JPH11337867A - Method and device for light coherence reduction, and method and device for illumination - Google Patents

Method and device for light coherence reduction, and method and device for illumination

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JPH11337867A
JPH11337867A JP10145451A JP14545198A JPH11337867A JP H11337867 A JPH11337867 A JP H11337867A JP 10145451 A JP10145451 A JP 10145451A JP 14545198 A JP14545198 A JP 14545198A JP H11337867 A JPH11337867 A JP H11337867A
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JP
Japan
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light
reflection surface
light beam
coherence
coherent
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Application number
JP10145451A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Doko
徹 堂向
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coherent light, which is uniform in a two-dimensional plane and has a coherence sufficiently reduced, by an optical device having a simple constitution. SOLUTION: Laser beam A and laser beam B are made incident on a prism 1 from different incidence faces and are propagated in different optical paths. With respect to each laser beam, it is branched into first transmission laser beam and first reflected laser beam by a partial reflection face 3, and the first reflected laser beam is reflected by a total reflection face 2 and is led to the partial reflection face 3 again and is branched into second transmission laser beam and second reflected laser beam, and first transmission laser beam and second transmission laser beam are emitted from the partial reflection face 3 with a certain optical path difference between them.

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、光ビームのコヒー
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、並びに、コヒーレンスの低減した光ビームを照明
用光ビームとして利用する照明方法及びその装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for reducing coherence of light, which reduce the coherence of a light beam, and an illumination method and an apparatus for using a light beam having reduced coherence as a light beam for illumination. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー光の応用分野の一つとして、画
像表示装置のための光源、或いは半導体露光装置のため
の照明用光源がある。これらの例においては、高い強
度、指向性、単色性といったレーザー、或いはコヒーレ
ント光の特徴が利点として用いられているが、その反
面、スペックル(スペックルノイズ)というコヒーレン
ト光に特有の問題が生じ、その応用を妨げる原因となっ
ている。
2. Description of the Related Art As one of application fields of laser light, there is a light source for an image display device or an illumination light source for a semiconductor exposure device. In these examples, the characteristics of laser or coherent light, such as high intensity, directivity, and monochromaticity, are used as advantages, but on the other hand, a problem specific to coherent light called speckle (speckle noise) occurs. , Which hinders its application.

【0003】次に、このスペックルの問題について説明
する。
Next, the problem of speckle will be described.

【0004】一般に、図12に示すように、レーザー光
が単峰性のパワースペクトラムを持つとき、この光源の
コヒーレンス度g(τ)は、パワースペクトラムのフー
リエ変換G(τ)により、 |g(τ)|=|G(τ)|/|G(0)| として与えられ、図12の如く示される(このように、
単一波長或いは単一周波数で発振するレーザーを、以
下、縦シングルモードレーザーと称する)。
In general, as shown in FIG. 12, when a laser beam has a single-peak power spectrum, the degree of coherence g (τ) of this light source is given by | g (τ) by the Fourier transform G (τ) of the power spectrum. τ) | = | G (τ) | / | G (0) | and is shown as in FIG. 12 (in this way,
A laser that oscillates at a single wavelength or a single frequency is hereinafter referred to as a longitudinal single mode laser).

【0005】即ち、図12における単峰性のパワースペ
クトラムの半値全幅(スペクトラム幅)をνs とする
と、図13に示すように、コヒーレンス度の半値全幅τ
s は、パワースペクトラムの関数形にも依存するが、お
およそτs ≒1/νs で与えられる。
That is, assuming that the full width at half maximum (spectrum width) of the monomodal power spectrum in FIG. 12 is ν s , the full width at half maximum τ of the coherence degree is τ as shown in FIG.
Although s depends on the function form of the power spectrum, s is approximately given by τ s ≒ 1 / ν s .

