３の（ａ）は上
面図、（ｂ）は側面図で、台座３の上に積層型圧電素子
１を２次元的に配置し、各積層型圧電素子１の間及び周
囲を絶縁材４で充填し被覆する。各積層型圧電素子１を
駆動するためのリ−ド線５は台座３の中を通し、さらに
圧電素子アレイ６１を固定するために設けたネジ部１２
の中を通して外部へ引き出す。このような構造にすれ
ば、絶縁材４の部分を狭くできるため積層型圧電素子１
の実装密度を高めることができ、取付構造のネジ部１２
により圧電素子アレイ６１を取付けることができる。
る圧電素子アレイについて説明する。図３の（ａ）は上
面図、（ｂ）は側面図で、台座３の上に積層型圧電素子
１を２次元的に配置し、各積層型圧電素子１の間及び周
囲を絶縁材４で充填し被覆する。各積層型圧電素子１を
駆動するためのリ−ド線５は台座３の中を通し、さらに
圧電素子アレイ６１を固定するために設けたネジ部１２
の中を通して外部へ引き出す。このような構造にすれ
ば、絶縁材４の部分を狭くできるため積層型圧電素子１
の実装密度を高めることができ、取付構造のネジ部１２
により圧電素子アレイ６１を取付けることができる。
【００１４】図４に図３で説明した圧電素子アレイ６１
を用いて構成した形状可変鏡の断面構造を示す。各圧電
素子アレイ６１をそのネジ部１２を用いて鏡筒７に、ナ
ット１３で取付けるものである。その他の構造は図１及
び図２の実施例と同様である。このように積層型圧電素
子１を２次元的に配列した圧電素子アレイ６１を複数個
用いた形状可変鏡の構造とすることで、ミラ−及び圧電
素子の破損時の交換が容易となり、メンテナンス性の高
い形状可変鏡を提供することができる。またリ−ド線５
を台座３のネジ部１２の中を通して圧電素子アレイ６１
の外部に導く構造にすることにより、圧電素子アレイ６
１を複数個配列して作る形状可変鏡の組立作業性を向上
できる。
を用いて構成した形状可変鏡の断面構造を示す。各圧電
素子アレイ６１をそのネジ部１２を用いて鏡筒７に、ナ
ット１３で取付けるものである。その他の構造は図１及
び図２の実施例と同様である。このように積層型圧電素
子１を２次元的に配列した圧電素子アレイ６１を複数個
用いた形状可変鏡の構造とすることで、ミラ−及び圧電
素子の破損時の交換が容易となり、メンテナンス性の高
い形状可変鏡を提供することができる。またリ−ド線５
を台座３のネジ部１２の中を通して圧電素子アレイ６１
の外部に導く構造にすることにより、圧電素子アレイ６
１を複数個配列して作る形状可変鏡の組立作業性を向上
できる。
【００１５】以上本発明の一実施例である圧電素子アレ
イ及び形状可変鏡について説明した。次にこれらを用い
た本発明の他の実施例である補償光学装置及び補償光学
装置をいろいろな光学装置に適用した応用例について説
明する。
イ及び形状可変鏡について説明した。次にこれらを用い
た本発明の他の実施例である補償光学装置及び補償光学
装置をいろいろな光学装置に適用した応用例について説
明する。
【００１６】図５に本発明の一実施例である補償光学装
置を示す。図５において、１４はレ−ザビ−ム、１５は
レ−ザ波面、１６はビ−ムスプリッタ−、１７は形状可
変鏡、１８は波面検出器、１９は制御装置、２０は補償
光学装置である。補償光学装置２０に入力されたレ−ザ
ビ−ム１４は、ビ−ムスプリッタ−１６により一方は波
面検出器１８へ、他方は形状可変鏡１７へ入力される。
波面検出器１８では、レ−ザビ−ム１４のレ−ザ波面１
５を検出する。レ−ザ波面１５の検出方式としては、ハ
ルトマン方式、シェアリング干渉方式、マルチヂィザ−
方式等があり、どの方式を用いても検出可能である。
置を示す。図５において、１４はレ−ザビ−ム、１５は
レ−ザ波面、１６はビ−ムスプリッタ−、１７は形状可
変鏡、１８は波面検出器、１９は制御装置、２０は補償
光学装置である。補償光学装置２０に入力されたレ−ザ
ビ−ム１４は、ビ−ムスプリッタ−１６により一方は波
面検出器１８へ、他方は形状可変鏡１７へ入力される。
波面検出器１８では、レ−ザビ−ム１４のレ−ザ波面１
５を検出する。レ−ザ波面１５の検出方式としては、ハ
