JPH1039250A - フラットビームを成形する装置 - Google Patents
フラットビームを成形する装置Info
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- JPH1039250A JPH1039250A JP11264397A JP11264397A JPH1039250A JP H1039250 A JPH1039250 A JP H1039250A JP 11264397 A JP11264397 A JP 11264397A JP 11264397 A JP11264397 A JP 11264397A JP H1039250 A JPH1039250 A JP H1039250A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
Abstract
(57)【要約】
【課題】 平行面を有するプレート、例えばプリズムな
ど、簡単な光学系を使用して、幾何的広がりがどの方向
にも均一なフラットビームを形成する。 【解決手段】 二つの平坦面によって規定されるフラッ
ト光ビームＦを放出する発光手段と、ビームの波長にお
いて透過性の平行な主面を有するプレートｌと、プレー
ト内のビームの伝搬方向が主面に垂直でなく、主入力面
上でビームの平面に平行な稜を規定するようにプレート
内でビームを伝達する手段と、プレート内で一回または
複数回内部反射した後でビームを受容し、かつ主出力面
上で、プレート内のビームの平面に平行でない稜を規定
する手段とを含む。
ど、簡単な光学系を使用して、幾何的広がりがどの方向
にも均一なフラットビームを形成する。 【解決手段】 二つの平坦面によって規定されるフラッ
ト光ビームＦを放出する発光手段と、ビームの波長にお
いて透過性の平行な主面を有するプレートｌと、プレー
ト内のビームの伝搬方向が主面に垂直でなく、主入力面
上でビームの平面に平行な稜を規定するようにプレート
内でビームを伝達する手段と、プレート内で一回または
複数回内部反射した後でビームを受容し、かつ主出力面
上で、プレート内のビームの平面に平行でない稜を規定
する手段とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットビーム、
特に、パワーレーザダイオードの直線アレイによって放
出されるビームを成形する装置に関する。
特に、パワーレーザダイオードの直線アレイによって放
出されるビームを成形する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオードの直線アレイは、光パ
ワーの高いレベルを送出するのに使用されるモノリシッ
クアセンブリである。それらは一般に、接合の平面に平
行な方向（Ｄ／／）において１ｃｍの幅を有し、それら
の放出表面は垂直方向（Ｄ⊥）において高さ約１μｍで
ある。したがって、直線アレイは、幅が高さの１０００
０倍であるので、非対称性の高い光源である。同様に、
放射の拡がりも非対称であり、Ｄ⊥に沿って２５°以上
（３０°〜５０°）であり、Ｄ／／に沿って約１０°で
ある。これらの特徴が組合わさって、Ｄ／／に沿った拡
がりがＤ⊥に沿った拡がりの約２０００倍になるような
幾何的広がりを有する。この高い非対称性は、多くの用
途において、これらの構成要素を効率的に使用すること
を妨たげる。実際、取扱いの難しさを別にすれば、一般
に、例えば光ファイバ内への注入の場合または固体レー
ザの縦方向光ポンピングの場合、回転対称に近い幾何拡
がりを有するビームが使用できることが有利である。
ワーの高いレベルを送出するのに使用されるモノリシッ
クアセンブリである。それらは一般に、接合の平面に平
行な方向（Ｄ／／）において１ｃｍの幅を有し、それら
の放出表面は垂直方向（Ｄ⊥）において高さ約１μｍで
ある。したがって、直線アレイは、幅が高さの１０００
０倍であるので、非対称性の高い光源である。同様に、
放射の拡がりも非対称であり、Ｄ⊥に沿って２５°以上
（３０°〜５０°）であり、Ｄ／／に沿って約１０°で
ある。これらの特徴が組合わさって、Ｄ／／に沿った拡
がりがＤ⊥に沿った拡がりの約２０００倍になるような
幾何的広がりを有する。この高い非対称性は、多くの用
途において、これらの構成要素を効率的に使用すること
を妨たげる。実際、取扱いの難しさを別にすれば、一般
に、例えば光ファイバ内への注入の場合または固体レー
ザの縦方向光ポンピングの場合、回転対称に近い幾何拡
がりを有するビームが使用できることが有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、平行面を有