【0006】ここで、τs 及びLc (Lc =cτs :c
は光が伝搬する媒質中の光速度)は、それぞれコヒーレ
ンス時間τs 、コヒーレンス長Lc と呼ばれる。例え
ば、コヒーレント光源から出射された光束を2つに分岐
し、一方の経る光路長を他方の光路長よりLだけ長く
し、このとき、光路長差Lがコヒーレンス長Lc と同程
度か、若しくはこれより小さければ、これら分岐された
2つの光束は大きなコヒーレンス度を有し、互いに強く
干渉し合う。一方、光路長差Lがコヒーレンス長LC
同程度か、若しくは、これより大きければ、互いに非可
干渉とみなされて、これら2つの光束間の干渉は小とな
る。
Here, τ s and L c (L c = c τ s : c
Is the speed of light in the medium through which the light propagates) are called the coherence time τ s and the coherence length L c , respectively. For example, splits the light beam emitted from the coherent light source into two, whereas the optical path length longer than the other of the optical path length by L going through the, at this time, the optical path length difference L Do coherence length L c as much, or If it is smaller than these, these two split light beams have a large degree of coherence and strongly interfere with each other. On the other hand, if the optical path length difference L is equal to or larger than the coherence length L C, it is regarded as non-coherent, and the interference between these two light beams is small.

【0007】さて、このようなレーザー光源を例えば画
像表示装置の照明光源として用いるとき、像面、例えば
観察者の網膜上では、物体面、例えばスクリーンの各
点、各領域からの寄与が集合されて像を形成すると考え
ることができる。
When such a laser light source is used, for example, as an illumination light source of an image display device, contributions from an object surface, for example, each point and each area of a screen, are collected on an image plane, for example, a retina of an observer. To form an image.

【0008】この際、物体面(例えばスクリーン)に
は、波長程度以上の深さの凹凸があるのが自然であるか
ら、像面では複雑な位相関係の光束が重なり合うことに
なり、それらの光束が互いに可干渉であれば、結果とし
て干渉し、複雑な明暗のパターンを生じる。これがスペ
ックル(又はスペックルノイズ)であり、表示装置であ
れば、著しく画像を損なう原因となる。
At this time, since it is natural that the object surface (for example, a screen) has irregularities with a depth of about the wavelength or more, light beams having complicated phase relations overlap on the image surface, and these light beams are overlapped. If they are coherent with each other, they will interfere with each other, resulting in a complex light and dark pattern. This is speckle (or speckle noise), and in the case of a display device, it significantly causes image damage.

【0009】従って、スペックルを低減させるために
は、コヒーレント光源から出射されたコヒーレントな光
束を互いに非可干渉とすることが重要である。
Therefore, in order to reduce the speckle, it is important that the coherent light beams emitted from the coherent light source be incoherent with each other.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このための第1の方法
としては、光源のスペクトラム幅を十分広くすること、
即ち、コヒーレント長Lcを十分小さくすることが考え
られる。しかしながらこの方法は、高い単色性というレ
ーザー光本来の特性を犠牲にすることになるため、一般
的には好ましくない。
A first method for achieving this is to sufficiently widen the spectrum width of the light source.
That is, it is conceivable to make the coherent length Lc sufficiently small. However, this method is generally not preferred because it sacrifices the inherent property of laser light, ie, high monochromaticity.

【0011】第2の方法は、ある程度のコヒーレンス長
を有する光源から出射されたコヒーレント光を多数の光
束に分岐し、互いにコヒーレンス長程度以上の光路長差
を与えた後、再び合流する方法である。こうすると、そ
れぞれの光束間では非可干渉になるので、光束の分岐数
を多くすればするほど、合流したレーザー光の空間的な
コヒーレンス度を低減することができる。
The second method is a method in which coherent light emitted from a light source having a certain coherence length is split into a large number of light beams, and after giving an optical path length difference of about the coherence length or more, they are merged again. . In this case, non-coherence occurs between the respective light beams. Therefore, the greater the number of light beam branches, the more the degree of spatial coherence of the combined laser light can be reduced.

【0012】この第2の方法を実現する装置として、例
えば光ファイバーを束ねた光学素子(バンドルファイバ
ー又は光ファイバー束)が知られている。このバンドル
ファイバーは、複数の光ファイバーが束ねられており、
各光ファイバーの長さに入射する光ビームのコヒーレン
ス長より長い光路長差が与えられている。そして、バン
ドルファイバーの両端を揃えておき、その一端よりレー
ザー光を入射すると、他端ではそれぞれの光ファイバー
からの出射レーザー光は互いに非可干渉となって、出射
レーザー光の空間コヒーレンスは全体として低減する。
従って、これを照明用光ビームの光源として用いるとス
ペックルノイズの低減した高画質の画像を得ることがで
きる。
As an apparatus for realizing the second method, for example, an optical element (a bundle fiber or an optical fiber bundle) in which optical fibers are bundled is known. In this bundle fiber, a plurality of optical fibers are bundled,
An optical path length difference longer than the coherence length of the light beam incident on the length of each optical fiber is given. When both ends of the bundle fiber are aligned and laser light enters from one end, the emitted laser light from each optical fiber becomes non-coherent at the other end, and the spatial coherence of the emitted laser light is reduced as a whole. I do.
Therefore, when this is used as a light source of an illumination light beam, a high-quality image with reduced speckle noise can be obtained.