ルトマン方式、シェアリング干渉方式、マルチヂィザ−
方式等があり、どの方式を用いても検出可能である。
【００１７】波面検出器１８で検出したレ−ザ波面１５
より、制御装置１９ではレ−ザ波面１５の歪を補正する
ため、検出信号に応じて形状可変鏡１７の各積層型圧電
素子１の駆動量を決定し、形状可変鏡１７へその指令値
を与える。形状可変鏡１７は制御装置１９の指令により
その形状が変化するため、形状可変鏡１７から反射され
るレ−ザビ−ム１４ａのレ−ザ波面１５ａの歪を補正す
ることができる。これによれば、上述したように形状可
変鏡１７の各積層型圧電素子１の実装密度を高めること
ができるために、空間分解能及び補償効率の高い補償光
学装置を提供することができ、さらにメンテナンス性の
高い形状可変鏡１７を利用していることからメンテナン
ス性の高い補償光学装置を提供することができる。
より、制御装置１９ではレ−ザ波面１５の歪を補正する
ため、検出信号に応じて形状可変鏡１７の各積層型圧電
素子１の駆動量を決定し、形状可変鏡１７へその指令値
を与える。形状可変鏡１７は制御装置１９の指令により
その形状が変化するため、形状可変鏡１７から反射され
るレ−ザビ−ム１４ａのレ−ザ波面１５ａの歪を補正す
ることができる。これによれば、上述したように形状可
変鏡１７の各積層型圧電素子１の実装密度を高めること
ができるために、空間分解能及び補償効率の高い補償光
学装置を提供することができ、さらにメンテナンス性の
高い形状可変鏡１７を利用していることからメンテナン
ス性の高い補償光学装置を提供することができる。
【００１８】また、この補償光学装置２０は、レ−ザ及
び光の波面歪を精密に補正できるため、いろいろな光学
装置に適用してその波面歪による性能の劣化を抑えるこ
とができる。以下、この補償光学装置を応用したいろい
ろな光学装置について説明する。
び光の波面歪を精密に補正できるため、いろいろな光学
装置に適用してその波面歪による性能の劣化を抑えるこ
とができる。以下、この補償光学装置を応用したいろい
ろな光学装置について説明する。
【００１９】図６は本発明の一実施例である上記補償光
学装置２０を天体望遠鏡２２に適用した実施例の構成図
を示す。図において、観測する天体２１からの観測波２
４を天体望遠鏡２２で集光し、レンズ２３を介して補償
光学装置２０に入力する。補償光学装置２０では上述し
たように観測波２４の波面歪を検出しそれを補正できる
ため、補償光学装置２０から出力される観測波２４ａは
波面歪は無く、これをレンズ２３ａを介して観測装置２
５で観測すれば、角度分解能を向上させることができ
る。地球上に設置される天体望遠鏡２２では、観測波２
４の波面が大気中で歪むために、回折限界より２桁近く
悪い角度分解能しか得られないが、上記の補償光学装置
２０を適用することにより、回折限界に近い角度分解能
を得ることができる。
学装置２０を天体望遠鏡２２に適用した実施例の構成図
を示す。図において、観測する天体２１からの観測波２
４を天体望遠鏡２２で集光し、レンズ２３を介して補償
光学装置２０に入力する。補償光学装置２０では上述し
たように観測波２４の波面歪を検出しそれを補正できる
ため、補償光学装置２０から出力される観測波２４ａは
波面歪は無く、これをレンズ２３ａを介して観測装置２
５で観測すれば、角度分解能を向上させることができ
る。地球上に設置される天体望遠鏡２２では、観測波２
４の波面が大気中で歪むために、回折限界より２桁近く
悪い角度分解能しか得られないが、上記の補償光学装置
２０を適用することにより、回折限界に近い角度分解能
を得ることができる。
【００２０】図７は、レ−ザ同位体分離装置の基本的構
成を示す。分離する同位体を含んだ物質を容器２８の中
に入れ加熱して気化させる。これにより蒸気３０となっ
た物質に対し、分離したい同位体のみをイオン化させる
ための特定の波長を持つレ−ザビ−ムを照射する。レー
ザ照射によりイオン化した同位体は、回収電極３１に付
着させて抽出することができる。レ−ザ発振器２６から
出力されるレ−ザビ−ム２７を効率良く蒸気３０に照射
