JPH11223795A - Method for reducing coherence of light and device therefor, method for illumination and device therefor and bundle fiber - Google Patents

Method for reducing coherence of light and device therefor, method for illumination and device therefor and bundle fiber

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JPH11223795A
JPH11223795A JP10025646A JP2564698A JPH11223795A JP H11223795 A JPH11223795 A JP H11223795A JP 10025646 A JP10025646 A JP 10025646A JP 2564698 A JP2564698 A JP 2564698A JP H11223795 A JPH11223795 A JP H11223795A
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light
optical fiber
coherence
fiber
optical fibers
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Hiroshi Suganuma
洋 菅沼
Yutaka Imai
裕 今井
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the coherence of a light in a simple constitution. SOLUTION: A coherent light α is made incident to an incident end part 3 of a bundle fiber 1 constituted of plural optical fibers 2a, 2b,... with different length which is the coherence length of the coherent light α or more, and emitted as a coherent optical beam from a light outgoing side fiber bundle part 4 of the bundle fiber 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光のコヒーレンス
低減方法及びその装置、照明方法及びその装置、並びに
バンドルファイバーに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for reducing coherence of light, an illumination method and apparatus, and a bundle fiber.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、例えば投射型液晶ディスプレイや
計測装置等の照明装置に用いる照明光の光源としては、
コストや簡便性など様々な理由から、ランプや発光ダイ
オード（ＬＥＤ：light emitting diode）などのインコ
ヒーレント（非干渉性）光源が用いられてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a light source of illumination light used for an illumination device such as a projection type liquid crystal display or a measuring device, for example,
For various reasons, such as cost and simplicity, incoherent (incoherent) light sources such as lamps and light emitting diodes (LEDs) have been used.

【０００３】これに対して、固体レーザー、気体レーザ
ー、半導体レーザー等のレーザーを光源とするレーザー
光を照明光に用いようとする試みがなされている。レー
ザー光は指向性に優れると同時に高い強度を有してお
り、コヒーレント性（可干渉性）の高い光ビームである
が、ここで最も技術的に困難な問題となるのは、コヒー
レント性の高さ故に発生するスペックルである。[0003] On the other hand, attempts have been made to use laser light from a laser such as a solid laser, a gas laser, or a semiconductor laser as a light source as illumination light. The laser beam has a high directivity and a high intensity at the same time, and is a light beam with high coherence (coherence). However, the most technically difficult problem here is the high coherence. This is the speckle that occurs.

【０００４】例えば、半導体レーザーは、光電変換効率
が非常に高く、指向性に優れたレーザー光を出射する光
源であるが、可干渉性（コヒーレンス）の高さによるス
ペックルの問題故に、照明用光源として用いられること
は少なかった。For example, a semiconductor laser is a light source having a very high photoelectric conversion efficiency and emitting a laser beam having excellent directivity. However, a semiconductor laser has a problem of speckle due to a high coherence, so that it is used for illumination. It was rarely used as a light source.

【０００５】また、１９７０年代には、レーザー光を用
いたディスプレイ（以下、レーザーディスプレイと称す
る。）の研究が各地で行われたが、光源の出力不足や変
調方法などの課題の他に、その実用化の障害となった問
題の一つは、このスペックルの問題であった。In the 1970's, research on displays using laser light (hereinafter referred to as laser displays) was conducted in various places. One of the problems that hindered the practical application was the problem of speckle.

【０００６】近年、固体レーザーの波長変換を用いた高
出力レーザーや、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の三原
色を発振可能な半導体レーザー、さらに、液晶やマイク
ロマシンを用いた空間変調器など、レーザーディスプレ
イのキーコンポーネントとなる要素技術の開発が急ピッ
チで進んでいる。In recent years, a high-power laser using wavelength conversion of a solid-state laser, a semiconductor laser capable of oscillating three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and a space using a liquid crystal or a micromachine. The development of key technologies such as modulators, which are key components of laser displays, is progressing at a rapid pace.

【０００７】これに対して、スペックル（スペックルパ
ターン）は、レーザーディスプレイの他、近年では、半
導体露光装置の分野でも大きな問題になってきており、
これに対する対策が進められている。これは、解像度を
向上させるために、短波長光源であるエキシマレーザー
が導入されてきたことが背景にある。On the other hand, speckles (speckle patterns) have recently become a serious problem in the field of semiconductor exposure apparatuses in addition to laser displays.
Countermeasures are being taken against this. This is because excimer lasers, which are short wavelength light sources, have been introduced to improve resolution.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】コヒーレンスの制御、
即ちスペックル対策として、例えば、半導体の露光装置
においては、図１３に示すように、長さの異なるエレメ
ントから構成されるフライアイレンズ７１を用い、この
フライアイレンズ７１の出射側端面とマスク７３との間
であって、互いからの距離ｆの位置にレンズ７２を配す
るといったコヒーレンス低減法が提案されている（渋谷
真人、上原誠、“照明光学装置”、特公昭６０−２３０
６２９号公報参照）。SUMMARY OF THE INVENTION Control of coherence,
That is, as a countermeasure against speckles, for example, in a semiconductor exposure apparatus, as shown in FIG. 13, a fly-eye lens 71 composed of elements having different lengths is used. And a coherence reduction method in which the lens 72 is disposed at a distance f from each other (Mahito Shibuya, Makoto Uehara, "Illumination optical device", Japanese Patent Publication No. 60-230)
629).

【０００９】しかしながら、この方法においては、フラ
イアイレンズ７１のエレメント長が大きくなり、また、
各エレメントからの照明領域の大きさが異なるので効率
が低下するなどの課題があった。However, according to this method, the element length of the fly-eye lens 71 is increased, and
Since the size of the illumination area from each element is different, there is a problem that the efficiency is reduced.

【００１０】また、同様の効果を、図１４に示すような
プリズム７５を用いて実現することが提案されている
（特願昭６３−２２１３１号公報参照）。しかしなが
ら、この方法では、コヒーレンス低減効果が不十分であ
り、また、光学的ロスが大きい。It has also been proposed to achieve the same effect by using a prism 75 as shown in FIG. 14 (see Japanese Patent Application No. 63-22131). However, this method has an insufficient coherence reduction effect and has a large optical loss.

【００１１】また、原理的には、屈折率の分散を用いて
同様の効果を上げることもできるが、通常の屈折率分散
を用いる方法で十分な効果を得るためには、コヒーレン
ス低減のためのエレメントが巨大化するという問題があ
った。In principle, the same effect can be obtained by using the dispersion of the refractive index. However, in order to obtain a sufficient effect by the ordinary method using the dispersion of the refractive index, it is necessary to reduce the coherence. There was a problem that elements became huge.

【００１２】この他にも、コヒーレンス制御の手法は数
多く提案されている。しかしながら、いずれも手法によ
っても、ディスプレイや顕微鏡等において、被照明物体
と肉眼との間に生じるスペックルを十分に低下させるに
は至っていない。さらに、このスペックルを取り除くた
めには、リソグラフィーなどの投影露光装置よりも厳し
いコスーレンス制御が必要になる。Many other coherence control methods have been proposed. However, none of these methods has sufficiently reduced speckles generated between an illuminated object and the naked eye in a display, a microscope, or the like. Further, in order to remove the speckle, it is necessary to perform more strict cost control than a projection exposure apparatus such as lithography.

【００１３】即ち、図１５に示すように、照明光ａによ
って照明された物体８０は、レンズ８１によってスクリ
ーン８２上にその像８３を結ぶ。ここで、照明光ａがコ
ヒーレント光の場合、物体８０の粗面状態やレンズ８１
の光学面の状態等によるランダムな位相の錯乱を受け
て、スクリーン８２上の像８３はスペックルを伴う。That is, as shown in FIG. 15, an object 80 illuminated by the illumination light a forms an image 83 on a screen 82 by a lens 81. Here, when the illumination light a is coherent light, the rough surface state of the object 80 or the lens 81
The image 83 on the screen 82 is accompanied by speckle due to random phase confusion caused by the state of the optical surface.

【００１４】さらに、図１６に模式的に示すように、物
体のレンズによるスクリーン上の像を目で観察すること
は、物体８５のレンズ８６によるスクリーン８７上の像
を眼球８８によって網膜８９に結像することに他ならな
い。即ち、この過程で、スクリーン８７と眼球８８とに
おける光の錯乱によってランダムな位相のずれが光路に
生じ、この結像過程でもスペックルが発生する。また、
たとえスクリーン８７上の像にスペックルが重畳されて
いなくても、像平面上で空間的コヒーレンスがあれば、
肉眼（網膜８９）上で二次のスペックルが生じる。Further, as schematically shown in FIG. 16, observing the image of the object on the screen by the lens with the eyes is to form the image of the object 85 on the screen 87 by the lens 86 with the eyeball 88 on the retina 89. It is nothing more than an image. That is, in this process, a random phase shift occurs in the optical path due to light confusion between the screen 87 and the eyeball 88, and speckles also occur in this imaging process. Also,
Even if the speckle is not superimposed on the image on the screen 87, if there is spatial coherence on the image plane,
Secondary speckles occur on the naked eye (retina 89).

【００１５】また、リソグラフィー技術に基づく投影露
光装置において用いられるミラー揺動や回転拡散板など
の手法は、コヒーレンスを低下させる訳ではなく、スペ
ックルを移動させて平均化させるだけなので、これらの
手法を用いても、肉眼に生じるスペックルに対する効果
はあまりない。この手法を、ディスプレイ等に適応しよ
うとすれば、スクリーンなどの被照明物体と目の間の位
置関係が変わるよう、スクリーンを振動させる他ない
（Eric G. Rawson, Antonio B. Nafarrate, Robert E.
Norton, Joseph W. Goodman,“Speckle-free rear-proj
ection screen using two close screens in slow rela
tive motion,”Journal of Optical Society of Americ
a, Vol. 66, No. 11, November 1976, pp 1290-1294 参
照）。しかしながら、これは実用上はなはだ不便であ
る。Further, the methods such as the mirror swing and the rotating diffuser used in the projection exposure apparatus based on the lithography technique do not lower the coherence but only move and average the speckles. Is not very effective for speckles that occur to the naked eye. To adapt this method to displays, etc., the only way to vibrate the screen is to change the positional relationship between the illuminated object such as the screen and the eyes (Eric G. Rawson, Antonio B. Nafarrate, Robert E.
Norton, Joseph W. Goodman, “Speckle-free rear-proj
ection screen using two close screens in slow rela
tive motion, ”Journal of Optical Society of Americ
a, Vol. 66, No. 11, November 1976, pp. 1290-1294). However, this is practically inconvenient.

【００１６】他方、これまで光ファイバーは、主に通信
用途を目指して開発が進められており、その構成材料と
しては、石英などを主成分とするガラス材料（ガラスフ
ァイバー）が主に用いられてきた。また、モード分散を
避けるために、シングルモード光ファイバーの開発に主
眼が置かれてきた。On the other hand, optical fibers have been developed so far mainly for communication applications, and glass materials (glass fibers) mainly composed of quartz or the like have been mainly used as constituent materials. . Also, to avoid modal dispersion, the focus has been on the development of single mode optical fibers.

【００１７】また、ガラスファイバーは、可視短波長域
の光ビームを伝搬する場合には、散乱が増加し、その透
過率が低下することが知られている。従って、可視光に
対する光ファイバーの応用は、長距離の電送を必要とし
ない顕微鏡などの照明用の多モード光ファイバーなどに
限られてきた。特に、多モード光ファイバーを用いた場
合、出射光の強度分布が均一になるため、フライアイレ
ンズなどの複雑な光学系を必要としないことも大きなメ
リットである。Further, it is known that, when a glass fiber transmits a light beam in a visible short wavelength region, scattering increases and its transmittance decreases. Therefore, the application of optical fibers to visible light has been limited to multimode optical fibers for illumination, such as microscopes, which do not require long-distance transmission. In particular, when a multi-mode optical fiber is used, the intensity distribution of the emitted light becomes uniform, so that there is a great merit that a complicated optical system such as a fly-eye lens is not required.

【００１８】これに対して、最近、プラスチック多モー
ド光ファイバーが開発されて、注目を集めている（Taka
aki Ishigure, Eisuke Nihei, and Yasuhiro Koike,
“Graded-index polymer optical fiber for high-spee
d data communication”,Applied Optics, Vol.33, No.
19, 1 July 1994, pp 4261-4266 参照）。On the other hand, recently, a plastic multi-mode optical fiber has been developed and has attracted attention (Taka
aki Ishigure, Eisuke Nihei, and Yasuhiro Koike,
“Graded-index polymer optical fiber for high-spee
d data communication ”, Applied Optics, Vol. 33, No.
19, 1 July 1994, pp 4261-4266).