【0013】しかしながら、図12に示した如き単峰性
のパワースペクトルを発振するレーザー光源から出射さ
れたシングルモードレーザー光のスペックルをバンドル
ファイバーの利用によって低減するには、下記の如き問
題点がある。
However, in order to reduce the speckle of the single mode laser light emitted from the laser light source which oscillates a single-peak power spectrum as shown in FIG. is there.

【0014】例えば、31本の光ファイバーを束ね、そ
れぞれの長さの差を10cmとすると、最短の光ファイ
バーと最長の光ファイバーとの長さの差は3mとなる。
即ち、光ファイバーの両端を揃えて束ねることを考慮す
ると、実際的には全体として大きな体積にならざるを得
ない。
For example, if 31 optical fibers are bundled and the difference in length between them is 10 cm, the difference in length between the shortest optical fiber and the longest optical fiber is 3 m.
That is, in consideration of the fact that both ends of the optical fiber are aligned and bundled, the volume as a whole must be actually large.

【0015】また、特開平4−250455号公報に
は、コヒーレンス長以上の光路長差を生成させる手段と
して、3枚のミラーを対向配置させた構成の光学装置が
示されている。これは、その一面より光ビームを入射さ
せて各ミラー間で光を周回させ、ミラーの一つは半透明
としてあり、各次周回する光ビームの一部は半透明ミラ
ーより外部に逐次放射される。従って、出射する光ビー
ムには一定の光路長差が生起されており、全体として空
間コヒーレンスが低減される。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-250455 discloses an optical device having a structure in which three mirrors are arranged facing each other as means for generating an optical path length difference greater than the coherence length. This is because a light beam is made incident on one side of the mirror and the light circulates between the mirrors.One of the mirrors is translucent, and a part of the light beam circling next is radiated sequentially from the translucent mirror to the outside. You. Therefore, a certain optical path length difference is generated in the emitted light beam, and the spatial coherence is reduced as a whole.

【0016】しかしながら、この場合、光ビーム入射面
と光ビーム反射面とが同一面とされているために、光の
利用効率が悪い。例えば、入射光ビームを効率良く周回
光路に導くために前記半透明ミラーの透過率を高くする
と、周回光から見るとその反射率が低くなり、光束を多
数回にわたって周回させることができなくなる。
However, in this case, since the light beam incident surface and the light beam reflecting surface are the same surface, the light use efficiency is low. For example, if the transmittance of the translucent mirror is increased in order to efficiently guide the incident light beam to the circulating optical path, the reflectance becomes low when viewed from the circulating light, and the light beam cannot be circulated many times.

【0017】また、特願平7−345566号公報に
は、光路長差を生成させる別の手段として、透明プリズ
ムからなる光学素子が示されている。ここでは、入射面
と反射面とを別々としているので、入射面には高い透過
率を、反射面には高い反射率を与えれば、効率良く高次
周回光を発生させることができる。
Further, Japanese Patent Application No. 7-345566 discloses an optical element comprising a transparent prism as another means for generating an optical path length difference. Here, since the incident surface and the reflecting surface are separate, if a high transmittance is given to the incident surface and a high reflectance is given to the reflecting surface, high-order circulating light can be generated efficiently.

【0018】しかしながら、この場合、出射光束が出射
面上で一次元的に減衰しながら配列するので、その光強
度の2次元面内分布が不均一である。つまり、平面的に
均一な光束が得られず、照明用の光源として利用するこ
とは難しい。さらに、出射光束の強度を一次元的に均一
化する例も示されてはいるが、そのためには出射面のコ
ーティングに特別な工夫を与えねばならず、その作製は
面倒である。
However, in this case, since the emitted light beams are arranged one-dimensionally on the emission surface while being attenuated, the two-dimensional in-plane distribution of the light intensity is non-uniform. That is, a uniform light beam cannot be obtained in a plane, and it is difficult to use the light source as a light source for illumination. Furthermore, although an example is shown in which the intensity of the emitted light beam is made one-dimensionally uniform, a special device must be provided for the coating of the emission surface for that purpose, and its production is troublesome.