するプレート、例えばプリズムなど、簡単な光学系を使
用して、この問題を解決することを目的とする。そのよ
うな光学系の利点は、その幾何的拡がりが初期光源のど
ちらの方向においてもより均一に分配された像源が得ら
れることである。
するプレート、例えばプリズムなど、簡単な光学系を使
用して、この問題を解決することを目的とする。そのよ
うな光学系の利点は、その幾何的拡がりが初期光源のど
ちらの方向においてもより均一に分配された像源が得ら
れることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
二つの平坦面によって規定されるフラット光ビームを放
出する発光手段と、ビームの波長において透過性である
平行な主面を有するプレートと、プレート内でのビーム
の伝搬方向が主面に垂直でなく、かつ主入力面上でビー
ムの平面に平行な稜を規定するように、プレート内でビ
ームを伝達する入力手段と、プレート内で一回または複
数回内部反射した後でビームを受容し、かつ主出力面上
で、プレート内のビームの平面に平行でない稜を規定す
る出力手段とを含むフラットビームを成形する装置に関
する。
二つの平坦面によって規定されるフラット光ビームを放
出する発光手段と、ビームの波長において透過性である
平行な主面を有するプレートと、プレート内でのビーム
の伝搬方向が主面に垂直でなく、かつ主入力面上でビー
ムの平面に平行な稜を規定するように、プレート内でビ
ームを伝達する入力手段と、プレート内で一回または複
数回内部反射した後でビームを受容し、かつ主出力面上
で、プレート内のビームの平面に平行でない稜を規定す
る出力手段とを含むフラットビームを成形する装置に関
する。
【０００５】本発明の様々な目的および特徴は、以下の
説明および添付の図面からより明らかになろう。
説明および添付の図面からより明らかになろう。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１ａおよび図１ｂに示される本
発明の装置は、実質上直角の断面を有し、かつ厚さｔ0
が実質上その幅ｂよりも小さい光ビームを送出する光源
Ｓを有する。このビームは、平行面１を有するプレート
がそれに取り付けられるプリズムｐに伝達される。
発明の装置は、実質上直角の断面を有し、かつ厚さｔ0
が実質上その幅ｂよりも小さい光ビームを送出する光源
Ｓを有する。このビームは、平行面１を有するプレート
がそれに取り付けられるプリズムｐに伝達される。
【０００７】光源によって放出されたビームは、（エピ
タキシ平面に垂直な）方向Ｄ⊥において大きい拡がりを
示す。したがって、この拡がりは、円柱レンズＬによっ
てある程度の値以下にまで縮小される。レンズＬは、例
えば、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの直径を有する。例え
ば、標準の光ファイバまたはその収差が補正されたレン
ズを使用することができる。他方の方向Ｄ／／は不変で
ある。したがって、ビームＦは、（Ｄ⊥に沿った）その
高さよりもはるかに大きい（Ｄ／／に沿った）幅を有す
る光「シート」の形をとる。
タキシ平面に垂直な）方向Ｄ⊥において大きい拡がりを
示す。したがって、この拡がりは、円柱レンズＬによっ
てある程度の値以下にまで縮小される。レンズＬは、例
えば、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの直径を有する。例え
ば、標準の光ファイバまたはその収差が補正されたレン
ズを使用することができる。他方の方向Ｄ／／は不変で
ある。したがって、ビームＦは、（Ｄ⊥に沿った）その
高さよりもはるかに大きい（Ｄ／／に沿った）幅を有す
る光「シート」の形をとる。
【０００８】したがって、ビームＦ（図１）はプリズム
ｐ（屈折率ｎ）に入る。プリズムの面ｈは、等屈折率結
合部材（ｉｓｏｉｎｄｅｘ ｂｏｎｄｅｒ）を用いて、
平行面を有するプレートｌ（厚さ＝ｅ、屈折率ｎ）の面
ｇに結合される。本発明の光学系の原理を説明するため
に、光ビームは完全にコリメートされ、プリズムは直角
二等辺プリズムであり、かつビームはその小さい面ｆの
一つによってその中に入ると仮定する。
ｐ（屈折率ｎ）に入る。プリズムの面ｈは、等屈折率結
合部材（ｉｓｏｉｎｄｅｘ ｂｏｎｄｅｒ）を用いて、
平行面を有するプレートｌ（厚さ＝ｅ、屈折率ｎ）の面
ｇに結合される。本発明の光学系の原理を説明するため
に、光ビームは完全にコリメートされ、プリズムは直角
二等辺プリズムであり、かつビームはその小さい面ｆの