するために、折返しミラ−２９を複数個用いて蒸気３０
を広い領域にわたり照射する。このときレ−ザビ−ム２
７が蒸気中を伝搬中に波面歪が生じ、レ−ザビ−ム２７
が拡散したり曲がったりして伝搬させることができなく
なる問題が発生する。これを解決するためには、補償光
学装置をレ−ザ同位体分離装置３２に適用すれば良い。
補償光学装置の適用を図８に示す。
成を示す。分離する同位体を含んだ物質を容器２８の中
に入れ加熱して気化させる。これにより蒸気３０となっ
た物質に対し、分離したい同位体のみをイオン化させる
ための特定の波長を持つレ−ザビ−ムを照射する。レー
ザ照射によりイオン化した同位体は、回収電極３１に付
着させて抽出することができる。レ−ザ発振器２６から
出力されるレ−ザビ−ム２７を効率良く蒸気３０に照射
するために、折返しミラ−２９を複数個用いて蒸気３０
を広い領域にわたり照射する。このときレ−ザビ−ム２
７が蒸気中を伝搬中に波面歪が生じ、レ−ザビ−ム２７
が拡散したり曲がったりして伝搬させることができなく
なる問題が発生する。これを解決するためには、補償光
学装置をレ−ザ同位体分離装置３２に適用すれば良い。
補償光学装置の適用を図８に示す。
【００２１】図８のレ−ザ同位体分離装置３２におい
て、レ−ザ発振器２６から出力されるレ−ザビ−ム２７
は形状可変鏡１７ａで反射され、ビ−ムスプリッタ−１
６ａをかいして一方は形状可変鏡１７ｂへ、他方は波面
検出器１８ａへ入力される。波面検出器１８ａで検出さ
れた波面歪により制御装置１９ａで形状可変鏡１７ａの
指令値を決定し、波面歪を補正する。以下同様の動作
で、形状可変鏡１７ｂにより波面歪を補正することによ
り、レ−ザビ−ム２７を形状可変鏡１７ａ，１７ｂとビ
ームスプリッター１６ａ、１６ｂ間の蒸気中で拡散や曲
がりがなく伝搬させることが可能となる。なお、図８の
実施例では、レ−ザビ−ム２７は形状可変鏡１７ａ，１
７ｂとビ−ムスプリッタ−１６ａ，１６ｂのみで折り返
しているが、図７に示したように途中に折返しミラ−２
９を用いて折り返し、その間に補償光学装置を挿入して
も問題は無い。
て、レ−ザ発振器２６から出力されるレ−ザビ−ム２７
は形状可変鏡１７ａで反射され、ビ−ムスプリッタ−１
６ａをかいして一方は形状可変鏡１７ｂへ、他方は波面
検出器１８ａへ入力される。波面検出器１８ａで検出さ
れた波面歪により制御装置１９ａで形状可変鏡１７ａの
指令値を決定し、波面歪を補正する。以下同様の動作
で、形状可変鏡１７ｂにより波面歪を補正することによ
り、レ−ザビ−ム２７を形状可変鏡１７ａ，１７ｂとビ
ームスプリッター１６ａ、１６ｂ間の蒸気中で拡散や曲
がりがなく伝搬させることが可能となる。なお、図８の
実施例では、レ−ザビ−ム２７は形状可変鏡１７ａ，１
７ｂとビ−ムスプリッタ−１６ａ，１６ｂのみで折り返
しているが、図７に示したように途中に折返しミラ−２
９を用いて折り返し、その間に補償光学装置を挿入して
も問題は無い。
【００２２】図９は、本発明の一実施例である上記補償
光学装置２０をレーザ加工機３８に適用した実施例の構
成図である。レーザ発振器３３の出力するレーザビーム
３４をビームスプリッタ１６により直角反射して補償光
学装置２０を構成する形状可変鏡１７に入力させ、ビー
ムスプリッタ１６で分けられたビームを波面検出器１８
で検出し、この検出波面により制御装置１９でレーザ波
面の歪を補正するよう形状可変鏡１７の指令制御する。
形状可変鏡１７により歪を補正されたレーザビーム３４
ａは集光レンズ３５で微細のスポットに集光されて加工
テーブル３７上に固定された被加工物３６に照射され、
ビームの高エネルギ密度の衝撃により被加工物３６に穿
孔、切断、溶接、表面改質等の加工を行なう。集光レン
ズ３５によって集光したビームは補償光学装置２０によ
って波面歪を補正されており、真円度の高いビームスポ
ットが得られ、これによりエネルギーを一点に集中させ
て加工効率、加工精度を高め、高性能加工機が得られ
る。
光学装置２０をレーザ加工機３８に適用した実施例の構
成図である。レーザ発振器３３の出力するレーザビーム