【0019】さらに、上述したいずれの光学装置(又は
光学素子)にも、光源として単一波長で発振する光ビー
ム、特にシングルモードレーザーを使用すると、そのコ
ヒーレンス長は一般に十分長いため、前記の光ファイバ
ー束(バンドルファイバー)、対向ミラー、プリズム等
の手法によって空間コヒーレンスを低減するのには限界
がある。
Further, when a light beam oscillating at a single wavelength, particularly a single mode laser, is used as a light source for any of the above optical devices (or optical elements), the coherence length is generally sufficiently long. There is a limit to reducing the spatial coherence by using a method such as a bundle (bundle fiber), a facing mirror, and a prism.

【0020】例えば、光源がシングルモードのヘリウム
(He)−ネオン(Ne)レーザーであるならば、その
コヒーレンス長は一般に300mであり、このように長
い光路長差を生起するのは現実的でない。また、例え
ば、光源としてシングルモードの半導体レーザーを用い
る場合でも、その典型的なコヒーレンス長は1m程度と
なる。このような光路長差を生起させるのも、装置が大
型となり現実的には難しい。
For example, if the light source is a single mode helium (He) -neon (Ne) laser, its coherence length is generally 300 m, and it is not practical to produce such a long optical path length difference. Further, for example, even when a single-mode semiconductor laser is used as a light source, a typical coherence length is about 1 m. It is actually difficult to generate such an optical path length difference because the device becomes large.

【0021】このように、従来の技術を鑑みるに、コヒ
ーレントなレーザー光源の空間コヒーレンスを十分に低
減し、かつ、2次元面内で均一に近い光ビームが得られ
る簡易な構成の光学装置は存在していない。
As described above, in view of the prior art, there is an optical device having a simple configuration capable of sufficiently reducing the spatial coherence of a coherent laser light source and obtaining a nearly uniform light beam in a two-dimensional plane. I haven't.

【0022】本発明の目的は、2次元面内で実質的に均
一なコヒーレント光が得られ、かつ、十分に可干渉性の
低減されたコヒーレント光が得られる、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にある。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for reducing coherence of light, whereby substantially uniform coherent light can be obtained in a two-dimensional plane and coherent light with sufficiently reduced coherence can be obtained. Is to provide.

【0023】さらに本発明の他の目的は、前述の光のコ
ヒーレンスの低減方法及びその装置に準じ、2次元面内
で実質的に均一で、かつ、十分に可干渉性の低減したコ
ヒーレント光を照明用光ビームとして利用する、照明方
法及びその装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method of reducing coherence of light, which is substantially uniform in a two-dimensional plane and has sufficiently reduced coherence in accordance with the above-described method and apparatus for reducing coherence of light. An object of the present invention is to provide a lighting method and a device for use as a light beam for lighting.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、異なる
位置で入射する複数のコヒーレント光をそれぞれ、部分
反射面にて第1透過光ビームと第1反射光ビームとに分
岐し、前記部分反射面からの前記第1反射光ビームを反
射し、再び前記部分反射面に導いて第2透過光ビームと
第2反射光ビームとに分岐し、前記第1透過光ビームと
前記第2透過光ビームとを、これらの間に一定の光路長
差を生起させた状態で、前記一定の光路長差が生起され
た複数の出射コヒーレント光として前記部分反射面から
それぞれ出射する、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, a plurality of coherent light beams incident at different positions are respectively split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface, and the partial light The first reflected light beam from the reflecting surface is reflected, guided again to the partial reflecting surface, branched into a second transmitted light beam and a second reflected light beam, and the first transmitted light beam and the second transmitted light are reflected. A light and a plurality of outgoing coherent light beams in which a constant optical path length difference is generated from the partial reflection surface in a state where a constant optical path length difference is generated therebetween. (Less than,
This is referred to as the coherence reduction method of the present invention. ).