一つによってその中に入ると仮定する。
【０００９】ビームは、プリズムの面ｆと入射角αをな
す。これは、本発明は、プリズム内の角δに対応する
（ｓｉｎｅα＝ｎｘｓｉｎｅδ）。
す。これは、本発明は、プリズム内の角δに対応する
（ｓｉｎｅα＝ｎｘｓｉｎｅδ）。
【００１０】光「シート」上にある光線Ｒ1（図２ｂ）
について考える。この光線Ｒ1は、Ａ1において面ｆに当
たり、ちょうどプリズムの稜（Ａ−Ｂ）の位置である、
Ｂ1において面ｈに到達する。このために光ビームの位
置を調節する。プリズムｐの面ｈとプレートｌの面ｇと
の間の等屈折率結合部材のために、光線Ｒ1は、偏向も
損失もなしにプレートｌ内を直接通過し、面ｇ’上のＣ
1において全内部反射（ＴＩＲ）を受ける。角δのため
に、光線Ｒ１は以後、プレートｌ内に捕獲され、Ｄ1、
Ｅ1、．．．において全内部反射を受け、最後にｇおよ
びｇ’に対して、例えば４５°傾斜した面ｇ”上のＺ１
に到達する。光線Ｒ1は、この場合、プレートｌから角
度αで出る。
について考える。この光線Ｒ1は、Ａ1において面ｆに当
たり、ちょうどプリズムの稜（Ａ−Ｂ）の位置である、
Ｂ1において面ｈに到達する。このために光ビームの位
置を調節する。プリズムｐの面ｈとプレートｌの面ｇと
の間の等屈折率結合部材のために、光線Ｒ1は、偏向も
損失もなしにプレートｌ内を直接通過し、面ｇ’上のＣ
1において全内部反射（ＴＩＲ）を受ける。角δのため
に、光線Ｒ１は以後、プレートｌ内に捕獲され、Ｄ1、
Ｅ1、．．．において全内部反射を受け、最後にｇおよ
びｇ’に対して、例えば４５°傾斜した面ｇ”上のＺ１
に到達する。光線Ｒ1は、この場合、プレートｌから角
度αで出る。
【００１１】光「シート」の下にある光線Ｒ’1（図２
ｂ）について考える。この光線Ｒ’1は、Ａ’1において
面に当たり、プリズムの稜（Ａ−Ｂ）の下の、高さｔの
ところの、Ｂ’1において面ｈに到達する。光線Ｒ1の場
合と同様に、光線Ｒ’1は、偏向も損失もなしにプレー
トｌ内を直接通過し、面ｇ”上のＣ’1において全内部
反射（ＴＩＲ）を受ける。
ｂ）について考える。この光線Ｒ’1は、Ａ’1において
面に当たり、プリズムの稜（Ａ−Ｂ）の下の、高さｔの
ところの、Ｂ’1において面ｈに到達する。光線Ｒ1の場
合と同様に、光線Ｒ’1は、偏向も損失もなしにプレー
トｌ内を直接通過し、面ｇ”上のＣ’1において全内部
反射（ＴＩＲ）を受ける。
【００１２】光線Ｒ’1もプレートｌ内に捕獲され、か
つＤ’1などにおいて全反射を受けるように、ｔおよび
δは、関係式
つＤ’1などにおいて全反射を受けるように、ｔおよび
δは、関係式
【００１３】
【数１】
【００１４】を満足しなければならない。光線Ｒ1と同
じ回数の反射を受けた後、光線Ｒ’1は、Ｚ1の下ｔのと
ころにあるＺ’1において面ｇ’によってプレートｌか
ら出る。
じ回数の反射を受けた後、光線Ｒ’1は、Ｚ1の下ｔのと
ころにあるＺ’1において面ｇ’によってプレートｌか
ら出る。
【００１５】光「シート」上にあるＲ1と同じ位置にあ
り、かつＡ2においてｆに当たる光線Ｒ2について考え
る。前の光線Ｒ1のまわりの適切な回転によって、光線
Ｒ2は、ちょうどプリズムの稜（Ａ−Ｂ）のレベルにお
いて、Ｂ2において面ｈに到達する。したがって、光
「シート」は稜（Ａ−Ｂ）に直角になり、したがって、
図１の上面図の平面に対して角βだけ傾斜する。光線Ｒ
1の場合と同様に、光線Ｒ2は、次いで点Ｃ2、Ｄ2を通過
し、最後にプレートｌの面ｇ”上のＺ2から出る。光線
Ｒ’1と同様に、光線Ｒ2の下にある光線Ｒ’2は、Ｚ2の
下のＺ’2から出る。
り、かつＡ2においてｆに当たる光線Ｒ2について考え
る。前の光線Ｒ1のまわりの適切な回転によって、光線
Ｒ2は、ちょうどプリズムの稜（Ａ−Ｂ）のレベルにお
いて、Ｂ2において面ｈに到達する。したがって、光
「シート」は稜（Ａ−Ｂ）に直角になり、したがって、
図１の上面図の平面に対して角βだけ傾斜する。光線Ｒ
1の場合と同様に、光線Ｒ2は、次いで点Ｃ2、Ｄ2を通過
し、最後にプレートｌの面ｇ”上のＺ2から出る。光線
Ｒ’1と同様に、光線Ｒ2の下にある光線Ｒ’2は、Ｚ2の
下のＺ’2から出る。
【００１６】光線Ｒ1が受ける全内部反射の回数Ｎは、
距離Ａ’Ｂ1（図２ｂ）に依存する。したがって、Ｎ＝
２×Ｅ［（Ａ’Ｂ1）／（２ｅ）］が成り立つ。ただ
し、Ｅ［ｘ］はｘの整数部分を表す。したがって、点Ｚ
1の寸法ｚは
距離Ａ’Ｂ1（図２ｂ）に依存する。したがって、Ｎ＝
２×Ｅ［（Ａ’Ｂ1）／（２ｅ）］が成り立つ。ただ
し、Ｅ［ｘ］はｘの整数部分を表す。したがって、点Ｚ
1の寸法ｚは