３４をビームスプリッタ１６により直角反射して補償光
学装置２０を構成する形状可変鏡１７に入力させ、ビー
ムスプリッタ１６で分けられたビームを波面検出器１８
で検出し、この検出波面により制御装置１９でレーザ波
面の歪を補正するよう形状可変鏡１７の指令制御する。
形状可変鏡１７により歪を補正されたレーザビーム３４
ａは集光レンズ３５で微細のスポットに集光されて加工
テーブル３７上に固定された被加工物３６に照射され、
ビームの高エネルギ密度の衝撃により被加工物３６に穿
孔、切断、溶接、表面改質等の加工を行なう。集光レン
ズ３５によって集光したビームは補償光学装置２０によ
って波面歪を補正されており、真円度の高いビームスポ
ットが得られ、これによりエネルギーを一点に集中させ
て加工効率、加工精度を高め、高性能加工機が得られ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上の如く本発明の圧電素子アレイによ
れば、複数の積層型圧電素子を台座に取付けた後に素子
間及び周囲を絶縁材で充填した構造のため、積層型圧電
素子の実装密度を高めことができる。
れば、複数の積層型圧電素子を台座に取付けた後に素子
間及び周囲を絶縁材で充填した構造のため、積層型圧電
素子の実装密度を高めことができる。
【００２４】また、本発明の形状可変鏡によれば、上記
複数の圧電素子アレイを個々に取外し可能な構造に設け
たことによって空間分解能とメンテナンス性の高い形状
可変鏡を提供できる。
複数の圧電素子アレイを個々に取外し可能な構造に設け
たことによって空間分解能とメンテナンス性の高い形状
可変鏡を提供できる。
【００２５】また、本発明のレ−ザあるいは光波の波面
歪を補正する補償光学装置によれば、上記の空間分解能
とメンテナンス性の高い形状可変鏡を利用しているため
に、補償効率と信頼性が高く且つメンテナンス性の高い
装置を提供できる。
歪を補正する補償光学装置によれば、上記の空間分解能
とメンテナンス性の高い形状可変鏡を利用しているため
に、補償効率と信頼性が高く且つメンテナンス性の高い
装置を提供できる。
【００２６】また、本発明によれば、天体望遠鏡に上記
補償効率と信頼性の高い補償光学装置を適用して、分解
能の高い天体望遠鏡を提供でき、またレーザ加工機に補
償光学装置を適用して、真円度の高いレーザビームによ
り加工効率、加工精度を高めた高性能加工機の提供がで
きる。
補償効率と信頼性の高い補償光学装置を適用して、分解
能の高い天体望遠鏡を提供でき、またレーザ加工機に補
償光学装置を適用して、真円度の高いレーザビームによ
り加工効率、加工精度を高めた高性能加工機の提供がで
きる。
【００２７】また、レ−ザ同位体分離装置に補償効率と
信頼性の高い補償光学装置を適用して、レ−ザの照射効
率の高いレ−ザ同位体分離装置を提供できる等各種光学
装置の信頼性を高めることができる。
信頼性の高い補償光学装置を適用して、レ−ザの照射効
率の高いレ−ザ同位体分離装置を提供できる等各種光学
装置の信頼性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例形状可変鏡の構造図である。
【図２】本発明の一実施例圧電素子アレイの構造図であ
る。
る。
【図３】本発明の他の実施例圧電素子アレイの構造図で
ある。
ある。
【図４】本発明の他の実施例形状可変鏡の構造図であ
る。
る。
【図５】本発明の一実施例補償光学装置の構成図であ
る。
る。
【図６】本発明の一実施例天体望遠鏡の構成図である。
【図７】レ−ザ同位体分離装置の構成図である。
【図８】本発明の一実施例レ−ザ同位体分離装置の構成
図である。
図である。
【図９】本発明の一実施例レ−ザ加工機の構成図であ
る。
る。
１…積層型圧電素子、２…外部電極、３…台座、４…絶
縁材、５…リ−ド線、６，６１…圧電素子アレイ、７…
鏡筒、８…ネジ、９…ピン、１０…プレ−ト、１１…ミ
ラ−、１２…ネジ部、１３…ナット、１４，１４ａ…レ
−ザビ−ム、１５，１５ａ…レ−ザ波面、１６，１６