【００１９】プラスチックファイバーは、ガラスファイ
バーに比べて、安価で軽量であり、可視域において最大
の透過効率を示すという特徴がある。さらに、モード分
散も通常のガラスファイバーに比べて非常に大きい。Plastic fibers are characterized by being cheaper and lighter than glass fibers, and exhibiting maximum transmission efficiency in the visible region. Further, the mode dispersion is much larger than that of ordinary glass fibers.

【００２０】また、最近では、紫外域レーザー電送用の
中空導波路も研究されている（第５８回応用物理学会学
術講演会予行集、３ａ−ＳＲ−１８、坪倉正樹、橋新裕
一、久保宇市、「紫外レーザーパワー電送用中空導波路
の改善」参照）。Recently, hollow waveguides for ultraviolet laser transmission have also been studied (The 58th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, 3a-SR-18, Masaki Tsubokura, Yuichi Hashi, Yuu Kubo) Shichi, "Improvement of hollow waveguide for ultraviolet laser power transmission").

【００２１】さらに、多モード光ファイバー伝搬中の多
モード分散により、スペックルのコントラストが低下す
ることは知られていた（今井正明、「光ファイバーのゆ
らぎ特性とスペックル」、光学第８巻第３号、１９７９
年６月 ｐ１２８−１３４参照）。Furthermore, it has been known that the contrast of speckles is reduced due to the multimodal dispersion during propagation of the multimode optical fiber (Masaki Imai, “Fluctuation Characteristics and Speckle of Optical Fiber”, Optics, Vol. 8, No. 3). , 1979
June, p. 128-134).

【００２２】即ち、図１７に示すように、コア９３とク
ラッド９４とからなる多モード光ファイバー９２中で
は、異なるモードを有するレーザー光９０及びレーザー
光９１はそれぞれ異なる伝搬速度を有しているので、多
モード光ファイバー９２の出射端９５側にて、互いに異
なるモード成分を有する光ビームは、異なる時間
（ｔ1、ｔ2 及びｔ3 ）に入射した光ビームに対応する
ようになる。従って、もし、このモード分散による広が
りがコヒーレンス長以上ならば、出射光のコヒーレンス
は低下する。That is, as shown in FIG. 17, in a multimode optical fiber 92 composed of a core 93 and a clad 94, laser beams 90 and 91 having different modes have different propagation speeds. at the exit end 95 side of the multimode optical fiber 92, the light beam having a different mode components from each other, so corresponding to the light beam incident at different times (t 1, t 2 and t 3). Therefore, if the spread due to the mode dispersion is equal to or longer than the coherence length, the coherence of the emitted light decreases.

【００２３】しかしながら、このような多モード光ファ
イバー単独では、十分に光強度の大きなレーザー光を伝
搬させることは困難であり、また、これを束ねた場合
（バンドルした場合）でも、各光ファイバーから出射さ
れるレーザー光は、相互に可干渉性を有しているため、
コヒーレンスの制御、即ちスペックルを十分に低減させ
ることは困難であり、さらに、これを照明用途に実用的
に応用するには、分散が大きく可視域での透過率の高い
ファイバーが必要となる。However, it is difficult for such a multimode optical fiber alone to propagate a laser beam having a sufficiently high light intensity, and even when the laser beams are bundled (bundled), they are emitted from each optical fiber. Laser beams have coherence with each other,
It is difficult to control coherence, that is, to sufficiently reduce speckle, and furthermore, in order to apply this practically to lighting applications, a fiber having a large dispersion and a high transmittance in the visible region is required.

【００２４】上述したように、従来は、簡便で安価かつ
高性能なコヒーレント制御技術（即ち、コヒーレンスの
低減技術）が存在していないため、上述した各種レーザ
ーを照明用光源として用いることができなかった。さら
に、これがレーザーを用いた照明装置（例えば、ディス
プレイや計測装置、顕微鏡など）への応用を阻んでい
た。As described above, conventionally, there has been no simple, inexpensive, and high-performance coherent control technology (that is, coherence reduction technology), so that the above-described various lasers cannot be used as a light source for illumination. Was. Furthermore, this has hindered the application to laser-based lighting devices (eg, displays, measuring devices, microscopes, etc.).

【００２５】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、簡易な構成で光のコヒーレン
スを低減する光のコヒーレンス低減方法及びその装置を
提供すること、さらに、強度が高く優れた指向性を有す
ると同時に、コヒーレンスの低減された光ビームを照明
光として利用する照明方法及びその装置を提供すること
にある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a light coherence reduction method and apparatus for reducing light coherence with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide an illumination method and an apparatus using a light beam having high and excellent directivity and reduced coherence as illumination light.

【００２６】本発明の更に他の目的は、強度が高く指向
性に優れるコヒーレント光を、コヒーレンスの低減した
光ビームに変換せしめるバンドルファイバーを提供する
ことにある。It is still another object of the present invention to provide a bundle fiber for converting coherent light having high intensity and excellent directivity into a light beam having reduced coherence.

【００２７】[0027]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、コヒー
レント光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複
数の光ファイバーを含む光ファイバー群に前記コヒーレ
ント光を入射させ、この光ファイバー群を束ねた光出射
側ファイバーバンドル部からコヒーレンスが低減された
光を出射する、光のコヒーレンス低減方法（以下、本発
明のコヒーレンス低減方法と称する。）に係るものであ
る。That is, according to the present invention, the coherent light is made incident on an optical fiber group including a plurality of optical fibers having mutually different lengths longer than the coherence length of the coherent light. The present invention relates to a light coherence reduction method (hereinafter, referred to as a coherence reduction method of the present invention) that emits light with reduced coherence from a side fiber bundle.

【００２８】本発明のコヒーレンス低減方法によれば、
例えば、固体レーザー、半導体レーザー、気体レーザ
ー、色素レーザー等のレーザー光源から出射されたコヒ
ーレント光を、このコヒーレント光のコヒーレンス長
（可干渉距離）以上に長さが互いに異なる複数の光ファ
イバーを含む光ファイバー群に入射させるので、前記複
数の光ファイバーから出射される光ビームは相互に可干
渉性を有しておらず、従って、前記光出射側ファイバー
バンドル部から、コヒーレンス（可干渉性）が低減され
た光ビームが出射される。これは、光ビームの一部光路
を、前記光ファイバー群（以下、バンドルファイバーと
称することがある。）で構成すればよく、光のコヒーレ
ンス低減が簡易な構成で実現される。According to the coherence reduction method of the present invention,
For example, a coherent light emitted from a laser light source such as a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, and a dye laser is converted into an optical fiber group including a plurality of optical fibers different in length from each other by a coherence length (coherence length) of the coherent light. , The light beams emitted from the plurality of optical fibers do not have coherence with each other, and therefore, the light with reduced coherence (coherence) from the light output side fiber bundle portion. A beam is emitted. This can be achieved by configuring a partial optical path of the light beam with the optical fiber group (hereinafter, sometimes referred to as a bundle fiber), and light coherence can be reduced with a simple configuration.

【００２９】また、本発明は、本発明のコヒーレント低
減方法を再現性良く実施する装置として、コヒーレント
光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複数の光
ファイバーを含み、前記コヒーレント光を入射させる光
ファイバー群を有し、前記光ファイバー群を束ねた光出
射側ファイバーバンドル部から、コヒーレンスの低減さ
れた光が出射される、光のコヒーレンス低減装置（以
下、本発明のコヒーレンス低減装置と称する。）を提供
するものである。According to the present invention, as an apparatus for implementing the coherent reduction method of the present invention with good reproducibility, a group of optical fibers including a plurality of optical fibers having mutually different lengths equal to or longer than the coherence length of the coherent light, and having the coherent light incident thereon And a light coherence reduction device (hereinafter, referred to as a coherence reduction device of the present invention) in which light with reduced coherence is emitted from a light emission side fiber bundle unit in which the optical fiber group is bundled. Things.

【００３０】また、本発明は、光源から出射されたコヒ
ーレント光を、このコヒーレント光のコヒーレンス長以
上に長さが互いに異なる複数の光ファイバーを含む光フ
ァイバー群に入射させ、この光ファイバー群を束ねた光
出射側ファイバーバンドル部からコヒーレンスが低減さ
れた光を照明光として出射する、照明方法（以下、本発
明の照明方法と称する。）を提供するものである。Further, according to the present invention, the coherent light emitted from the light source is made incident on an optical fiber group including a plurality of optical fibers having mutually different lengths equal to or longer than the coherence length of the coherent light. It is an object of the present invention to provide an illumination method (hereinafter, referred to as an illumination method of the present invention) that emits light with reduced coherence from a side fiber bundle as illumination light.

【００３１】本発明の照明方法によれば、固体レーザ
ー、半導体レーザー、気体レーザー、色素レーザー等の
光源から出射されたコヒーレント光を、このコヒーレン
ト光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複数の
光ファイバーを含む光ファイバー群に入射させるので、
前記複数の光ファイバーから出射される光ビームは相互
に可干渉性を有しておらず、従って、前記光出射側ファ
イバーバンドル部から、コヒーレンスが低減された光ビ
ームが出射される。つまり、前記コヒーレント光のコヒ
ーレンスが低減されているので、強度が高く優れた指向
性を有するコヒーレント光が、スペックルが抑制され、
かつ、強度が高く優れた指向性を有し、照明強度の分布
が均一な照明光として利用される。これは、光源から出
射されるコヒーレント光の一部光路を前記光ファイバー
群（バンドルファイバー）で構成すればよく、光のコヒ
ーレンス低減が簡易な構成で実現される。According to the illumination method of the present invention, coherent light emitted from a light source such as a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, and a dye laser is converted into a plurality of optical fibers having different lengths longer than the coherence length of the coherent light. To the optical fiber group containing
The light beams emitted from the plurality of optical fibers do not have coherence with each other, so that a light beam with reduced coherence is emitted from the light emitting side fiber bundle. That is, since the coherence of the coherent light is reduced, the coherent light having a high intensity and excellent directivity is suppressed in speckle,
Moreover, it has high directivity with high intensity, and is used as illumination light having a uniform distribution of illumination intensity. In this case, a part of the optical path of the coherent light emitted from the light source may be constituted by the optical fiber group (bundle fiber), and light coherence can be reduced with a simple structure.

【００３２】また、本発明は、本発明の照明方法を再現
性良く実施する装置として、コヒーレント光を出射する
光源部と、このコヒーレント光のコヒーレンス長以上に
長さが互いに異なる複数の光ファイバーを含む光ファイ
バー群とを有し、前記光ファイバー群を束ねた光出射側
ファイバーバンドル部から、コヒーレンスの低減された
光が照明光として出射される、照明装置。（以下、本発
明の照明装置と称する。）を提供するものである。Further, the present invention includes, as an apparatus for implementing the illumination method of the present invention with good reproducibility, a light source section for emitting coherent light and a plurality of optical fibers having different lengths from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light. An illumination device comprising: an optical fiber group; and light with reduced coherence is emitted as illumination light from a light emission side fiber bundle unit in which the optical fiber group is bundled. (Hereinafter, referred to as a lighting device of the present invention).

【００３３】さらに、本発明は、上述した本発明のコヒ
ーレンス低減方法及びその装置、本発明の照明方法及び
その装置に用いられる前記光ファイバー群として、コヒ
ーレント光を導く複数の光ファイバーを束ねたバンドル
ファイバー（又はファイバーバンドル）であって、前記
コヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さの互いに異
なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群が、少な
くとも光出射側で束ねられている、バンドルファイバー
（以下、本発明のバンドルファイバーと称する。）を提
供するものである。Further, according to the present invention, as the optical fiber group used in the above-described method and apparatus for reducing coherence of the present invention, and as the optical fiber group used in the method and apparatus for illuminating according to the present invention, a bundle fiber comprising a plurality of optical fibers for guiding coherent light ( Or a fiber bundle), wherein an optical fiber group including a plurality of optical fibers different in length from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light is bundled at least on the light emission side (hereinafter, bundle fiber of the present invention). ) Is provided.

【００３４】本発明のバンドルファイバーによれば、前
記コヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さの互いに
異なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群が、少
なくとも光出射側で束ねられているので、このバンドル
ファイバーを介せば、コヒーレント光を、そのコヒーレ
ンスを低減させると同時に、強度が高く優れた指向性を
有する光ビームに変換できる。According to the bundle fiber of the present invention, an optical fiber group including a plurality of optical fibers having mutually different lengths longer than the coherence length of the coherent light is bundled at least on the light emitting side. In this case, the coherent light can be converted into a light beam having high intensity and excellent directivity while reducing the coherence.