【0025】本発明のコヒーレンス低減方法によれば、
異なる位置で入射する前記複数のコヒーレント光につい
て、それぞれのコヒーレント光における前記第1透過光
ビームと前記第2透過光ビームとを、これらの間に一定
の光路長差が生起された状態で、複数の出射コヒーレン
ト光として前記部分反射面からそれぞれ出射するので、
2次元面内で実質的に均一な、十分に可干渉性の低減さ
れた光ビームが得られる。
According to the coherence reduction method of the present invention,
With respect to the plurality of coherent lights incident at different positions, the plurality of the first transmitted light beams and the second transmitted light beams in each of the coherent lights are combined in a state where a constant optical path length difference is generated therebetween. Since the light is emitted from the partial reflection surface as the outgoing coherent light of
A substantially coherently reduced light beam is obtained that is substantially uniform in a two-dimensional plane.

【0026】また、本発明は、本発明のコヒーレンス低
減方法を再現性良く実施する装置として、異なる位置で
入射する複数のコヒーレント光がそれぞれ、部分反射面
にて第1透過光ビームと第1反射光ビームとに分岐さ
れ、前記部分反射面からの前記第1反射光ビームが反射
され、再び前記部分反射面に導かれて第2透過光ビーム
と第2反射光ビームとに分岐され、前記第1透過光ビー
ムと前記第2透過光ビームとが、これらの間に一定の光
路長差が生起された状態で、前記一定の光路長差が生起
された複数の出射コヒーレント光として前記部分反射面
からそれぞれ出射される、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 a device for implementing the coherence reducing method of the present invention with good reproducibility, a plurality of coherent lights incident at different positions are respectively transmitted by a first reflected light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface. And the first reflected light beam from the partial reflection surface is reflected, guided to the partial reflection surface again, and branched into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. In the state where the first transmitted light beam and the second transmitted light beam have a constant optical path length difference between them, the partial reflection surface is used as a plurality of outgoing coherent lights in which the constant optical path length difference is generated. And a light coherence reduction device (hereinafter, referred to as a coherence reduction device of the present invention) respectively emitted from.

【0027】さらに、本発明は、光源から出射された光
ビームを異なる位置で複数のコヒーレント光として入射
し、これらのコヒーレント光をそれぞれ、部分反射面に
て第1透過光ビームと第1反射光ビームとに分岐し、前
記部分反射面からの前記第1反射光ビームを反射し、再
び前記部分反射面に導いて第2透過光ビームと第2反射
光ビームとに分岐し、前記第1透過光ビームと前記第2
透過光ビームとを、これらの間に一定の光路長差を生起
させた状態で、前記一定の光路長差が生起された複数の
出射コヒーレント光として前記部分反射面からそれぞれ
出射し、この出射コヒーレント光を照明用光ビームとし
て利用する、照明方法(以下、本発明の照明方法と称す
る。)に係るものである。
Further, according to the present invention, the light beams emitted from the light source are incident as a plurality of coherent lights at different positions, and these coherent lights are respectively transmitted to the first reflected light beam and the first reflected light beam at the partially reflecting surface. And the first reflected light beam from the partial reflection surface is reflected, guided to the partial reflection surface again, and branched into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. Light beam and the second
The transmitted light beam is emitted from the partial reflection surface as a plurality of outgoing coherent lights in which the certain optical path length difference is generated in a state where a certain optical path length difference is generated therebetween, and the output coherent light is emitted. The present invention relates to an illumination method that uses light as a light beam for illumination (hereinafter, referred to as an illumination method of the present invention).

【0028】本発明の照明方法によれば、異なる位置で
入射する前記複数のコヒーレント光について、それぞれ
のコヒーレント光における前記第1透過光ビームと前記
第2透過光ビームとを、これらの間に一定の光路長差を
生起させた状態で、複数の出射コヒーレント光として前
記部分反射面からそれぞれ出射し、この出射コヒーレン
ト光を照明用光ビームとして利用するので、2次元面内
で実質的に均一な、十分に可干渉性の低減された光ビー
ムが得られ、スペックルノイズの低減された光ビームを
照明用光ビームとして利用できる。
According to the illumination method of the present invention, for the plurality of coherent lights incident at different positions, the first transmitted light beam and the second transmitted light beam in each coherent light are fixed between them. In the state where the optical path length difference is generated, the light is emitted from the partial reflection surface as a plurality of outgoing coherent lights, and the outgoing coherent light is used as an illumination light beam. Thus, a light beam with sufficiently reduced coherence can be obtained, and the light beam with reduced speckle noise can be used as a light beam for illumination.