ａ，１６ｂ…ビ−ムスプリッタ−、１７，１７ａ，１７
ｂ…形状可変鏡、１８，１８ａ，１８ｂ…波面検出器、
１９，１９ａ，１９ｂ…制御装置、２０…補償光学装
置、２１…天体、２２…天体望遠鏡、２３，２３ａ…レ
ンズ、２４，２４ａ…観測波、２５…観測装置、２６…
レ−ザ発振器、２７…レ−ザビ−ム、２８…容器、２９
…折返しミラ−、３０…蒸気、３１…回収電極、３２…
レ−ザ同位体分離装置、３３…レーザ発振器、３４，３
４ａ…レーザビーム、３５…集束レンズ、３６…被加工
物、３７…加工テーブル、３８…レーザ加工機。
縁材、５…リ−ド線、６，６１…圧電素子アレイ、７…
鏡筒、８…ネジ、９…ピン、１０…プレ−ト、１１…ミ
ラ−、１２…ネジ部、１３…ナット、１４，１４ａ…レ
−ザビ−ム、１５，１５ａ…レ−ザ波面、１６，１６
ａ，１６ｂ…ビ−ムスプリッタ−、１７，１７ａ，１７
ｂ…形状可変鏡、１８，１８ａ，１８ｂ…波面検出器、
１９，１９ａ，１９ｂ…制御装置、２０…補償光学装
置、２１…天体、２２…天体望遠鏡、２３，２３ａ…レ
ンズ、２４，２４ａ…観測波、２５…観測装置、２６…
レ−ザ発振器、２７…レ−ザビ−ム、２８…容器、２９
…折返しミラ−、３０…蒸気、３１…回収電極、３２…
レ−ザ同位体分離装置、３３…レーザ発振器、３４，３
４ａ…レーザビーム、３５…集束レンズ、３６…被加工
物、３７…加工テーブル、３８…レーザ加工機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｂ
Claims (13)
- 【請求項１】 圧電材料とその両側に導電材を正負の電
極として取付けた圧電素子を複数枚積層し該各圧電素子
を電気的に並列に接続した積層型圧電素子の複数個を平
板上に１次元的に配列し、該配列した積層型圧電素子間
及び周囲を絶縁材で充填し被覆して成ることを特徴とす
る圧電素子アレイ。 - 【請求項２】 圧電材料とその両側に導電材を正負の電
極として取付けた圧電素子を複数枚積層し各圧電素子を
電気的に並列に接続した積層型圧電素子の複数個を平板
上に２次元的に配列し、該配列した積層型圧電素子間及
び周囲を絶縁材で充填し被覆して成ることを特徴とする
圧電素子アレイ。 - 【請求項３】 請求項２記載の平板上に積層型圧電素子
の複数個を２次元的配列した圧電素子アレイにおいて、
平板の下部に固定用のネジ山を持つ取付構造を設け、該
平板及びネジ山を持つ取付構造の中を通して各積層型圧
電素子を駆動するためのリ−ド線を外部に引き出して成
ることを特徴とする請求項２記載の圧電素子アレイ。 - 【請求項４】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる形状可変鏡において、請求項１記
載の圧電素子アレイと、該圧電素子アレイの各積層型圧
電素子毎に取付けたピンと、該ピンを取付けた圧電素子
アレイの複数個を形状可変鏡に入射されるレ−ザビ−ム
もしくは他の光の角度に対応した間隔で取外し可能に取
付けた鏡筒と、上記各ピンを取外し可能に結合したミラ
−とを設けて成ることを特徴とする形状可変鏡。 - 【請求項５】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる請求項４記載の形状可変鏡の組立
において、請求項１記載の圧電素子アレイの上記各積層
型圧電素子毎にピンを取付け、該ピンを取付けた圧電素
子アレイの複数個を形状可変鏡に入射されるレ−ザビ−
ムもしくは他の光の角度に対応した間隔で鏡筒にネジあ
るいは磁力により取付け、上記各ピンをピン間にプレー
トを挿入した後に研磨し、研磨後は上記プレートを取外
し、上記各ピンをミラーに磁力あるいは温度により接着
力が変化する接着材で結合することを特徴とする形状可
変鏡の組立方法。 - 【請求項６】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる形状可変鏡において、請求項２に
記載の圧電素子アレイと、該圧電素子アレイの各積層型
圧電素子毎に取付けたピンと、該ピンを取付けた圧電素
子アレイの複数個を取外し可能に取付けた鏡筒と、上記