【００３５】[0035]

【発明の実施の形態】本発明のコヒーレンス低減方法及
びその装置、本発明の照明方法及びその装置、並びに本
発明のバンドルファイバー（以下、これらを総称して本
発明と称することがある。）において、前記光ファイバ
ー群（又はバンドルファイバー）における光（コヒーレ
ント光）の入射位置は、前記各光ファイバー間で同一若
しくはほぼ同一であることが望ましく、また、前記光フ
ァイバー群は光入射位置で、できるだけ密に束ねられて
いることが望ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The coherence reduction method and apparatus according to the present invention, the illumination method and apparatus according to the present invention, and the bundle fiber according to the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to as the present invention) The incident position of light (coherent light) in the optical fiber group (or bundle fiber) is desirably the same or substantially the same between the respective optical fibers, and the optical fiber groups are bundled as tightly as possible at the light incident position. Is desirable.

【００３６】また、本発明において、前記複数の光ファ
イバーのいずれかを曲げることによって、これらの光フ
ァイバーの長さを前記コヒーレント光のコヒーレンス長
以上に長さを互いに異ならせることができる。この曲げ
方は、特に限定されるものではなく、前記長さの条件を
満たすように種々の形状が選択される。In the present invention, by bending any one of the plurality of optical fibers, the lengths of these optical fibers can be made different from each other to be equal to or longer than the coherence length of the coherent light. This bending method is not particularly limited, and various shapes are selected so as to satisfy the length condition.

【００３７】また、本発明においては、前記光ファイバ
ーとして多モード光ファイバーを用いることが望まし
い。特に、その透過率の高さや曲率半径の大きさ等か
ら、前記多モード光ファイバーはプラスチック光ファイ
バーであることが望ましい。In the present invention, it is desirable to use a multimode optical fiber as the optical fiber. In particular, it is desirable that the multimode optical fiber is a plastic optical fiber because of its high transmittance and large radius of curvature.

【００３８】多モード光ファイバーを伝搬する光ビーム
は、モード分散によりコヒーレンスが低減する。従っ
て、さらに、本発明の特徴的構成に基づいて、コヒーレ
ント光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複数
の多モード光ファイバーをバンドルして前記光ファイバ
ー群とし、この光ファイバー群（バンドルファイバー）
を介してコヒーレント光を導くことによって、前記複数
の多モード光ファイバーから出射される光ビームの相互
の干渉を抑制し、強度の大きな光ビームを伝搬できると
同時に、さらなるコヒーレンスの低減が実現される。The coherence of a light beam propagating through a multimode optical fiber is reduced due to mode dispersion. Therefore, based on the characteristic configuration of the present invention, a plurality of multimode optical fibers having different lengths from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light are bundled into the optical fiber group, and the optical fiber group (bundle fiber)
By guiding the coherent light through the optical fiber, mutual interference of the light beams emitted from the plurality of multimode optical fibers can be suppressed, and a light beam having a high intensity can be propagated, and further, coherence can be further reduced.

【００３９】また、本発明において、前記コヒーレント
光は可視域のレーザー光であることが望ましく、この場
合、前記光源部は可視域のレーザー光を出射する前記各
種レーザーであってよい。In the present invention, it is preferable that the coherent light is a laser light in a visible range, and in this case, the light source unit may be any one of the various lasers emitting a laser light in a visible range.

【００４０】即ち、本発明において、前記コヒーレント
光を可視域のレーザー光とすれば、表示装置（ディスプ
レイ）や計測装置、顕微鏡等の可視域の光ビームを光源
とする光学装置を実現できる。That is, in the present invention, if the coherent light is laser light in the visible region, an optical device using a light beam in the visible region as a light source, such as a display device (display), a measuring device, or a microscope can be realized.

【００４１】或いは、前記光ファイバーとして中空多モ
ード光ファイバーを用い、かつ、前記コヒーレント光を
紫外域のレーザー光としてもよく（即ち、前記光源部と
して紫外域のレーザー光を出射するレーザーが用いられ
ていてよく）、これによって、紫外域の光ビームを光源
とする、例えば、計測装置、顕微鏡、露光装置等の光学
装置を実現できる。Alternatively, a hollow multi-mode optical fiber may be used as the optical fiber, and the coherent light may be an ultraviolet laser light (that is, a laser that emits an ultraviolet laser light is used as the light source unit). Thus, an optical device using a light beam in the ultraviolet region as a light source, such as a measuring device, a microscope, and an exposure device, can be realized.

【００４２】また、本発明の照明方法及びその装置にお
いては、前記照明光は、表示装置、計測装置、顕微鏡又
は露光装置の光源として用いることができる。In the illumination method and apparatus according to the present invention, the illumination light can be used as a light source for a display device, a measurement device, a microscope, or an exposure device.

【００４３】例えば、前記照明光を用いて、液晶素子等
からなる空間変調器を照明し、その像をスクリーン上に
投射することによって、スペックルが抑制され、さら
に、高輝度、高精細の表示装置（ディスプレイ）が実現
される。また、この照明光を用いて被計測物体を照明
し、その物体の形状や、反射及び／又は透過光ビームの
強度等についのて計測を行うことによって、測定精度の
高い計測装置が実現される。また、この照明光を用いた
蛍光顕微鏡などの顕微鏡が実現される。さらに、この照
明光（特に紫外域の照明光）を光源とし、マスク等を介
して被露光物体を照明することによって、コントラスト
が高く、焦点深度の大きな露光像が得られる（特に紫外
線露光装置）。For example, by illuminating a spatial modulator composed of a liquid crystal element or the like using the illumination light and projecting an image of the spatial modulator on a screen, speckles are suppressed, and a high-luminance, high-definition display is achieved. An apparatus (display) is realized. Further, by illuminating the object to be measured using the illumination light and measuring the shape of the object, the intensity of the reflected and / or transmitted light beams, etc., a measurement device with high measurement accuracy is realized. . Further, a microscope such as a fluorescence microscope using the illumination light is realized. Further, by using the illumination light (especially, ultraviolet illumination light) as a light source to illuminate an object to be exposed through a mask or the like, an exposure image having a high contrast and a large depth of focus can be obtained (especially an ultraviolet exposure apparatus). .

【００４４】次に、本発明の作用について説明する。Next, the operation of the present invention will be described.

【００４５】一般に、多モード光ファイバーを伝搬する
コヒーレントな光ビームは、モード分散によりそのコヒ
ーレンスが低下する。さらに、本発明において、前記複
数の光ファイバーはコヒーレント長以上の長さの差を持
っているため、各光ファイバー出射後の光ビームは相互
に可干渉性を持たない。In general, a coherent light beam propagating through a multimode optical fiber has a reduced coherence due to mode dispersion. Furthermore, in the present invention, since the plurality of optical fibers have a difference in length equal to or longer than the coherent length, the light beams emitted from the respective optical fibers do not have coherence with each other.

【００４６】従って、光源の大きさ（スペクトル）が広
がったことになり、空間コヒーレンスが低下する。そし
て、これを合波した光ビームはコヒーレンスが低下し、
コヒーレンスが低くなれば、スペックルのコントラスト
は低下する。さらに、この光を照射光に用いて、スペッ
クルによる画像の劣化を避けて、ディスプレイ、計測
器、露光装置などを実現できる。しかも、多モード光フ
ァイバーからの出射光ビームは強度分布が均一であるか
ら、均一かつ高強度の照明がコヒーレンスの低減と同時
に実現される。Therefore, the size (spectrum) of the light source is expanded, and the spatial coherence is reduced. Then, the light beam obtained by multiplexing the light beam has reduced coherence,
The lower the coherence, the lower the speckle contrast. Further, by using this light as irradiation light, it is possible to realize a display, a measuring instrument, an exposure device, and the like while avoiding deterioration of an image due to speckle. In addition, since the light beam emitted from the multimode optical fiber has a uniform intensity distribution, uniform and high-intensity illumination is realized at the same time as coherence is reduced.

【００４７】以下、この多モードファイバー中のモード
分散について、詳しく説明する。Hereinafter, the mode dispersion in the multimode fiber will be described in detail.

【００４８】屈折率の高いコアと、これよりも屈折率の
低いクラッドからなるステップインデックスファイバー
の場合、その閉じ込めモード総数Ｎは、下記の式（１）
で与えられる。 Ｎ≡Ｖ2 ／２…式（１） 但し、前記式（１）において、Ｖは下記式（２）で表さ
れる規格化周波数である。 Ｖ＝ｋ0 ａ（ｎ1 2−ｎ2 2）1/2 …式（２） 〔前記式（２）において、ｋ0 は真空中の波数（＝ω／
ｃ：但し、ωは角周波数、ｃは光速度）、ｎ1 はコア屈
折率、ｎ2 はクラッド屈折率、ａはコア半径をそれぞれ
示す。〕In the case of a step index fiber composed of a core having a high refractive index and a cladding having a lower refractive index, the total number N of confinement modes is expressed by the following equation (1).
Given by N≡V 2/2 ... Equation (1) where, in the formula (1), V is a normalized frequency represented by the following formula (2). V = k 0 a (n 1 2 -n 2 2) 1/2 ... Equation (2) [In Formula (2), k 0 is the wave number in vacuum (= omega /
c: where ω is the angular frequency, c is the light speed), n 1 is the core refractive index, n 2 is the cladding refractive index, and a is the core radius. ]

【００４９】例えば、コア半径ａが５００μｍ径であ
り、コア屈折率ｎ1 、クラッド屈折率ｎ2 がそれぞれｎ
1 ＝１．４９２、ｎ2 ＝１．４５６のプラスチックファ
イバーに波長５００ｎｍの光ビームを入射させると、閉
じ込め総モード数Ｎは約５００，０００モードになる。
即ち、多モードファイバー中では、モード分散により、
パルスは大きく広がる。モード屈折率は、これだけの多
モードの場合、コア屈折率からクラッド屈折率まで広が
っていると考えてよい。For example, the core radius a is 500 μm, and the core refractive index n 1 and the cladding refractive index n 2 are each n.
When a light beam having a wavelength of 500 nm is incident on a plastic fiber having 1 = 1.492 and n 2 = 1.456, the total number N of confined modes becomes about 500,000 modes.
That is, in a multimode fiber,
The pulse spreads greatly. The mode refractive index may be considered to extend from the core refractive index to the cladding refractive index in such a multimode.

【００５０】従って、長さＬの光ファイバーを通過する
パルスの先頭と後尾の距離は、下記式（３）で表され
る。 ｃ〔（ｎ1 Ｌ／ｃ）−（ｎ2 Ｌ／ｃ）〕＝（ｎ1 −ｎ2 ）Ｌ…式（３）Therefore, the distance between the head and the tail of the pulse passing through the optical fiber having the length L is expressed by the following equation (3). c [(n 1 L / c) − (n 2 L / c)] = (n 1 −n 2 ) L Equation (3)

【００５１】その結果、同一時刻に光ファイバーの光入
射側に入射する波長５００ｎｍの光ビーム（δ関数状の
同一時刻に入射したパルス）は、例えば、１ｍ長の光フ
ァイバーから出射するときには前後２．６ｃｍのパルス
幅に広がることになる。As a result, a light beam having a wavelength of 500 nm incident on the light incident side of the optical fiber at the same time (pulse incident at the same time in the form of a δ function) is, for example, 2.6 cm before and after being emitted from a 1 m long optical fiber. Pulse width.

【００５２】このように、光ファイバーに入射する光ビ
ームのコヒーレンス長が、このパルス幅よりも短けれ
ば、たとえ入射光が連続光であっても、コヒーレンスが
低下する。例えば、多モード発振可能な固体レーザーの
レーザー光、若しくはその高調波を用いれば、数ミリ程
度のコヒーレンス長を実現できる。従って、多モード光
ファイバーを伝搬する透過光ビームの時間コヒーレンス
は低減することになる。As described above, if the coherence length of the light beam incident on the optical fiber is shorter than this pulse width, the coherence is reduced even if the incident light is continuous light. For example, a coherence length of about several millimeters can be realized by using laser light of a solid-state laser capable of multi-mode oscillation or its harmonics. Therefore, the time coherence of the transmitted light beam propagating through the multimode optical fiber is reduced.

【００５３】また、空間的にも、数多くのモードの重ね
合わせにより、空間的コヒーレンスが低下する。この影
響のため、前述したように、光ファイバーのモード分散
長（光ファイバーの光出射端における最も速いモードと
最も遅いモードとの差）が光源のコヒーレンス長より短
くても、コヒーレンスは低下するが、より効果的にコヒ
ーレンスを抑圧するためには、光ファイバーのモード分
散長が光源のコヒーレンス長より長いことが望ましく、
そのためには、ファイバーの長さＬが、 Ｌ＞（ａ／ｎ1 −ｎ2 ） であればよい（但し、ａ、ｎ1 及びｎ2 は前述したもの
と同様である）。Also, spatially, the superposition of many modes reduces the spatial coherence. Due to this effect, as described above, even if the mode dispersion length of the optical fiber (the difference between the fastest mode and the slowest mode at the light emitting end of the optical fiber) is shorter than the coherence length of the light source, the coherence is reduced, but In order to effectively suppress coherence, it is desirable that the mode dispersion length of the optical fiber is longer than the coherence length of the light source,
For this purpose, the length L of the fiber may be L> (a / n 1 -n 2 ) (where a, n 1 and n 2 are the same as those described above).