【0029】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、光ビームを出射する光源
と、この光源から出射された前記光ビームが異なる位置
で複数のコヒーレント光として入射され、これらの複数
のコヒーレント光がそれぞれ、第1透過光ビームと第1
反射光ビームとに分岐される部分反射面と、前記第1反
射光ビームが第2透過光ビームと第2反射光ビームとに
分岐される前記部分反射面に前記第1反射光ビームを再
び導くための反射面とを有する光学素子とから構成され
ており、前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビーム
とが、これらの間に一定の光路長差が生起された状態
で、前記一定の光路長差が生起された複数の出射コヒー
レント光として前記部分反射面からそれぞれ出射され、
この出射コヒーレント光が照明用光ビームとして利用さ
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。
According to the present invention, as an apparatus for implementing the illumination method of the present invention with good reproducibility, a light source for emitting a light beam, and the light beam emitted from the light source are incident as a plurality of coherent lights at different positions. The plurality of coherent lights are respectively transmitted by the first transmitted light beam and the first transmitted light beam.
The first reflected light beam is re-directed to the partially reflected surface where the first reflected light beam is branched into the second transmitted light beam and the second reflected light beam. The first transmitted light beam and the second transmitted light beam, wherein a constant optical path length difference is generated between the first transmitted light beam and the second transmitted light beam. Are respectively emitted from the partial reflection surface as a plurality of emission coherent lights in which an optical path length difference has occurred,
An illumination device in which the emitted coherent light is used as an illumination light beam (hereinafter, referred to as an illumination device of the present invention).
Is provided.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】まず、本発明のコヒーレンス低減
方法及びその装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a coherence reduction method and apparatus according to the present invention will be described.

【0031】本発明のコヒーレンス低減方法及びその装
置においては、前記部分反射面と、前記部分反射面から
の反射光ビームを反射する全反射面とを有する光学素子
に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記光学素子内
を互いに異なる光路で伝搬する前記複数のコヒーレント
光を前記部分反射面から逐次出射することが望ましい。
In the method and the apparatus for reducing coherence according to the present invention, the plurality of coherent lights are made incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface for reflecting a light beam reflected from the partial reflection surface. It is preferable that the plurality of coherent lights propagating in the optical element through different optical paths are sequentially emitted from the partial reflection surface.

【0032】なお、前記部分反射面(又は光出射面)及
び前記全反射面は、前記複数のコヒーレント光にそれぞ
れ共通の平面であることが望ましい。共通の前記部分反
射面において、前記光学素子に入射する複数のコヒーレ
ント光の強度が重ね合わされ、2次元的に均一化された
高強度の前記出射コヒーレント光が出射される。また、
前記光学素子内を伝搬する前記複数のコヒーレント光の
それぞれの光路は互いに異なっていることが望ましいが
一部重なっていても構わない。
It is preferable that the partial reflection surface (or light emission surface) and the total reflection surface are planes common to the plurality of coherent lights. On the common partial reflection surface, the intensities of the plurality of coherent lights incident on the optical element are superimposed, and the two-dimensionally uniform outgoing coherent light is emitted. Also,
The optical paths of the plurality of coherent lights propagating in the optical element are preferably different from each other, but may be partially overlapped.

【0033】つまり、本発明のコヒーレンス低減方法及
びその装置においては、前記光学素子に前記複数のコヒ
ーレント光を入射し、前記部分反射面から2次元的に均
一な光束を前記出射コヒーレント光として出射すること
ができる。
That is, in the coherence reduction method and apparatus according to the present invention, the plurality of coherent lights are made incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light flux is emitted from the partial reflection surface as the outgoing coherent light. be able to.

【0034】例えば、前記複数のコヒーレント光として
2つのコヒーレント光を前記光学素子に入射する場合、
この2つのコヒーレント光は互いに異なる光路で伝搬
し、逐次出射するコヒーレント光の出射位置は、前記部
分反射面にて2次元的に配列する。従って、この2つの
コヒーレント光に共通の前記部分反射面から、前記出射
コヒーレント光が2次元的に均一な光束として出射する
ことになる。
For example, when two coherent lights are incident on the optical element as the plurality of coherent lights,
The two coherent lights propagate in different optical paths, and the emission positions of the sequentially emitted coherent lights are two-dimensionally arranged on the partial reflection surface. Therefore, the output coherent light is emitted as a two-dimensionally uniform light flux from the partial reflection surface common to the two coherent lights.