各ピンを取外し可能に結合したミラ−とを設けて成るこ
とを特徴とする形状可変鏡。 - 【請求項７】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる請求項６記載の形状可変鏡の組立
において、請求項２に記載の圧電素子アレイの上記各積
層型圧電素子毎にピンを取付け、該ピンを取付けた圧電
素子アレイの複数個を鏡筒にネジあるいは磁石により取
付け、上記各ピンをピン間にプレ−トを挿入した後に研
磨し、研磨後は上記プレ−トを取外し、上記各ピンをミ
ラ−に磁力あるいは温度により接着力が変化する接着材
で結合することを特徴とする形状可変鏡の組立方法。 - 【請求項８】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる形状可変鏡において、請求項３記
載の圧電素子アレイと、該圧電素子アレイの各積層型圧
電素子毎に取付けけたピンと、該ピンを取付けた圧電素
子アレイの複数個を上記ネジ山を用いて取付けた鏡筒
と、上記各ピンを取外し可能に結合したミラーとを設け
て成ることを特徴とする形状可変鏡。 - 【請求項９】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の位相分布
を変えることのできる請求項８記載の形状可変鏡の組立
において、請求項３に記載の圧電素子アレイの上記各積
層型圧電素子毎にピンを取付け、該ピンを取付けた圧電
素子アレイの複数個を上記ネジ山を用いて鏡筒に取付
け、上記各ピンをピン間にプレ−トを挿入した後に研磨
し、研磨後は上記プレ−トを取外し、上記各ピンをミラ
−に磁力あるいは温度により接着力が変化する接着材で
結合することを特徴とする形状可変鏡の組立方法。 - 【請求項１０】 レ−ザビ−ムもしくは他の光の波面歪
を検出する波面検出器とその検出値から制御量を決定す
る制御装置及び形状可変鏡からなる補償光学装置におい
て、請求項４、請求項６、及び請求項８記載のいずれか
の形状可変鏡を設けたことを特徴とする補償光学装置。 - 【請求項１１】 観測波を観測装置に入力して観測する
天体望遠鏡において、上記観測装置に入力する前の観測
波を入力する請求項１０記載の補償光学装置を設け、該
補償光学装置によって歪の無い観測波に補正した後に上
記観測装置に入力するようにしたことを特徴とする天体
望遠鏡。 - 【請求項１２】 物質の中に含まれる同位体元素を取り
出すためにレーザ発振器から出力されたレーザビームを
折返し反射させながら上記物質を気化した蒸気に繰返し
照射するようにしたレ−ザ同位体分離装置において、上
記レーザビームの折返し反射位置に請求項４、請求項
６、及び請求項８記載のいずれかの形状可変鏡とビ−ム
スプリッタ−の複数個を交互に設け、上記各ビ−ムスプ
リッタ−により分けられたレ−ザビ−ムの波面歪を検出
する各波面検出器を設け、且つ該各波面検出器の検出値
より上記各形状可変鏡を制御する各制御装置を設けたこ
とを特徴とするレ−ザ同位体分離装置。 - 【請求項１３】 レーザ発振器からのレーザビームをレ
ンズにより集光して被加工物に照射し加工するレーザ加
工機において、上記集光レンズに入力する前のレーザビ
ームを入力する請求項１０記載の補償光学装置を設け、
該補償光学装置によって歪の無いレーザビームに補正し
た後に上記集光レンズに入力するようにしたことを特徴
とするレーザ加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209401A JP3070892B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 形状可変鏡及び補償光学装置及び天体望遠鏡及びレーザ同位体分離装置及びレーザ加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5209401A JP3070892B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 