【００５４】この多モード光ファイバーを伝搬する透過
光ビームのコヒーレンス長をＭとすれば、バンドルされ
る複数の光ファイバーの長さの差が互いにＭ以上であれ
ば、前記複数の光ファイバーから出射される光ビームは
互いにコヒーレンス（可干渉性）を持たないので、これ
らを混合（合波）することによって、光ビームのコヒー
レンスが低下し、スペックルが生じにくくなる。従っ
て、光ファイバーの長さとファイバーの本数、さらには
光源のコヒーレンス長を適切に選択し、設計すること
で、必要十分にスペックルを抑圧することができる。If the coherence length of the transmitted light beam propagating through the multimode optical fiber is M, if the difference between the lengths of the plurality of bundled optical fibers is M or more, the light emitted from the plurality of optical fibers will be described. Since the beams do not have coherence (coherence) with each other, by mixing (combining) them, the coherence of the light beam is reduced and speckle is less likely to occur. Therefore, by appropriately selecting and designing the length of the optical fiber and the number of fibers, and the coherence length of the light source, speckle can be suppressed sufficiently and sufficiently.

【００５５】ここで、気になるのは伝搬中の光強度の損
失だが、現在、プラスチックファイバーの場合、その電
送損失は、波長５００ｎｍ〜５５０ｎｍの光ビームに対
して、０．１ｄＢ／ｍ程度で最小である。つまり、１
ｍ、５ｍ、１０ｍ、５０ｍで、それぞれ９７．７％、８
９．１％、７９．４％、３１．６％の内部透過率とな
る。従って、本発明の照明方法又はその装置の応用用途
（例えば、表示装置、計測装置、顕微鏡、露光装置等）
に対しては、十分許容できる程度である。What is of concern here is the loss of light intensity during propagation. However, in the case of a plastic fiber, the transmission loss is about 0.1 dB / m for a light beam having a wavelength of 500 nm to 550 nm. Is the smallest. That is, 1
m, 5m, 10m, 50m, 97.7%, 8 respectively
The internal transmittances are 9.1%, 79.4% and 31.6%. Therefore, the illumination method of the present invention or the application of the device (eg, display device, measurement device, microscope, exposure device, etc.)
Is sufficiently acceptable.

【００５６】また、上述した紫外線導波用の中空光ファ
イバーも現在は、その透過率が比較的低いが、将来的に
は、十分な透過効率を有することが期待される。また、
各種レーザー自身の出力の向上によっても、応用用途に
よっては十分な出射光を得ることができると考えられ
る。The above-described hollow optical fiber for guiding an ultraviolet ray has a relatively low transmittance at present, but is expected to have a sufficient transmission efficiency in the future. Also,
It is considered that sufficient output light can be obtained depending on the application even by improving the output of various lasers.

【００５７】次に、本発明に基づくバンドルファイバー
の一例を図１を参照に説明する。Next, an example of a bundle fiber according to the present invention will be described with reference to FIG.

【００５８】図１（Ａ）に示すように、入射するコヒー
レント光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複
数の多モード光ファイバー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・
・の入射端（入射側ファイバーバンドル部）３と出射端
（出射側ファイバーバンドル部）４とをすべて揃え、こ
れを束ねることによって、光ファイバー群からなるバン
ドルファイバー１を構成する。As shown in FIG. 1A, a plurality of multimode optical fibers 2a, 2b, 2c, 2d,... Different in length from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the incident coherent light.
The incident end (incident side fiber bundle section) 3 and the exit end (outgoing side fiber bundle section) 4 are all aligned and bundled to form a bundle fiber 1 composed of an optical fiber group.

【００５９】特に、その入射側ファイバーバンドル部３
及び出射側ファイバーバンドル部４では、その束ね方
は、図１（Ｂ）に示すように、できるだけ密（例えば六
方最密充填）であることが、出射される（又は入射され
る）レーザー光の結合（カップリング）効率の点から望
ましい。In particular, the incident side fiber bundle 3
As shown in FIG. 1B, the bundle of the output-side fiber bundle 4 is determined to be as dense as possible (for example, hexagonal close-packed) as shown in FIG. This is desirable from the viewpoint of coupling efficiency.

【００６０】また、多モード光ファイバー２は、屈折率
の大きなコア５と比較的屈折率の小さなクラッド６とか
らなる２重構造を有しており、かつ、バンドルファイバ
ー１において一本一本長さが異なっている。この長さの
差は、本発明の特徴的構成に基づいて、バンドルファイ
バーに入射するコヒーレント光のコヒーレンス長以上で
あればよく、少なくとも２つの光ファイバーが、それぞ
れコヒーレンス長以上の長さの差を有していればよい。
但し、バンドルする全ての光ファイバーがそれぞれコヒ
ーレンス長以上の長さの差を有していることが望まし
い。The multimode optical fiber 2 has a double structure composed of a core 5 having a large refractive index and a clad 6 having a relatively small refractive index. Are different. According to the characteristic configuration of the present invention, the difference in length may be equal to or longer than the coherence length of the coherent light incident on the bundle fiber, and at least two optical fibers each have a difference in length equal to or longer than the coherence length. Just do it.
However, it is desirable that all the optical fibers to be bundled have a difference in length equal to or longer than the coherence length.

【００６１】このように長さの異なる複数の光ファイバ
ーをバンドルする方法としては、図１に示すように、各
光ファイバーのいずれかを他のファイバーよりも、前記
コヒーレンス長以上の長さ分だけ長くなるように曲線状
に折り返してよく、この折り返し部８を設けても、バン
ドルファイバー１の光入射部と光出射部は各ファイバー
間で共通若しくは同一位置となっている。このように、
光ファイバーを用いるために、折り返し等により周囲空
間を有効に利用して上記した長さの差を簡易かつコンパ
クトに実現することができる。このようなファイバー形
状は、図１に示したものに限られず、例えば図１２に示
すように、光ファイバー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ・・・
を単に曲線状に折曲させた形状にしても構わない。即
ち、光ファイバーの折曲部の曲率の大きさを利用して任
意の形状に構成できる。As a method of bundling a plurality of optical fibers having different lengths as described above, as shown in FIG. 1, one of the optical fibers is longer than the other fiber by the length equal to or longer than the coherence length. As described above, the folded portion 8 may be provided, and even if the folded portion 8 is provided, the light incident portion and the light emitting portion of the bundle fiber 1 are common or at the same position among the fibers. in this way,
Since the optical fiber is used, the above-described difference in length can be realized simply and compactly by effectively utilizing the surrounding space by folding or the like. Such fiber shapes are not limited to those shown in FIG. 1, and for example, as shown in FIG. 12, optical fibers 7a, 7b, 7c, 7d.
May be simply bent into a curved shape. That is, the optical fiber can be formed into an arbitrary shape by using the magnitude of the curvature of the bent portion.

【００６２】従って、図１に示したバンドルファイバー
１において、複数の光ファイバーがバンドルされた入射
側ファイバーバンドル部３に入射するコヒーレントなレ
ーザー光αは、バンドルファイバー１を介して、コヒー
レンスが低減された光ファイバー、理想的にはインコヒ
ーレントな光ビームとして出射される。Accordingly, in the bundle fiber 1 shown in FIG. 1, the coherent laser light α incident on the incident side fiber bundle section 3 in which a plurality of optical fibers are bundled has reduced coherence through the bundle fiber 1. It is emitted as an optical fiber, ideally as an incoherent light beam.

【００６３】即ち、入射側ファイバーバンドル部３に入
射したレーザー光αは、各多モード光ファイバー２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・に同一若しくはほぼ同一の強度
をもって入射し、それぞれの多モード光ファイバー中
で、モード分散により時間的コヒーレンス、空間的コヒ
ーレンスが低減されたレーザー光（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）・・・として出射される。That is, the laser light α incident on the incident-side fiber bundle 3 is transmitted to each multimode optical fiber 2a,
2b, 2c, 2d... With the same or almost the same intensity, and in each multimode optical fiber, laser light (a), (b) in which temporal coherence and spatial coherence are reduced by mode dispersion ,
(C), (d)... Are emitted.

【００６４】そこで、各多モード光ファイバーは、本発
明の特徴的構成に基づいて、それぞれコヒーレンス長以
上の長さの差を有しているので、各多モード光ファイバ
ーの出射側ファイバーバンドル部４から出射されるレー
ザー光（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）・・・は、前記
コヒーレンス長以上の長さの差に対応する位相差を有し
ており、それぞれの光ファイバーから出射されるレーザ
ー光は相互に可干渉性を有しておらず、これらの各レー
ザー光が合波されると、強度が大きく指向性に優れてい
ると同時に、コヒーレンスが低減した実質的にインコヒ
ーレントな光ビームとなる。Therefore, since each multimode optical fiber has a difference in length equal to or longer than the coherence length based on the characteristic configuration of the present invention, the light exits from the output side fiber bundle portion 4 of each multimode optical fiber. Have a phase difference corresponding to the difference in length equal to or greater than the coherence length, and are emitted from the respective optical fibers. The laser beams do not have coherence with each other, and when these laser beams are multiplexed, they are substantially incoherent with reduced coherence while having high intensity and excellent directivity. It becomes a light beam.

【００６５】従って、コヒーレントなレーザー光は、上
述した如き簡便な構成のバンドルファイバーを介して伝
搬されることによって、実質的にインコヒーレントな光
ビームに変換され、特に上述したディスプレイ、計測装
置、顕微鏡、露光装置等に使用する照明光として利用で
きることになる。また、光ファイバー（バンドルファイ
バー）を介してのコヒーレンス低減であるので、コヒー
レンス低減効果が十分であって、かつ、強度分布が均一
であって、さらに、光学ロスが少ない。Therefore, the coherent laser light is converted into a substantially incoherent light beam by propagating through the bundle fiber having the simple configuration as described above, and particularly, the display, the measuring apparatus, and the microscope described above. Can be used as illumination light for use in an exposure apparatus or the like. In addition, since coherence is reduced through an optical fiber (bundle fiber), the coherence reduction effect is sufficient, the intensity distribution is uniform, and the optical loss is small.

【００６６】次に、本発明を望ましい実施の形態に従い
説明する。Next, the present invention will be described according to preferred embodiments.

【００６７】〔第１の実施の形態〕まず、図２を参照
に、本発明の第１の実施の形態を説明する。[First Embodiment] First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００６８】本実施の形態は、図１に示した本発明に基
づくバンドルファイバーを用いた表示装置（レーザーデ
ィスプレイ）である。This embodiment is a display device (laser display) using the bundle fiber according to the present invention shown in FIG.

【００６９】この表示装置において、まず、レーザー共
振器１０を出射したレーザー光はレンズ１１に入射し、
次いで、レンズ１１によって集光されたレーザー光が、
上述と同様のバンドルファイバー１２の入射側ファイバ
ーバンドル部に入射する。In this display device, first, the laser light emitted from the laser resonator 10 enters the lens 11,
Next, the laser light focused by the lens 11 is
The light enters the incident side fiber bundle portion of the bundle fiber 12 similar to the above.

【００７０】そして、バンドルファイバー１２及び光フ
ァイバー１３を介して出射されたレーザー光は、レンズ
１４を介して、例えば透過型の液晶表示素子からなる空
間変調器１５を照明する。なお、光ファイバー１３は、
バンドルファイバー１２を束ねたものであってもよい
し、バンドルファイバー１２とカップリングされた他の
光ファイバーであってもよい。The laser light emitted through the bundle fiber 12 and the optical fiber 13 illuminates, via the lens 14, a spatial modulator 15 composed of, for example, a transmission type liquid crystal display element. The optical fiber 13 is
The bundle fiber 12 may be bundled, or another optical fiber coupled to the bundle fiber 12 may be used.

【００７１】そして、レンズ１４からの高強度の照明光
によって、空間変調器１５による像が投影レンズ１６を
介してスクリーン１７に、高輝度、高精細かつコントラ
スト良く投影される。Then, by the high intensity illumination light from the lens 14, an image from the spatial modulator 15 is projected onto the screen 17 via the projection lens 16 with high brightness, high definition and high contrast.