【0035】また、前記光学素子内で反射を繰り返す前
記複数のコヒーレント光は、同一の光路をとらないよう
な反射角度をもって進行させることが望ましい。
It is desirable that the plurality of coherent lights which are repeatedly reflected in the optical element travel at a reflection angle so as not to take the same optical path.

【0036】前記光学素子内に導かれた前記コヒーレン
ト光は、前記全反射面と前記部分反射面との間で反射を
繰り返しながら進行するが、前記全反射面と前記部分反
射面との間の反射光路がその往路と復路とで互いに異な
り、かつ、前記全反射面及び前記部分反射面の面方向へ
の反射光路がその往路と復路とで互いに異なっているこ
とが望ましい。
The coherent light guided into the optical element travels while repeating reflection between the total reflection surface and the partial reflection surface. It is preferable that the reflected light path is different between the forward path and the return path, and the reflected light path in the plane direction of the total reflection surface and the partial reflection surface is different between the forward path and the return path.

【0037】即ち、前記複数のコヒーレント光は、前記
光学素子内で反射を繰り返し、減衰しながら進行する
が、例えば、互いに異なる光路を伝搬する2つのコヒー
レント光を、互いの減衰部分を補うような形で前記部分
反射面(即ち光ビーム出射面)から出射させることで、
より2次元的に均一な光ビームを出射できる。つまり、
互いの出射光の列が対向するように配置することによ
り、出射面(即ち前記部分反射面)上でより均一な光の
強度分布が得られる。
That is, the plurality of coherent lights repeat reflections in the optical element and travel while attenuating. For example, two coherent lights propagating through different optical paths are made to complement each other's attenuated portions. By emitting the light from the partial reflection surface (that is, the light beam emission surface) in the form,
A two-dimensionally uniform light beam can be emitted. That is,
By arranging the rows of emitted light to face each other, a more uniform light intensity distribution can be obtained on the emission surface (that is, the partial reflection surface).

【0038】また、前記光学素子に入射する前記複数の
コヒーレント光は、前記部分反射面及び前記全反射面に
対して垂直に設けられた入射面から入射させることがで
きる。特に、前記入射面には、入射するコヒーレント光
の反射を抑制し、効率良く前記光学素子内に前記複数の
コヒーレント光を導入するために、無反射コートが施さ
れていることが望ましい。但し、前記光学素子に入射す
る前記複数のコヒーレント光は、前記部分反射面や前記
全反射面の一部分に光入射部を形成し、この光入射部か
ら入射させてもよい。
Further, the plurality of coherent lights incident on the optical element can be incident from an incident surface provided perpendicular to the partial reflection surface and the total reflection surface. In particular, it is preferable that the incident surface is provided with a non-reflection coating in order to suppress reflection of the incident coherent light and efficiently introduce the plurality of coherent lights into the optical element. However, the plurality of coherent lights entering the optical element may form a light incident portion on a part of the partial reflection surface or the total reflection surface, and may be incident from the light incidence portion.

【0039】また、前記光学素子内を伝搬する前記複数
のコヒーレント光は、前記部分反射面及び前記全反射面
の面方向にも反射、進行させることが望ましい。前記全
反射面及び前記部分反射面の面方向にも反射させること
により、2次元的により均一な広がりをもった光束を出
射できる。
It is desirable that the plurality of coherent lights propagating in the optical element be reflected and propagate also in the plane directions of the partial reflection surface and the total reflection surface. By reflecting light also in the plane directions of the total reflection surface and the partial reflection surface, a light beam having a more uniform two-dimensional spread can be emitted.

【0040】また、前記光学素子は、前記全反射面、前
記部分反射面(半透明面)、及び、前記入射面を有する
プリズムであることが望ましい。但し、本発明のコヒー
レンス低減方法及びその装置においては、前記光学素子
はプリズムに限定されるものではなく、例えば、前記全
反射面としての全反射ミラーと、前記部分反射面として
の光束分割膜と、前記入射面としての無反射膜とからな
る光学素子であってもよい。
It is preferable that the optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface (semi-transparent surface), and the incident surface. However, in the coherence reduction method and the apparatus of the present invention, the optical element is not limited to a prism, for example, a total reflection mirror as the total reflection surface, a light beam splitting film as the partial reflection surface, The optical element may include an anti-reflection film as the incident surface.