【００１７】
【数２】
【００１８】に等しい。
【００１９】したがって、光「シート」は、角δだけ傾
斜した「ストリップレット」の重ね合わせに変換され
る。
斜した「ストリップレット」の重ね合わせに変換され
る。
【００２０】図２ａに、ビームＦ面上での反射の機構を
示す。この機構は、この図面では、光線Ｒ1およびＲ2に
よって示されている。ビームのこの面はプリズムの面ｆ
への垂線に対して角度αをなし、面ｆ上のその軌跡はプ
リズムの断面に対して角度βをなす。したがって、光線
Ｒ１およびＲ2は、プレートｌに共通のプリズムの稜上
にある二つの点Ｂ1およびＢ2を通過する。これらの光線
は、上述のように、プレートｌ内で一連の全内部反射を
受ける。説明を簡単にするために、図面には、プレート
の面ｇ’上での反射Ｃ１−Ｃ２、Ｅ１−Ｅ２、Ｇ１−Ｇ
２、．．．の軌跡のみが示されている。三回反射した
後、ビームは、プレートの側面ｇ”に到達する。したが
って、ビームは、光ストリップレットＴ１、Ｔ２、Ｔ３
に分割されることが分かる。したがって、図３に、ビー
ムＦの光「シート」の光ストリップレットのスタックへ
の変換を示す。
示す。この機構は、この図面では、光線Ｒ1およびＲ2に
よって示されている。ビームのこの面はプリズムの面ｆ
への垂線に対して角度αをなし、面ｆ上のその軌跡はプ
リズムの断面に対して角度βをなす。したがって、光線
Ｒ１およびＲ2は、プレートｌに共通のプリズムの稜上
にある二つの点Ｂ1およびＢ2を通過する。これらの光線
は、上述のように、プレートｌ内で一連の全内部反射を
受ける。説明を簡単にするために、図面には、プレート
の面ｇ’上での反射Ｃ１−Ｃ２、Ｅ１−Ｅ２、Ｇ１−Ｇ
２、．．．の軌跡のみが示されている。三回反射した
後、ビームは、プレートの側面ｇ”に到達する。したが
って、ビームは、光ストリップレットＴ１、Ｔ２、Ｔ３
に分割されることが分かる。したがって、図３に、ビー
ムＦの光「シート」の光ストリップレットのスタックへ
の変換を示す。
【００２１】「ストリップレット」が互いに接触するた
めには、光「シート」の《厚さ》ｔは
めには、光「シート」の《厚さ》ｔは
【００２２】
【数３】
【００２３】を満足しなければならない。
【００２４】これは、上で定義した境界値に対応する。
これらの条件では、光「シート」の断面は、一定の表面
積を維持するために変換されている。したがって、ｅま
たはδを調整することによってビームの高さ／幅比を変
更することができる（ｔの値は一定であり、かつｅおよ
びδは前の関係式を満足すると仮定する）。したがっ
て、光ビームの《光スタック》が作られる。これは、分
割され、次いで交互に重ねられる。
これらの条件では、光「シート」の断面は、一定の表面
積を維持するために変換されている。したがって、ｅま
たはδを調整することによってビームの高さ／幅比を変
更することができる（ｔの値は一定であり、かつｅおよ
びδは前の関係式を満足すると仮定する）。したがっ
て、光ビームの《光スタック》が作られる。これは、分
割され、次いで交互に重ねられる。
【００２５】ビームが完全にコリメートされない場合で
も、プレートｌの面ｇおよびｇ’上へのビームの入射が
全反射の状態を維持するならば、上で説明した原理は変
わらない。これらは、Ｄ／／およびＤ⊥に沿った拡がり
を考慮するために修正され上記計算により得られる制限
である。例えば、光「シート」の「厚さ」ｔは、もはや
稜（Ａ−Ｂ）において一定である必要はない。プレート
ｌの出射における拡がりは、入射θ／／およびθ⊥にお
ける拡がりと同じままである。
も、プレートｌの面ｇおよびｇ’上へのビームの入射が
全反射の状態を維持するならば、上で説明した原理は変
わらない。これらは、Ｄ／／およびＤ⊥に沿った拡がり
を考慮するために修正され上記計算により得られる制限
である。例えば、光「シート」の「厚さ」ｔは、もはや
稜（Ａ−Ｂ）において一定である必要はない。プレート
ｌの出射における拡がりは、入射θ／／およびθ⊥にお
ける拡がりと同じままである。
【００２６】直線アレイの幾何的拡がりをどちらの方向
においても均一にするためには、ビームの幅と出力にお
ける拡がりθ／／との積が、ビームの高さと拡がりθ⊥
との積に等しくなるように、ビームの断面を修正すれば
十分である。光学系の出力におけるビームが完全に回転
対称性を保持する幾何的拡がりを有する場合でも、寸法
（したがって拡がり）が対称である必要はない。これ
は、例えば、異なる倍率の値を有する変換された直線ア
レイを結像する二つの円柱レンズを使用することによっ
て補正され、したがって幾何的拡がりを変更することな