【００７２】このように、空間変調器を照明する照明光
は、本発明に基づくバンドルファイバー１２を介したレ
ーザー光であるので、先に述べた効果により、コヒーレ
ンスが低減しており、スクリーン若しくはこれを観察す
る観察者の網膜のいずれにおいてもスペックルが低減さ
れている。As described above, since the illumination light for illuminating the spatial modulator is the laser light via the bundle fiber 12 according to the present invention, the coherence is reduced by the above-described effect and the screen or the The speckles are reduced in any of the retinas of the observer observing.

【００７３】ここで、レーザー共振器１０としては、固
体レーザー、半導体レーザー、気体レーザー、色素レー
ザー等を使用することができ、また、これらの高調波
（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波や第５高
調波など）を用いることができる。また、三原色の光を
得るために、レーザー以外のＬＥＤやランプなどの光源
をレーザーと併せて用いることもできる。さらに、光源
のレーザーは一つである必要はなく複数個であってもよ
い。これによって、低出力であっても効率が高く取扱い
が容易な半導体レーザーを用いることが可能になる。そ
の場合、その複数のレーザー光を合波する際に、本発明
に基づくバンドルファイバーを用いてよい。Here, as the laser resonator 10, a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, a dye laser, or the like can be used, and their harmonics (for example, the second harmonic of an Nd: YAG laser) can be used. Or the fifth harmonic). Further, in order to obtain light of three primary colors, a light source other than a laser, such as an LED or a lamp, can be used in combination with the laser. Further, the number of lasers of the light source need not be one, but may be plural. This makes it possible to use a semiconductor laser that is highly efficient and easy to handle even at low output. In that case, when combining the plurality of laser beams, a bundle fiber according to the present invention may be used.

【００７４】〔第２の実施の形態〕本実施の形態は、表
示装置等に用いる三原色の照明光を得る目的で、赤色波
長領域のレーザー光を発振可能な半導体レーザーと、緑
色波長領域のレーザー光を発振可能な半導体レーザー
と、青色波長領域のレーザー光を発振可能な半導体レー
ザーとを用いた照明用光ビームの光源部構成を示すもの
である。[Second Embodiment] In this embodiment, a semiconductor laser capable of oscillating laser light in a red wavelength region and a laser light in a green wavelength region are used for obtaining illumination light of three primary colors used for a display device or the like. 1 shows a configuration of a light source unit of a light beam for illumination using a semiconductor laser capable of oscillating light and a semiconductor laser capable of oscillating laser light in a blue wavelength region.

【００７５】即ち、図３に示すように、赤色（Ｒ）発振
の半導体レーザー２１ａ、緑色（Ｇ）発振の半導体レー
ザー２１ｂ及び青色（Ｂ）発振の半導体レーザー１２ｂ
のそれぞれの半導体レーザーから出射されたレーザー光
を、レンズ２２ａ、２２ｂ及び２２ｃを介して、本発明
に基づくバンドルファイバー２３ａ、２３ｂ及び２３ｃ
に導き、各色のレーザー光をバンドルファイバーでカッ
プリングすることができる。That is, as shown in FIG. 3, a red (R) oscillation semiconductor laser 21a, a green (G) oscillation semiconductor laser 21b, and a blue (B) oscillation semiconductor laser 12b.
The laser light emitted from each of the semiconductor lasers is passed through lenses 22a, 22b, and 22c through bundle fibers 23a, 23b, and 23c according to the present invention.
And the laser light of each color can be coupled with the bundle fiber.

【００７６】このように、三原色を得る目的で、赤、緑
及び青色発振の半導体レーザーを用い、各半導体レーザ
ーからの出射光ビームを、本発明に基づくバンドルファ
イバーを介して導波することによって、コヒーレンスが
低減すると同時に指向性が高くかつ強度の大きな照明光
として利用できる。As described above, in order to obtain the three primary colors, red, green and blue oscillation semiconductor lasers are used, and the light beams emitted from the respective semiconductor lasers are guided through the bundle fiber according to the present invention. The coherence is reduced, and at the same time, it can be used as illumination light having high directivity and high intensity.

【００７７】また、図４は、より大きな強度の照明光を
得ることを目的とした照明装置である。FIG. 4 shows an illuminating device for obtaining illuminating light of higher intensity.

【００７８】図４に示すように、赤色半導体レーザー２
５ａ、２５ｂ及び２５ｃからの赤色レーザー光をレンズ
２２を介して、バンドルファイバー２６ａ、２６ｂ及び
２６ｃにそれぞれ導き、これらのバンドルファイバーを
さらにカップリングすることによって、ファイバー束２
７ａにてより大きな強度の赤色レーザー光を伝搬させる
ことができる。言うまでもないが、同様にして、緑色レ
ーザー光、青色レーザー光を伝搬できる。As shown in FIG. 4, the red semiconductor laser 2
The red laser light from 5a, 25b and 25c is guided through the lens 22 to the bundle fibers 26a, 26b and 26c, respectively, and by further coupling these bundle fibers, the fiber bundle 2
At 7a, red laser light of higher intensity can be propagated. Needless to say, similarly, green laser light and blue laser light can be propagated.

【００７９】そして、赤色レーザー光を伝搬するファイ
バー２７ａと、緑色レーザー光を伝搬するファイバー２
７ｂと、青色レーザー光を伝搬するファイバー２７ｃと
をさらにバンドルすることによって、ファイバー２８に
て、より強度の大きな三原色のレーザー光を伝搬させる
ことができる。もちろん、各色を発振する半導体レーザ
ーの数は３つに限定されるものではなく、任意の複数個
を使用できる。また、本発明に基づくバンドルファイバ
ー部は、バンドルファイバー２６ａ、２６ｂ及び２６ｃ
の位置に限定されるものではなく、ファイバー２７ａ、
２７ｂ、２７ｃ、或いはファイバー２８の位置にあって
もよい。The fiber 27a for transmitting the red laser light and the fiber 2 for transmitting the green laser light
By further bundling the laser beam 7b and the fiber 27c for transmitting the blue laser light, the fiber 28 can transmit laser light of three primary colors having higher intensity. Of course, the number of semiconductor lasers that oscillate each color is not limited to three, and any number can be used. The bundle fiber part according to the present invention includes bundle fibers 26a, 26b and 26c.
Is not limited to the position of the fiber 27a,
27b, 27c or the position of the fiber 28.

【００８０】〔第３の実施の形態〕本実施の形態は、偏
光状態の異なるレーザー光を利用した照明用光ビームの
光源部構成を示すものである。[Third Embodiment] The present embodiment shows the configuration of a light source unit for an illumination light beam using laser beams having different polarization states.

【００８１】図５は、Ｐ偏光を発振する半導体レーザー
３２ａ、Ｓ偏光を発振する半導体レーザー３２ｂ、レン
ズ３３ａ、３３ｂ、ミラー３４及び偏光ビームスプリッ
ター３５からなるレーザーカプラーユニット３１、及
び、レンズ３６を用いて、Ｐ偏光のレーザー光とＳ偏光
のレーザー光とをバンドルファイバー３７に合波せしめ
る光源部構成の要部概略図である。このように、偏光ビ
ームスプリッターを使うことで、効率良く高強度のレー
ザー光を導くことができる。FIG. 5 shows a semiconductor laser 32a that oscillates P-polarized light, a semiconductor laser 32b that oscillates S-polarized light, lenses 33a and 33b, a laser coupler unit 31 including a mirror 34 and a polarizing beam splitter 35, and a lens 36. FIG. 9 is a schematic diagram of a main part of a light source unit configuration that combines a P-polarized laser beam and an S-polarized laser beam into a bundle fiber 37. As described above, by using the polarization beam splitter, a high-intensity laser beam can be efficiently guided.

【００８２】また、図６は、基本的には図５と同様に、
偏光状態の異なるレーザー光を利用した照明装置であ
り、赤色（Ｒ）レーザー光を発振可能なレーザーカプラ
ーユニット３１ａから出射される赤色レーザー光を、レ
ンズ３６ａを介してバンドルファイバー３７ａに合波せ
しめ、同様に、緑色（Ｇ）レーザー光を発振可能なレー
ザーカプラーユニット３１ｂから出射される緑色レーザ
ー光、青色（Ｂ）レーザー光を発振可能なレーザーカプ
ラーユニット３１ｃから出射される青色レーザー光をそ
れぞれ、レンズ３６ｂ及び３６ｃを介して、バンドルフ
ァイバー３７ｂ及び３７ｃに入射させ、各バンドルファ
イバーを束ねた例である。FIG. 6 is basically similar to FIG.
An illumination device using laser beams having different polarization states, the red laser beam emitted from a laser coupler unit 31a capable of oscillating red (R) laser beam is multiplexed to a bundle fiber 37a via a lens 36a, Similarly, the green laser light emitted from the laser coupler unit 31b capable of oscillating the green (G) laser light and the blue laser light emitted from the laser coupler unit 31c capable of oscillating the blue (B) laser light are respectively used as lenses. This is an example in which the bundle fibers are incident on bundle fibers 37b and 37c via 36b and 36c, and bundle fibers are bundled.

【００８３】ところで、図３〜図６に示した第２の実施
の形態及び第３の実施の形態は、異なる発振波長域を有
する半導体レーザーからの出射光を一つのバンドルファ
イバーに導く例を示したが、この他、三原色の光を提供
するには、いくつかの手法が考えられる。The second and third embodiments shown in FIGS. 3 to 6 show examples in which light emitted from semiconductor lasers having different oscillation wavelength ranges is guided to one bundle fiber. However, in addition to this, there are several methods for providing light of the three primary colors.

【００８４】まず第１に、光源の変調である。即ち、各
色のレーザー光を周期的に発振させ、その周期毎に空間
変調器によって空間的な色分解（変調）を行うことで、
カラー像が得られる。The first is the modulation of the light source. That is, by periodically oscillating the laser light of each color and performing spatial color separation (modulation) by the spatial modulator for each cycle,
A color image is obtained.

【００８５】第２には、色フィルターを用いた空間変調
である。即ち、各色空間変調器がピクセルごとに特定の
色のみを通すフィルターを有していれば、これによって
空間的変調器によるカラー像が得られる。また、三原色
の合成は、下記第４の実施の形態に示すように、空間変
調器の部分で行うこともできる。The second is spatial modulation using a color filter. That is, if each color space modulator has a filter that passes only a specific color for each pixel, a color image by the spatial modulator is obtained. Further, the synthesis of the three primary colors can be performed in the spatial modulator as shown in the following fourth embodiment.

【００８６】〔第４の実施の形態〕本実施の形態は、例
えば、反射型液晶表示素子等の反射型空間変調器を用
い、この空間変調器の部分で三原色の合成を行った後、
図示省略するが、本発明に基づくバンドルファイバーに
導く表示装置の構成例である。[Fourth Embodiment] In this embodiment, for example, after using a reflection type spatial modulator such as a reflection type liquid crystal display device and synthesizing the three primary colors in this spatial modulator portion,
Although not shown, this is an example of the configuration of a display device leading to a bundle fiber according to the present invention.

【００８７】図７に示すように、上述の手法を用いて、
反射型空間変調器４０とビームスプリッター４１とから
なるユニット４２に図示省略した本発明のバンドルファ
イバーを介して照明光を照射することによって、三原色
を一つの空間変調器（ユニット）で変調できる。ここ
で、ビームスプリッター４１を偏光ビームスプリッター
に置き換え、空間変調器自体若しくはその光路上に波長
板を配置して、変調効率を高めることもできる。As shown in FIG. 7, using the method described above,
By irradiating the unit 42 composed of the reflection type spatial modulator 40 and the beam splitter 41 with illumination light through the bundle fiber of the present invention, which is not shown, the three primary colors can be modulated by one spatial modulator (unit). Here, the beam splitter 41 may be replaced with a polarizing beam splitter, and a wave plate may be arranged on the spatial modulator itself or on its optical path to increase the modulation efficiency.

【００８８】また、図８は、図７に示したユニットを各
色ごとに用いて、すなわち、図示省略したバンドルファ
イバーを介した照明光を、赤色空間変調器ユニット４２
ａ、緑色空間変調器ユニット４２ｂ及び青色空間変調器
ユニット４２ｃに導き、空間変調後に、ダイクロイック
ミラー４３を用いて合波する例である。FIG. 8 shows that the unit shown in FIG. 7 is used for each color, that is, the illumination light through a bundle fiber (not shown) is transmitted to the red spatial modulator unit 42.
This is an example in which the light is guided to a green spatial modulator unit 42b and a blue spatial modulator unit 42c, and is spatially modulated and then combined using a dichroic mirror 43.

【００８９】本実施の形態では、反射型の空間変調器に
ついて述べたが、透過形の空間変調器（例えば透過型液
晶表示素子）についても同様に構成することができる。In this embodiment, the reflection type spatial modulator has been described. However, a transmission type spatial modulator (for example, a transmission type liquid crystal display element) can be similarly configured.