形状可変鏡及び補償光学装置及び天体望遠鏡及びレーザ同位体分離装置及びレーザ加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766463A true JPH0766463A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3070892B2 JP3070892B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=16572288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5209401A Expired - Lifetime JP3070892B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 形状可変鏡及び補償光学装置及び天体望遠鏡及びレーザ同位体分離装置及びレーザ加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070892B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1278081A2 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| US7209279B2 (en) | 2001-10-25 | 2007-04-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Phase modulating apparatus and phase modulating method |
| CN112310807A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-02 | 苏州旭创科技有限公司 | 一种外腔可调谐激光器及光模块 |
| KR20240065180A (ko) | 2022-01-11 | 2024-05-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 형상 가변경, 레이저 가공 장치 및 형상 가변경의 제조 방법 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP5209401A patent/JP3070892B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1278081A2 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| EP1278081A3 (en) * | 2001-07-17 | 2004-04-07 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| US7209279B2 (en) | 2001-10-25 | 2007-04-24 | Hamamatsu Photonics K.K. | Phase modulating apparatus and phase modulating method |
| CN112310807A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-02 | 苏州旭创科技有限公司 | 一种外腔可调谐激光器及光模块 |
| KR20240065180A (ko) | 2022-01-11 | 2024-05-14 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 형상 가변경, 레이저 가공 장치 및 형상 가변경의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3070892B2 (ja) | 2000-07-31 |
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