くサイズの差が補償される。
においても均一にするためには、ビームの幅と出力にお
ける拡がりθ／／との積が、ビームの高さと拡がりθ⊥
との積に等しくなるように、ビームの断面を修正すれば
十分である。光学系の出力におけるビームが完全に回転
対称性を保持する幾何的拡がりを有する場合でも、寸法
（したがって拡がり）が対称である必要はない。これ
は、例えば、異なる倍率の値を有する変換された直線ア
レイを結像する二つの円柱レンズを使用することによっ
て補正され、したがって幾何的拡がりを変更することな
くサイズの差が補償される。
【００２７】以上、本発明について図１ａ、図１ｂ、図
２ａ〜図２ｃの実施形態と関連して説明した。
２ａ〜図２ｃの実施形態と関連して説明した。
【００２８】次のような他の別形態も考えられる。
【００２９】水平面内でのビームのプレート上への入射
角が４５°（図１ｂ）である場合について本発明の装置
を説明したが、ビームがプレートｌの面ｇおよびｇ’上
への全反射の状態を維持するならば、原則として、任意
の角度が可能である。
角が４５°（図１ｂ）である場合について本発明の装置
を説明したが、ビームがプレートｌの面ｇおよびｇ’上
への全反射の状態を維持するならば、原則として、任意
の角度が可能である。
【００３０】プリズムｐの形状は変更できる。重要な点
は、光「シート」が稜（Ａ−Ｂ）に直角になることであ
る。例えば、ビームがプリズムの入射面に対して垂直入
射するように装置を配置することができる。
は、光「シート」が稜（Ａ−Ｂ）に直角になることであ
る。例えば、ビームがプリズムの入射面に対して垂直入
射するように装置を配置することができる。
【００３１】同様に、プレートｌの出射位相ｇ”を４５
°以外の角度で傾斜させたり、プレートの平面内で回転
させることができる。これにより、特に垂直方向に完全
に整合したスタックが得られる。
°以外の角度で傾斜させたり、プレートの平面内で回転
させることができる。これにより、特に垂直方向に完全
に整合したスタックが得られる。
【００３２】プリズムｐの代わりに、一定の厚さｔを有
しかつδだけ傾斜した小さいプレートを使用することが
できる（図５のプレートＧ参照）。このプリズムは、前
のプリズムの役目を果たす他に、垂直方向の拡がり（θ
⊥）に関わらず光「シート」上に一定の厚さを与える。
しかつδだけ傾斜した小さいプレートを使用することが
できる（図５のプレートＧ参照）。このプリズムは、前
のプリズムの役目を果たす他に、垂直方向の拡がり（θ
⊥）に関わらず光「シート」上に一定の厚さを与える。
【００３３】光源（ダイオード直線アレイ＋コリメーシ
ョンレンズ）は、一つまたは複数のレンズによって稜
（Ａ−Ｂ）と光学系ｇ”の出射面との間で結像させるこ
とができる。像は、スポットの連続体、すなわち直線ア
レイを構成する基本ダイオード（または基本ダイオード
のアレイ）の像である。実際、直線アレイのスペースフ
ァクタは１ではない（連続直線アレイの場合、それは一
般に０．５以下である）。この結像は二つの利点を有す
る。ビームがプレートｌの出射面ｇ”のエッジによって
分割される領域が暗い領域に対応するように配置し、そ
れによりこのレベルにおける回折損失を規定することが
できる。さらに、それにより、ダイオードのアレイまた
はコリメーションレンズのわずかな曲がりに従う光「シ
ート」の可能な曲がりが最小になる。言い換えれば、
「スマイル問題」が最小になる。
ョンレンズ）は、一つまたは複数のレンズによって稜
（Ａ−Ｂ）と光学系ｇ”の出射面との間で結像させるこ
とができる。像は、スポットの連続体、すなわち直線ア
レイを構成する基本ダイオード（または基本ダイオード
のアレイ）の像である。実際、直線アレイのスペースフ
ァクタは１ではない（連続直線アレイの場合、それは一
般に０．５以下である）。この結像は二つの利点を有す
る。ビームがプレートｌの出射面ｇ”のエッジによって
分割される領域が暗い領域に対応するように配置し、そ
れによりこのレベルにおける回折損失を規定することが
できる。さらに、それにより、ダイオードのアレイまた
はコリメーションレンズのわずかな曲がりに従う光「シ
ート」の可能な曲がりが最小になる。言い換えれば、
「スマイル問題」が最小になる。
【００３４】直線アレイおよび光学系の二つのアセンブ
リのビームを偏光多重化によって重ね合わせることがで
きる。
リのビームを偏光多重化によって重ね合わせることがで
きる。
【００３５】損失を最小限に抑えるために、光学系の入
射面／出射面に反射防止処理を施すことができる。
射面／出射面に反射防止処理を施すことができる。