【００９０】以上、第１の実施の形態から第４の実施の
形態まで、主に表示装置（ディスプレイ）用の照明方法
及び照明装置について述べたが、本発明は、これらの実
施の形態に限定されるものではなく、種々の応用を考え
ることができる。The illumination method and the illumination device for the display device (display) have been mainly described from the first embodiment to the fourth embodiment, but the present invention is limited to these embodiments. Instead, various applications can be considered.

【００９１】次に、本発明に基づくバンドルファイバー
からの照明光を、計測装置や顕微鏡の光源とする例を説
明する。Next, an example will be described in which the illumination light from the bundle fiber according to the present invention is used as a light source for a measuring device or a microscope.

【００９２】なお、図示省略するが、本発明に基づく多
モードバンドルファイバーとして中空多モード光ファイ
バーを用いれば、紫外域のレーザー光への応用も可能で
ある。これを用いれば、例えば半導体等の製造プロセス
における紫外線露光装置を実現できる。また、これら
は、前述した空間変調器及びスクリーンを、例えば顕微
鏡ならば、サンプル（被観察物体）及び人間の網膜（若
しくはＣＣＤ等）に置き換えることで、また、計測装置
ならば、被計測物体及び画像入力装置、露光装置なら
ば、マスク及び露光物体に置き換えることで、容易に実
現できる。Although not shown, if a hollow multi-mode optical fiber is used as the multi-mode bundle fiber according to the present invention, application to ultraviolet laser light is also possible. By using this, for example, an ultraviolet exposure apparatus in a manufacturing process of a semiconductor or the like can be realized. In addition, in these, the spatial modulator and the screen described above are replaced with a sample (object to be observed) and a human retina (or CCD or the like) in the case of, for example, a microscope. An image input device and an exposure device can be easily realized by substituting a mask and an exposure object.

【００９３】〔第５の実施の形態〕本実施の形態は、本
発明に基づくバンドルファイバーを計測装置に適用した
例である。[Fifth Embodiment] This embodiment is an example in which a bundle fiber according to the present invention is applied to a measuring apparatus.

【００９４】即ち、図９に示すように、バンドルファイ
バー４５からの照明光ａを、被計測面４７を有する計測
対象４６に投射し、被計測面４７にて反射された光ビー
ムｂを観察光学系４８を介して受光器４９で検出すれ
ば、例えば、その表面性（表面粗度等）を計測できる。That is, as shown in FIG. 9, the illuminating light a from the bundle fiber 45 is projected onto the measuring object 46 having the surface 47 to be measured, and the light beam b reflected by the surface 47 to be measured is observed optically. If the light is detected by the light receiver 49 via the system 48, for example, its surface properties (surface roughness and the like) can be measured.

【００９５】ここで、計測対象物体が有する透過率や反
射率等の分光特性に特徴があれば、それに適切な波長の
光を使うことが有効である。例えば、ＦＡ（ファクトリ
ーオートメーション）における選別機械などで特定の色
を有する物体を認識するためには、特定の波長を有する
レーザー光を照射し、その他の色の物体との反射率が異
なることで、その認識が容易になる。また、はんだ検査
器においては、基板の反射率から緑色波長領域の照明光
が最も有効だが、これも緑色波長帯域の半導体レーザー
を使うことによって実現でき、さらに、本発明の手法に
よれば、その検査における精度が一層向上する。Here, if there is a characteristic in the spectral characteristics such as the transmittance and the reflectance of the object to be measured, it is effective to use light having an appropriate wavelength. For example, in order to recognize an object having a specific color by a sorting machine or the like in FA (Factory Automation), a laser beam having a specific wavelength is irradiated, and the reflectance with an object of another color is different. The recognition becomes easy. In the soldering tester, the illumination light in the green wavelength region is most effective from the reflectance of the substrate, but this can also be realized by using a semiconductor laser in the green wavelength band, and according to the method of the present invention, The accuracy in the inspection is further improved.

【００９６】即ち、これらの検査工程において、スペッ
クルはノイズ要因となるので、本発明に基づくバンドル
ファイバーを用いることで、精度の向上が図られる。ま
た、観察光学系４８に、特定の波長フィルターを加えれ
ば、外乱光からの影響を受けず、さらなる精度の向上が
可能となる。That is, in these inspection processes, speckles are a cause of noise, and therefore, the use of the bundle fiber according to the present invention improves the accuracy. Further, if a specific wavelength filter is added to the observation optical system 48, the accuracy is further improved without being affected by disturbance light.

【００９７】また、ここでは、照明光の反射光のみなら
ず、照明光による透過光や蛍光を観察することも考えら
れる。この場合も照明光のスペックルを減らすことはノ
イズの抑圧につながる。Here, it is also conceivable to observe not only the reflected light of the illumination light, but also the transmitted light and the fluorescence by the illumination light. Also in this case, reducing the speckle of the illumination light leads to suppression of noise.

【００９８】〔第６の実施の形態〕本実施の形態は、本
発明に基づくバンドルファイバーを、露光装置や顕微鏡
等の光学機器に用いた例である。[Sixth Embodiment] The present embodiment is an example in which the bundle fiber according to the present invention is used for an optical apparatus such as an exposure apparatus and a microscope.

【００９９】即ち、図１０に示すように、バンドルファ
イバー５１からの出射光ビームをコンデンサーレンズ５
２を介して、被照明物体５３に対してケーラー照明、若
しくは、クリティカル照明し、対物レンズ５４を用い
て、照明された被照明物体５３の像５５を結像する。こ
こで像面を観察すれば、顕微鏡となる。また、被照明物
体５３の像をレジストやフィルム等に露光（または記
録）すれば露光装置となる。なお、図中矢印に示すよう
に、対物レンズ５４は適宜移動できる。That is, as shown in FIG. 10, the light beam emitted from the bundle fiber 51 is
2, Koehler illumination or critical illumination is performed on the illumination target 53, and the illuminated image 55 of the illumination target 53 is formed using the objective lens 54. Observing the image plane here becomes a microscope. If an image of the illuminated object 53 is exposed (or recorded) on a resist, a film, or the like, an exposure apparatus is obtained. As shown by the arrow in the figure, the objective lens 54 can be moved as appropriate.

【０１００】ここで、上述した第５の実施の形態と同様
に、被照明物体が有する透過率や反射率等の分光特性に
特徴があれば、それに適切な波長の光を使うことが有効
である。例えば、被露光材料となるレジストやフィルム
が特定の波長に対して感度が高ければ、その波長で露光
することが有効である。これは、特定の発振波長帯域を
有する波長幅の狭いレーザーを用いれば可能となり、ま
た、本発明に基づく手法で、そのレーザー光を低コヒー
レント化し、スペックルを除くことで、コントラストに
優れた露光処理を実現できる。Here, as in the fifth embodiment, if there is a characteristic in the spectral characteristics such as the transmittance and the reflectance of the object to be illuminated, it is effective to use light having an appropriate wavelength. is there. For example, if a resist or a film to be exposed has high sensitivity to a specific wavelength, it is effective to perform exposure at that wavelength. This can be achieved by using a narrow wavelength laser having a specific oscillation wavelength band.In addition, the method according to the present invention makes the laser light low coherent and removes speckles, thereby achieving exposure with excellent contrast. Processing can be realized.

【０１０１】一例として、映画フィルムへのデジタル音
声トラックの記録には、緑色波長帯域の光ビームを用い
ることが有効だが、本発明に基づく手法を用いれば、こ
れが簡便に実現できる。また、他の例としては、中空の
導波路をファイバーに置き換え、エキシマレーザーや、
固体レーザーの高調波などの紫外レーザー光を用いた露
光装置が考えられる。これはスペックルを抑圧できるの
みならず、照度分布でも均一化できるので、装置が安価
かつ簡便で性能の優れたものになる。As an example, for recording a digital audio track on a motion picture film, it is effective to use a light beam in the green wavelength band, but this can be easily realized by using the method according to the present invention. Other examples include replacing the hollow waveguide with a fiber, excimer laser,
An exposure apparatus using an ultraviolet laser beam such as a harmonic of a solid laser can be considered. This can not only suppress speckles but also make the illuminance distribution uniform, so that the device is inexpensive, simple, and has excellent performance.

【０１０２】また、顕微鏡を構成する場合、単一波長で
スペックルのない顕微鏡を実現できるので、サンプルに
よる反射率もしくは透過率の特性を利用して、分光もし
くは蛍光顕微鏡を構成できる。これは医用や生体用のみ
ならず、半導体などのプロセス検査など幅広い応用が考
えられる。When a microscope is constructed, a microscope having no speckle at a single wavelength can be realized. Therefore, a spectroscopic or fluorescence microscope can be constructed by utilizing the characteristics of the reflectance or the transmittance of the sample. This can be applied not only to medical and biological applications but also to a wide range of applications such as process inspection of semiconductors.

【０１０３】さらに、この例においても、照明の反射光
のみならず、透過光や蛍光を利用することも考えられ
る。この場合も、照明光のスペックルを減らすことはノ
イズの抑圧につながる。Further, in this example, not only reflected light of illumination but also transmitted light and fluorescent light may be used. Also in this case, reducing the speckle of the illumination light leads to suppression of noise.

【０１０４】〔第７の実施の形態〕本実施の形態は、本
発明に基づくバンドルファイバーを用いたその他の計測
装置を示す。[Seventh Embodiment] This embodiment shows another measuring apparatus using a bundle fiber according to the present invention.

【０１０５】第６の実施の形態で示した計測装置以外の
計測装置の例としては、近年注目が集まっている低コヒ
ーレント干渉計などの干渉計用途が考えられる。図１１
（Ａ）にその構成例を示す。As an example of a measuring apparatus other than the measuring apparatus shown in the sixth embodiment, an interferometer such as a low coherent interferometer, which has recently attracted attention, can be used. FIG.
(A) shows a configuration example thereof.

【０１０６】即ち、バンドルファイバー６０からの光ビ
ームをコリメーターレンズ６１で平行光にしてビームス
プリッター６２でその波面を分割する。一方の光ビーム
（透過光）は、参照鏡６３（ビームスプリッターからの
距離がＬ）に向かい、他方の光ビーム（反射光）は被験
側へ向かう。That is, the light beam from the bundle fiber 60 is collimated by the collimator lens 61 and the wavefront is split by the beam splitter 62. One light beam (transmitted light) goes to the reference mirror 63 (the distance from the beam splitter is L), and the other light beam (reflected light) goes to the test side.

【０１０７】ここで、多モードバンドルファイバーの出
射光のコヒーレンス長がａ以下である場合、被験側のミ
ラーが、ビームスプリッターからの距離がＬ−ａの位置
にあるミラー６４ｂ、若しくは、ビームスプリッターか
らの距離がＬ＋ａの位置にあるミラー６４ｃときは干渉
縞がほとんど生じない。これに対して、ミラー６４ａの
ように、ミラーがビームスプリッターからの距離がＬの
位置にあるときだけ干渉縞（スペックルパターン）が生
じる。Here, when the coherence length of the light emitted from the multimode bundle fiber is equal to or less than a, the mirror on the test side is moved from the mirror 64b or the beam splitter located at the position La from the beam splitter. When the mirror 64c is located at the position of L + a, almost no interference fringes occur. In contrast, interference fringes (speckle patterns) occur only when the mirror is at a distance L from the beam splitter, such as the mirror 64a.

【０１０８】ここで、ミラー６４ａ、６４ｂ及び６４ｃ
の代わりに、図１１（Ｂ）に示す如き三次元形状を持つ
サンプル６６、或いは、図１１（Ｃ）に示す如き生体サ
ンプル６７を置き、これからの反射光を干渉光として観
察すれば、各サンプルの三次元形状を輪切りにした状態
で観察することができる。また、この干渉縞のコントラ
ストを計測することで、測長器として利用することもで
きる。Here, the mirrors 64a, 64b and 64c
Instead, a sample 66 having a three-dimensional shape as shown in FIG. 11 (B) or a biological sample 67 as shown in FIG. 11 (C) is placed, and the reflected light from the sample is observed as interference light. Can be observed in a state where the three-dimensional shape is cut into a slice. By measuring the contrast of the interference fringes, the interference fringes can be used as a length measuring device.

【０１０９】また、多モードバンドルファイバーの長さ
などによってコヒーレント長を設計すれば、様々な用途
に応用することも可能である。ここでも、コヒーレンス
の低減によるスペックルの抑圧は、観察時や測定時のノ
イズを著しく低減することにつながり、精度や性能の向
上が期待できる。If the coherent length is designed based on the length of the multi-mode bundle fiber, it can be applied to various uses. Also in this case, the suppression of speckle due to the reduction of coherence leads to a remarkable reduction in noise during observation and measurement, and improvement in accuracy and performance can be expected.