【００３６】（金属、誘電体など）反射性デポジットを
実施することによって、プレートｌの面上で全内部反射
をなくすことができる。
実施することによって、プレートｌの面上で全内部反射
をなくすことができる。
【００３７】微細加工、成型または研磨によって光学系
をモノリシックに構成することができる。
をモノリシックに構成することができる。
【００３８】単一直線アレイではなく、それぞれ個々に
コリメートされた直線アレイのスタックを使用すること
ができる。これは、より幅の広い光「シート」を考慮す
ることになる。
コリメートされた直線アレイのスタックを使用すること
ができる。これは、より幅の広い光「シート」を考慮す
ることになる。
【００３９】図４に、本発明の装置が、単に入射面ｅ１
および適切に切断された出射面を有する平行面１を有す
るプレートによって構成される別形態を示す。図４にお
いて、プレートｌは、基準座標ｘｙｚを有する三面体の
形で示されている。面ｅ１は、三面体の基準平面のいず
れにも平行でなく、プレートの主面に垂直でなく、した
がってフラットビームＦは、この面を通ってプレートに
貫入し、全内部反射を受ける。したがって、前述の動作
が再び得られる。ビームは適切に傾斜しているので、ビ
ームは次いで、複数回反射した後で出射面ｓ１に到達す
る。ウエハｓ１（出射面）とプレートの背面との接合部
のところにある稜「ａ」がビームの小さいストリップへ
の切断を達成する。
および適切に切断された出射面を有する平行面１を有す
るプレートによって構成される別形態を示す。図４にお
いて、プレートｌは、基準座標ｘｙｚを有する三面体の
形で示されている。面ｅ１は、三面体の基準平面のいず
れにも平行でなく、プレートの主面に垂直でなく、した
がってフラットビームＦは、この面を通ってプレートに
貫入し、全内部反射を受ける。したがって、前述の動作
が再び得られる。ビームは適切に傾斜しているので、ビ
ームは次いで、複数回反射した後で出射面ｓ１に到達す
る。ウエハｓ１（出射面）とプレートの背面との接合部
のところにある稜「ａ」がビームの小さいストリップへ
の切断を達成する。
【００４０】図６に、図１ａないし図２ｃの装置の直接
別形態を示す。この別形態によれば、ビームの出射を可
能にする面ｇ’に取り付けられた出射プリズムＰ’が備
られる。このプリズムは、構造が対称動作を有するよう
に設計し、位置決めすることができる。
別形態を示す。この別形態によれば、ビームの出射を可
能にする面ｇ’に取り付けられた出射プリズムＰ’が備
られる。このプリズムは、構造が対称動作を有するよう
に設計し、位置決めすることができる。
【００４１】また、図４と図６を結合し、プレートｌが
入射面ｅ１および出射プリズムＰ’を有する別形態を得
ることも可能である。この別形態は、図１ａおよび図１
ｂのそれと対称な装置である。
入射面ｅ１および出射プリズムＰ’を有する別形態を得
ることも可能である。この別形態は、図１ａおよび図１
ｂのそれと対称な装置である。
【００４２】同様に、上記説明では、入射面および出射
面（または装置）について検討したが、本発明の光学系
は、出射手段が入射手段になったり、入射手段が出射手
段になったりして、対称に動作することができる。
面（または装置）について検討したが、本発明の光学系
は、出射手段が入射手段になったり、入射手段が出射手
段になったりして、対称に動作することができる。
【図１ａ】本発明による装置の実施形態を示す図であ
る。
る。
【図１ｂ】本発明による装置の実施形態を示す図であ
る。
る。
【図２ａ】本発明による装置の動作を示す図である。
【図２ｂ】本発明による装置の動作を示す図である。
【図２ｃ】本発明による装置の動作を示す図である。
【図３】平行な面を有するプレートの出射面上の出射ビ
ームの軌跡を示す図である。
ームの軌跡を示す図である。
【図４】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図５】本発明の代替実施形態を示す図である。
【図６】本発明の代替実施形態を示す図である。
ｌ プレート Ｓ 光源 Ｌ 円柱レンズ Ｆ ビーム Ｐ プリズム Ｐ’ 出射プリズム Ｒ1 光線 Ｒ2 光線 ｓ1 出射面 ａ 稜 ｇ 面
Claims (11)
- 【請求項１】 二つの平坦面によって規定されるフラッ
ト光ビームを放出する発光手段と、 前記ビームの波長において透過性である平行な主面を有
するプレートと、 該プレート内でのビームの伝搬方向が主面に垂直でな
く、かつ主入力面上で前記ビームの平面に平行な稜を規
定するように、該プレート内でビームを伝達する入力手
段と、 該プレート内で一回または複数回内部反射した後で前記
ビームを受容し、かつ主出力面上で、該プレート内のビ
ームの平面に平行でない稜を規定する出力手段とを含む
フラットビームを成形する装置。 - 【請求項２】 平行な面を有する前記プレートが、主入
力面に対して０でない角度をなしかつプレートへのビー
ムの入射を可能にする角度でビームを受容する入力エッ
ジを含み、該プレートと主入力面の間の稜が入力手段の
前記稜を規定する請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 入力手段が光ビームの波長において透過
性であり、少なくとも一つの第一の面および一つの第二
の面および一つの端面を含み、該第二の面がプレートの
主面に取り付けられたプリズムを含み、 ビームが、該プレートとプリズムの端面との交差部分に
平行な領域内で平行な面を有するプレートに到達するよ
うに、ビームがプリズムの第一の面に入射し、前記交差
部分が前記入力手段の前記稜である請求項１に記載の装
置。 - 【請求項４】 入力手段が、平行な面を有するプレート
の屈折率と一致する屈折率を有するガイド材料から製造
した光ガイドを含む請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 平行な面を有するプレートが、その配向
が前記主出力面とともに出力手段の前記稜を規定する出
力エッジを含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 出力手段が、光ビームの波長において透
過性であり、少なくとも一つの第一の面および一つの第
二の面および一つの端面を含み、該第一の面がプレート
の主出力面に取り付けられ、端面が主出力面とともに出
力手段の前記稜を規定するプリズムを含む請求項１に記
載の装置。 - 【請求項７】 主入力面および主出力面が同じ面である
かまたはプレートの二つの主面である請求項２から６の
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項８】 一つまたは複数のプリズムと平行な面を
有するプレートとが、同じ屈折率を有し、かつ等屈折率
結合材によって結合される請求項３、４または６に記載
の装置。 - 【請求項９】 ビームの上部が入力手段の前記エッジに
接する場合、ビームの底部が、主入力面に対向するビー
ムの主面上で反射した後で、主入力面上の入力手段を有
しない主入力面の領域内で反射されるように、ビームの
厚さとプレートの厚さがリンクされる請求項１から３の
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１０】 プリズムが二等辺直角プリズムである
請求項３または６に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記稜がプレート内のビームの伝搬方
向に平行であり、かつプレート内のビームの平坦面に垂
直な平面内に含まれる請求項１、５または６のいずれか
一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9605425 | 1996-04-30 | ||
| FR9605425A FR2748127B1 (fr) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | Dispositif de mise en forme d'un faisceau plat |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1039250A true JPH1039250A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=9491717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11264397A Pending JPH1039250A (ja) | 1996-04-30 | 1997-04-30 | フラットビームを成形する装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0805368A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1039250A (ja) |