【０１１０】以上、本実施の形態によれば、簡便で安価
かつ高性能なコヒーレント制御を各種レーザーに対して
行って、特にスペックルの抑制された物体照明用の光源
として本発明を適用することができ、さらに、前記光フ
ァイバーとして多モードファイバーを用いれば、空間的
なモードの重ね合わせにより、照明強度の均一化と同時
に簡便かつ低コスト、省スペース（即ち、スペース上の
制約をうけず）、コヒーレンスの低減を達成できる。さ
らに、ディスプレイ、計測装置、顕微鏡、露光装置など
を、特に、光電変換効率の高い半導体レーザー等を用い
て構成できる。これによって、装置の高性能化、小型
化、低コスト化が図れる。As described above, according to the present embodiment, simple, inexpensive, and high-performance coherent control is performed on various lasers, and the present invention is applied particularly as a light source for object illumination with reduced speckle. Further, if a multi-mode fiber is used as the optical fiber, the spatial mode is superimposed to make the illumination intensity uniform, and at the same time simple and low-cost, space-saving (that is, free from space restrictions), A reduction in coherence can be achieved. Furthermore, a display, a measuring device, a microscope, an exposure device, and the like can be configured using a semiconductor laser having high photoelectric conversion efficiency. As a result, the performance, size, and cost of the device can be reduced.

【０１１１】[0111]

【発明の効果】本発明のコヒーレンス低減方法によれ
ば、固体レーザー、半導体レーザー、気体レーザー、色
素レーザー等の光源から出射されたコヒーレント光を、
このコヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さが互い
に異なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群に入
射させるので、前記複数の光ファイバーから出射される
光ビームは相互に可干渉性を有しておらず、従って、前
記光出射側ファイバーバンドル部から、コヒーレンスが
低減された実質的にインコヒーレントな光ビームが出射
される。これは、光ビームの一部光路を前記光ファイバ
ー群で構成すればよく、光のコヒーレンス低減が簡易な
構成で実現される。According to the coherence reduction method of the present invention, coherent light emitted from a light source such as a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, and a dye laser is
Since the light is incident on an optical fiber group including a plurality of optical fibers having different lengths from each other than the coherence length of the coherent light, the light beams emitted from the plurality of optical fibers do not have coherence with each other, and therefore, A substantially incoherent light beam with reduced coherence is emitted from the light emitting side fiber bundle. This can be achieved by simply configuring a part of the optical path of the light beam with the optical fiber group, and reducing the coherence of light with a simple configuration.

【０１１２】また、本発明のコヒーレンス低減装置によ
れば、本発明のコヒーレント低減方法を再現性良く実施
できる。According to the coherence reduction device of the present invention, the coherence reduction method of the present invention can be performed with good reproducibility.

【０１１３】本発明の照明方法によれば、固体レーザ
ー、半導体レーザー、気体レーザー、色素レーザー等の
光源から出射されたコヒーレント光を、このコヒーレン
ト光のコヒーレンス長以上に長さが互いに異なる複数の
光ファイバーを含む光ファイバー群に入射させるので、
前記複数の光ファイバーから出射される光ビームは相互
に可干渉性を有しておらず、従って、前記光出射側ファ
イバーバンドル部から、コヒーレンスが低減された実質
的にインコヒーレントな光ビームが照明光として出射さ
れる。これは、光源から出射されるコヒーレント光の一
部光路を前記光ファイバー群で構成すればよく、照明光
のコヒーレンス低減が簡易な構成で実現される。つま
り、前記光ビームは、光のコヒーレンスが低減されてい
るので、スペックルが抑制され、さらに、強度が高く優
れた指向性を有する照明光として利用される。According to the illumination method of the present invention, coherent light emitted from a light source such as a solid-state laser, a semiconductor laser, a gas laser, and a dye laser is converted into a plurality of optical fibers having different lengths longer than the coherence length of the coherent light. To the optical fiber group containing
The light beams emitted from the plurality of optical fibers do not have coherence with each other, and therefore, a substantially incoherent light beam with reduced coherence is emitted from the light emitting side fiber bundle portion to the illumination light. Is emitted. In this case, a part of the optical path of the coherent light emitted from the light source may be configured by the optical fiber group, and the coherence of the illumination light can be reduced with a simple configuration. That is, since the light beam has reduced coherence of light, speckle is suppressed, and the light beam is used as illumination light having high intensity and excellent directivity.

【０１１４】また、本発明の照明装置は、本発明の照明
方法を再現性良く実施できる。The lighting device of the present invention can implement the lighting method of the present invention with good reproducibility.

【０１１５】本発明のバンドルファイバーによれば、前
記コヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さの互いに
異なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群が、少
なくとも光出射側で束ねられているので、このバンドル
ファイバーを介して、コヒーレントな光ビームを、強度
が高く優れた指向性を有すると同時にコヒーレンスの低
減した光ビームに変換できる。According to the bundle fiber of the present invention, an optical fiber group including a plurality of optical fibers different in length from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light is bundled at least on the light emitting side. Thus, a coherent light beam can be converted into a light beam having high intensity, excellent directivity, and reduced coherence.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に基づくバンドルファイバーの概略模式
図（Ａ）、その入射端又は出射端の概略正面図（Ｂ）で
ある。FIG. 1 is a schematic diagram (A) of a bundle fiber according to the present invention, and a schematic front view (B) of its entrance end or exit end.

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す概略模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図３】同、第２の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram showing a second embodiment.

【図４】同、第２の実施の形態を示す他の概略模式図で
ある。FIG. 4 is another schematic view showing the second embodiment.

【図５】同、第３の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram showing a third embodiment.

【図６】同、第３の実施の形態を示す他の概略模式図で
ある。FIG. 6 is another schematic view showing the third embodiment.

【図７】同、第４の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 7 is a schematic diagram showing a fourth embodiment.

【図８】同、第４の実施の形態を示す他の概略模式図で
ある。FIG. 8 is another schematic diagram showing the fourth embodiment.

【図９】同、第５の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 9 is a schematic diagram showing a fifth embodiment.

【図１０】同、第６の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 10 is a schematic diagram showing a sixth embodiment.

【図１１】同、第７の実施の形態を示す概略模式図であ
る。FIG. 11 is a schematic diagram showing a seventh embodiment.

【図１２】本発明に基づくバンドルファイバーの他の概
略模式図である。FIG. 12 is another schematic view of a bundle fiber according to the present invention.

【図１３】従来のフライアイレンズを用いた照明装置の
一部概略模式図である。FIG. 13 is a partial schematic diagram of a lighting device using a conventional fly-eye lens.

【図１４】同、プリズムを用いた照明装置の一部概略模
式図である。FIG. 14 is a partial schematic diagram of an illumination device using the same.

【図１５】コヒーレンス制御の必要性を説明するための
概略模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the necessity of coherence control.

【図１６】同、他の概略模式図である。FIG. 16 is another schematic diagram of the same.

【図１７】光ファイバー中のモード分散によるコヒーレ
ンス低下の原理を示す概略模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the principle of coherence reduction due to mode dispersion in an optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…バンドルファイバー、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…光
ファイバー、３…入射端、４…出射端、５…クラッド、
６…コア、８…折り返し部、１０…レーザー発振器、１
１…レンズ、１２…バンドルファイバー、１３…光ファ
イバー、１４…レンズ、１５…空間変調器、１６…投影
レンズ、１７…スクリーン、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、…半導体レーザー、２０、２
２ａ、２２ｂ、２２ｃ…レンズ、２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２７ａ、２７ｂ、２７
ｃ、２８…バンドルファイバー、３１、３１ａ、３１
ｂ、３１ｃ…レーザーカプラーユニット、３２ａ…Ｐ偏
光半導体レーザー、３２ｂ…Ｓ偏光半導体レーザー、３
３ａ、３３ｂ…レンズ、３４…ミラー、３５…偏光ビー
ムスプリッター、３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ…レン
ズ、３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ…バンドルファイバ
ー、３８…結合器、４０…反射型空間変調器、４１…ビ
ームスプリッター、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…空
間変調器ユニット、４３…ダイクロイックミラー、４５
…バンドルファイバー、４６…計測対象、４７…計測
面、４８…観察光学系、４９…受光器、５１…バンドル
ファイバー、５２…コンデンサーレンズ、５３…非照明
物体、５４…対物レンズ、５５…像、６０…バンドルフ
ァイバー、６１…コリメータレンズ、６２…ビームスプ
リッター、６３…参照鏡、６４…ミラー、６５…観察
面、６６…三次元形状を有するサンプル、６７…生体サ
ンプル、７１…フライアレイレンズ、７２…レンズ、７
３…マスク、７５…プリズム、８０…物体、８１…レン
ズ、８２…スクリーン、８３…像、８４…観察者、８５
…物体、８６…レンズ、８７…スクリーン、８８…眼
球、８９…網膜、９０、９１…光ビーム、９２…光ファ
イバー、９３…コア、９４…クラッドDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bundle fiber, 2a, 2b, 2c, 2d ... Optical fiber, 3 ... Input end, 4 ... Output end, 5 ... Cladding,
6 ... core, 8 ... return part, 10 ... laser oscillator, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens, 12 ... Bundle fiber, 13 ... Optical fiber, 14 ... Lens, 15 ... Spatial modulator, 16 ... Projection lens, 17 ... Screen, 21a, 21b, 21c,
25a, 25b, 25c,... Semiconductor lasers, 20, 2
2a, 22b, 22c ... Lens, 23a, 23b, 23
c, 26a, 26b, 26c, 27a, 27b, 27
c, 28 ... bundle fiber, 31, 31a, 31
b, 31c: laser coupler unit, 32a: P-polarized semiconductor laser, 32b: S-polarized semiconductor laser, 3
3a, 33b: lens, 34: mirror, 35: polarizing beam splitter, 36, 36a, 36b, 36c: lens, 37, 37a, 37b, 37c: bundle fiber, 38: coupler, 40: reflective spatial modulator 41: Beam splitter, 42, 42a, 42b, 42c: Spatial modulator unit, 43: Dichroic mirror, 45
... Bundled fiber, 46 ... Measurement object, 47 ... Measuring surface, 48 ... Observation optical system, 49 ... Receiver, 51 ... Bundled fiber, 52 ... Condenser lens, 53 ... Non-illuminated object, 54 ... Objective lens, 55 ... Image, Numeral 60: bundle fiber, 61: collimator lens, 62: beam splitter, 63: reference mirror, 64: mirror, 65: observation surface, 66: sample having a three-dimensional shape, 67: biological sample, 71: fly array lens, 72 ... Lens, 7
3 mask, 75 prism, 80 object, 81 lens, 82 screen, 83 image, 84 observer, 85
... Object, 86 ... Lens, 87 ... Screen, 88 ... Eyeball, 89 ... Retina, 90, 91 ... Light beam, 92 ... Optical fiber, 93 ... Core, 94 ... Clad

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 コヒーレント光のコヒーレンス長以上に
長さが互いに異なる複数の光ファイバーを含む光ファイ
バー群に前記コヒーレント光を入射させ、 この光ファイバー群を束ねた光出射側ファイバーバンド
ル部からコヒーレンスが低減された光を出射する、光の
コヒーレンス低減方法。1. The coherent light is made incident on an optical fiber group including a plurality of optical fibers having mutually different lengths longer than the coherence length of the coherent light, and coherence is reduced from a light emitting side fiber bundle portion that bundles the optical fiber group. A light coherence reduction method for emitting light. 【請求項２】 前記光ファイバー群の光入射位置を、各
光ファイバー間で同一若しくはほぼ同一とする、請求項
１に記載した光のコヒーレンス低減方法。2. The method for reducing coherence of light according to claim 1, wherein the light incident positions of the optical fiber group are the same or substantially the same between the respective optical fibers. 【請求項３】 前記光ファイバー群を光入射位置で束ね
る、請求項２に記載した光のコヒーレンス低減方法。3. The method of reducing coherence of light according to claim 2, wherein said group of optical fibers is bundled at a light incident position. 【請求項４】 前記複数の光ファイバーのいずれかを曲
げることにより、これらの光ファイバーの長さを互いに
異ならせる、請求項１に記載した光のコヒーレンス低減
方法。4. The light coherence reduction method according to claim 1, wherein one of the plurality of optical fibers is bent to make the lengths of the optical fibers different from each other. 【請求項５】 前記光ファイバーとして多モード光ファ
イバーを用いる、請求項１に記載した光のコヒーレンス
低減方法。5. The method according to claim 1, wherein a multimode optical fiber is used as the optical fiber. 【請求項６】 前記コヒーレント光を可視域のレーザー
光とする、請求項１に記載した光のコヒーレンス低減方
法。6. The method for reducing coherence of light according to claim 1, wherein the coherent light is laser light in a visible region. 【請求項７】 前記光ファイバーとして中空多モード光
ファイバーを用い、かつ、前記コヒーレント光を紫外域
のレーザー光とする、請求項１に記載した光のコヒーレ
ンス低減方法。7. The method for reducing coherence of light according to claim 1, wherein a hollow multimode optical fiber is used as the optical fiber, and the coherent light is a laser light in an ultraviolet region. 【請求項８】 コヒーレント光のコヒーレンス長以上に
長さが互いに異なる複数の光ファイバーを含み、前記コ
ヒーレント光を入射させる光ファイバー群を有し、 前記光ファイバー群を束ねた光出射側ファイバーバンド
ル部から、コヒーレンスの低減された光が出射される、
光のコヒーレンス低減装置。8. An optical fiber group including a plurality of optical fibers having mutually different lengths equal to or longer than the coherence length of the coherent light, the optical fiber group receiving the coherent light, and a coherence beam from a light emitting side fiber bundle unit in which the optical fiber group is bundled. Emitted light is reduced,
Light coherence reduction device. 【請求項９】 前記光ファイバー群の光入射位置が、各
光ファイバー間で同一若しくはほぼ同一となっている、
請求項８に記載した光のコヒーレンス低減装置。9. A light incident position of the optical fiber group is the same or substantially the same between each optical fiber.
The light coherence reducing device according to claim 8. 【請求項１０】 前記光ファイバー群が光入射位置で束
ねられている、請求項９に記載した光のコヒーレンス低
減装置。10. The light coherence reduction device according to claim 9, wherein the optical fiber group is bundled at a light incident position. 【請求項１１】 前記複数の光ファイバーのいずれかが
曲げられており、これらの光ファイバーの長さが互いに
異なっている、請求項８に記載した光のコヒーレンス低
減装置。11. The light coherence reducing device according to claim 8, wherein any one of the plurality of optical fibers is bent, and the lengths of the optical fibers are different from each other. 【請求項１２】 前記光ファイバーとして多モード光フ
ァイバーが用いられている、請求項８に記載した光のコ
ヒーレンス低減装置。12. The light coherence reducing device according to claim 8, wherein a multimode optical fiber is used as said optical fiber. 【請求項１３】 前記コヒーレント光として可視域のレ
ーザー光が用いられている、請求項８に記載した光のコ
ヒーレンス低減装置。13. The light coherence reduction device according to claim 8, wherein a laser light in a visible region is used as the coherent light. 【請求項１４】 前記光ファイバーとして中空多モード
光ファイバーが用いられ、かつ、前記コヒーレント光と
して紫外域のレーザー光が用いられている、請求項８に
記載した光のコヒーレンス低減装置。14. The light coherence reducing device according to claim 8, wherein a hollow multi-mode optical fiber is used as the optical fiber, and an ultraviolet laser light is used as the coherent light. 【請求項１５】 光源から出射されたコヒーレント光
を、このコヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さが
互いに異なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群
に入射させ、 この光ファイバー群を束ねた光出射側ファイバーバンド
ル部からコヒーレンスが低減された光を照明光として出
射する、照明方法。15. A light emitting side fiber bundle unit in which coherent light emitted from a light source is incident on an optical fiber group including a plurality of optical fibers different in length from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light, and the optical fiber group is bundled. An illumination method for emitting light with reduced coherence from the illumination light as illumination light. 【請求項１６】 前記光ファイバー群の光入射位置を、
各光ファイバー間で同一若しくはほぼ同一とする、請求
項１５に記載した照明方法。16. A light incident position of the optical fiber group,
16. The lighting method according to claim 15, wherein each of the optical fibers is the same or substantially the same. 【請求項１７】 前記光ファイバー群を光入射位置で束
ねる、請求項１６に記載した照明方法。17. The illumination method according to claim 16, wherein the optical fiber group is bundled at a light incident position. 【請求項１８】 前記複数の光ファイバーのいずれかを
曲げることにより、これらの光ファイバーの長さを互い
に異ならせる、請求項１５に記載した照明方法。18. The illumination method according to claim 15, wherein any one of the plurality of optical fibers is bent so that the lengths of the optical fibers are different from each other. 【請求項１９】 前記光ファイバーとして多モード光フ
ァイバーを用いる、請求項１５に記載した照明方法。19. The illumination method according to claim 15, wherein a multi-mode optical fiber is used as the optical fiber. 【請求項２０】 前記光源から出射されたコヒーレント
光を可視域のレーザー光とする、請求項１５に記載した
照明方法。20. The illumination method according to claim 15, wherein the coherent light emitted from the light source is a laser light in a visible region. 【請求項２１】 前記光ファイバーとして中空多モード
光ファイバーを用い、かつ、前記光源から出射されたコ
ヒーレント光を紫外域のレーザー光とする、請求項１５
に記載した照明方法。21. The optical fiber according to claim 15, wherein a hollow multi-mode optical fiber is used, and coherent light emitted from the light source is an ultraviolet laser light.
Illumination method described in. 【請求項２２】 前記照明光を、表示装置、計測装置、
顕微鏡又は露光装置の光源として用いる、請求項１５に
記載した照明方法。22. A display device, a measuring device,
The illumination method according to claim 15, which is used as a light source of a microscope or an exposure apparatus. 【請求項２３】 コヒーレント光を出射する光源部と、 このコヒーレント光のコヒーレンス長以上に長さが互い
に異なる複数の光ファイバーを含む光ファイバー群とを
有し、 前記光ファイバー群を束ねた光出射側ファイバーバンド
ル部から、コヒーレンスの低減された光が照明光として
出射される、照明装置。23. A light emitting side fiber bundle comprising: a light source unit for emitting coherent light; and an optical fiber group including a plurality of optical fibers having different lengths from each other by a length equal to or longer than the coherence length of the coherent light. An illumination device configured to emit light with reduced coherence from the unit as illumination light. 【請求項２４】 前記光ファイバー群の光入射位置が、
各光ファイバー間で同一若しくはほぼ同一となってい
る、請求項２３に記載した照明装置。24. A light incident position of the optical fiber group,
24. The lighting device according to claim 23, wherein each of the optical fibers is the same or substantially the same. 【請求項２５】 前記光ファイバー群が光入射位置で束
ねられている、請求項２４に記載した照明装置。25. The lighting device according to claim 24, wherein the optical fiber group is bundled at a light incident position. 【請求項２６】 前記複数の光ファイバーのいずれかが
曲げられており、これらの光ファイバーの長さが互いに
異なっている、請求項２３に記載した照明装置。26. The lighting device according to claim 23, wherein any one of the plurality of optical fibers is bent, and the lengths of the optical fibers are different from each other. 【請求項２７】 前記光ファイバーとして多モード光フ
ァイバーが用いられている、請求項２３に記載した照明
装置。27. The lighting device according to claim 23, wherein a multi-mode optical fiber is used as the optical fiber. 【請求項２８】 前記光源部として可視域のレーザー光
を出射するレーザーが用いられている、請求項２３に記
載した照明装置。28. The lighting device according to claim 23, wherein a laser that emits laser light in a visible range is used as the light source unit. 【請求項２９】 前記光ファイバーとして中空多モード
光ファイバーが用いられ、かつ、前記光源部として紫外
域のレーザー光を出射するレーザーが用いられている、
請求項２３に記載した照明装置。29. A hollow multi-mode optical fiber is used as the optical fiber, and a laser emitting ultraviolet laser light is used as the light source unit.
The lighting device according to claim 23. 【請求項３０】 前記照明光が、表示装置、計測装置、
顕微鏡又は露光装置の光源として用いられる、請求項２
３に記載した照明装置。30. The illumination light, comprising: a display device, a measuring device,
3. A light source for a microscope or an exposure apparatus.
3. The lighting device according to 3. 【請求項３１】 コヒーレント光を導く複数の光ファイ
バーを束ねたバンドルファイバーであって、前記コヒー
レント光のコヒーレンス長以上に長さの互いに異なる複
数の光ファイバーを含む光ファイバー群が、少なくとも
光出射側で束ねられている、バンドルファイバー。31. A bundle fiber comprising a plurality of optical fibers for guiding coherent light, the plurality of optical fibers including a plurality of optical fibers having different lengths equal to or longer than the coherence length of the coherent light are bundled at least on the light emitting side. A bundle fiber. 【請求項３２】 前記光ファイバー群の光入射位置が、
各光ファイバー間で同一若しくはほぼ同一とされてい
る、請求項３１に記載したバンドルファイバー。32. A light incident position of the group of optical fibers,
32. The bundle fiber according to claim 31, wherein each of the optical fibers is the same or substantially the same. 【請求項３３】 前記光ファイバー群が光入射位置で束
ねられている、請求項３２に記載したバンドルファイバ
ー。33. The bundle fiber according to claim 32, wherein the optical fiber group is bundled at a light incident position. 【請求項３４】 前記複数の光ファイバーのいずれかが
曲げられており、これらの光ファイバーの長さが互いに
異なっている、請求項３１に記載したバンドルファイバ
ー。34. The bundle fiber according to claim 31, wherein any one of the plurality of optical fibers is bent, and the lengths of the optical fibers are different from each other. 【請求項３５】 前記光ファイバーとして多モード光フ
ァイバーが用いられている、請求項３１に記載したバン
ドルファイバー。35. The bundle fiber according to claim 31, wherein a multimode optical fiber is used as the optical fiber. 【請求項３６】 前記コヒーレント光として可視域のレ
ーザー光が用いられる、請求項３１に記載したバンドル
ファイバー。36. The bundle fiber according to claim 31, wherein visible light laser light is used as the coherent light. 【請求項３７】 前記光ファイバーとして中空多モード
光ファイバーが用いられ、かつ、前記コヒーレント光と
して紫外域のレーザー光が用いられる、請求項３１に記
載したバンドルファイバー。37. The bundle fiber according to claim 31, wherein a hollow multi-mode optical fiber is used as the optical fiber, and an ultraviolet laser light is used as the coherent light.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001281599A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Seiko Epson Corp Projection type display device
JP2005250030A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Nikon Corp Lighting unit for imaging device inspection, imaging device inspecting device, method for inspecting imaging device, and method for manufacturing imaging device
JP2006515668A (en) * 2002-09-30 2006-06-01 アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド Illumination system for optical inspection
JP2009237077A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujifilm Corp Laser light source device
JP2010244044A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Innovavent Gmbh Apparatus for homogenizing coherent radiation
US7936419B2 (en) 2007-03-29 2011-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Illumination light source and image display apparatus
JP2017162965A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 フォトンリサーチ株式会社 Multi-wavelength laser light source module, multi-wavelength laser light source module with multiplexer, and cooling method of semiconductor laser light source unit

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10481408B2 (en) * 2016-09-30 2019-11-19 Christie Digital Systems (Usa), Inc. Apparatus for reducing coherence of a laser beam
CN106610529A (en) * 2017-02-14 2017-05-03 山西大学 Fiber type beam distributed phase retarder and speckle removing method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6148805A (en) * 1984-08-16 1986-03-10 Agency Of Ind Science & Technol X-ray waveguide method and optical fiber used for said method
JPH06167640A (en) * 1991-10-03 1994-06-14 Senri Oyo Keisoku Kenkyusho:Kk Laser light illumination device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001281599A (en) * 2000-03-29 2001-10-10 Seiko Epson Corp Projection type display device
JP2006515668A (en) * 2002-09-30 2006-06-01 アプライド マテリアルズ イスラエル リミテッド Illumination system for optical inspection
US7924419B2 (en) 2002-09-30 2011-04-12 Applied Materials Israel, Ltd. Illumination system for optical inspection
US8134699B2 (en) 2002-09-30 2012-03-13 Applied Materials, Inc. Illumination system for optical inspection
JP2005250030A (en) * 2004-03-03 2005-09-15 Nikon Corp Lighting unit for imaging device inspection, imaging device inspecting device, method for inspecting imaging device, and method for manufacturing imaging device
JP4591658B2 (en) * 2004-03-03 2010-12-01 株式会社ニコン Imaging device inspection illumination device, imaging device inspection device, imaging device inspection method, and imaging device manufacturing method
US7936419B2 (en) 2007-03-29 2011-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Illumination light source and image display apparatus
JP2009237077A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujifilm Corp Laser light source device
JP2010244044A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Innovavent Gmbh Apparatus for homogenizing coherent radiation
TWI485431B (en) * 2009-04-03 2015-05-21 Innova Ent Gmbh Apparatus for homogenizing coherent radiation
JP2017162965A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 フォトンリサーチ株式会社 Multi-wavelength laser light source module, multi-wavelength laser light source module with multiplexer, and cooling method of semiconductor laser light source unit

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