| FR (1) | FR2748127B1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2783056B1 (fr) * | 1998-09-04 | 2000-11-24 | Thomson Csf | Systeme de mise en forme d'un faisceau optique |
| WO2000057229A1 (en) * | 1999-03-23 | 2000-09-28 | Iridex Corporation | Direct diode laser with fiber delivery |
| EP1400832B1 (en) | 2002-09-19 | 2014-10-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer and laser irradiation apparatus and method of manufacturing semiconductor device |
| SG137674A1 (en) | 2003-04-24 | 2007-12-28 | Semiconductor Energy Lab | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, and method for manufacturing semiconductor device |
| DE102004016835A1 (de) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Bosch Gmbh Robert | Optische Vorrichtung zum Aufbereiten eines Strahles, insbesondere eines Laserstrahles |
| US7664365B2 (en) | 2004-10-27 | 2010-02-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, and laser irradiation method, laser irradiation apparatus, and laser annealing method of non-single crystalline semiconductor film using the same |
| EP1717663A1 (en) | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Shuttle Inc. | Power-managing key apparatus and method for the same |
| WO2007071413A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-06-28 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Optical system and method for shaping a profile of a laser beam |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4124311A1 (de) * | 1991-07-23 | 1993-01-28 | Zeiss Carl Fa | Anordnung zur kohaerenzreduktion und strahlformung eines laserstrahls |
| GB9324589D0 (en) * | 1993-11-30 | 1994-01-19 | Univ Southampton | Beam shaping device |
-
1996
- 1996-04-30 FR FR9605425A patent/FR2748127B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-29 EP EP97400957A patent/EP0805368A1/fr not_active Withdrawn
- 1997-04-30 JP JP11264397A patent/JPH1039250A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0805368A1 (fr) | 1997-11-05 |
| FR2748127B1 (fr) | 1998-07-17 |
| FR2748127A1 (fr) | 1997-10-31 |
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