【0041】前記プリズムにおける前記全反射面には、
全反射コーティングが施されていることが望ましく、同
様に、前記入射面は、無反射コーティングが施されてい
ることが望ましい。また、前記部分反射面は、入射する
光ビームを所定の割合で透過光ビームと反射光ビームと
に分岐(分割)する光束分割膜(ビームスプリッター)
であってもよい。また、この部分反射面は、偏光性光束
を分割する偏光ビームスプリッターであってもよい。
On the total reflection surface of the prism,
Desirably, a total reflection coating is applied, and similarly, it is preferable that the incident surface is provided with a non-reflection coating. The partial reflection surface is a light beam splitting film (beam splitter) that splits (divides) an incident light beam into a transmitted light beam and a reflected light beam at a predetermined ratio.
It may be. Further, the partially reflecting surface may be a polarizing beam splitter that splits a polarizing light beam.

【0042】また、上述の如き構成のプリズムであれ
ば、光ビームの入射面と、前記一定の光路差を生起させ
るための反射面(ミラー面)とが異なるため、光ビーム
を効率良くプリズム内に導入し、かつ、効率良く逐次出
射コヒーレント光を得ることができる。
In the prism having the above-described structure, the light beam incident surface is different from the reflection surface (mirror surface) for generating the predetermined optical path difference. And it is possible to efficiently obtain sequentially emitted coherent light.

【0043】また、前記一定の光路長差は、前記コヒー
レント光の可干渉距離の1/2以上であってよい。前記
一定の光路長差が前記コヒーレント光の可干渉距離(コ
ヒーレント長)の1/2以上であれば、一般的なコヒー
レント光の空間コヒーレンスを十分に低減できる。ま
た、前記光学素子において、前記一定の光路長差は、前
記全反射面と前記部分反射面との間の距離、また、その
間の反射角度などを適当に調節することによって、任意
に設定可能である。
Further, the constant optical path length difference may be equal to or more than の of the coherent distance of the coherent light. If the constant optical path length difference is equal to or more than の of the coherent distance (coherent length) of the coherent light, the spatial coherence of general coherent light can be sufficiently reduced. Further, in the optical element, the constant optical path length difference can be arbitrarily set by appropriately adjusting a distance between the total reflection surface and the partial reflection surface, and a reflection angle therebetween. is there.

【0044】また、前記コヒーレント光は、複数の互い
に異なる発振波長を有する光ビームであることが望まし
い。即ち、前記コヒーレント光はマルチモードレーザー
光であることが望ましい。
Preferably, the coherent light is a light beam having a plurality of different oscillation wavelengths. That is, the coherent light is desirably a multi-mode laser light.

【0045】複数の互いに異なる一定間隔の波長(又は
周波数)で発振する光ビーム(特に、マルチモードレー
ザー光)のコヒーレンス度は、距離の関数として周期的
に極大値を有しており、前記の一定の光路長差がコヒー
レンス度の極大値と一致していなければ、必ずしもコヒ
ーレンス長以上でなくても、空間コヒーレンスを十分に
低減できる。即ち、コヒーレンス長よりも短い光路長差
であっても、十分にコヒーレンスを低減できる。
The degree of coherence of a plurality of light beams (particularly, multi-mode laser light) oscillating at different wavelengths (or frequencies) at fixed intervals has a periodically maximum value as a function of distance. If the constant optical path length difference does not match the maximum value of the coherence degree, the spatial coherence can be sufficiently reduced even if it is not always equal to or longer than the coherence length. That is, even if the optical path length difference is shorter than the coherence length, the coherence can be sufficiently reduced.

【0046】この場合、前記コヒーレント光は、コヒー
レンス度の極大値に周期性を有するレーザー光であり、
前記一定の光路長差を前記レーザー光の前記コヒーレン
ス度の極大値と一致しないような光路長差とすることが
望ましい。
In this case, the coherent light is a laser light having a periodicity in the maximum value of the coherence degree,
It is preferable that the constant optical path length difference is an optical path length difference that does not coincide with the maximum value of the coherence degree of the laser light.

【0047】具体的には、前記コヒーレント光のコヒー
レンス度を時間の関数として表し、コヒーレンス度とし
て現れる第1の極大波形の半値全幅をτt 、前記第1の
極大波形と、この第1の極大波形に隣接して現れる第2
の極大波形との中心間距離をτdとするとき、前記一定
の光路長差Lを下記式1を満たすように設定することが
望ましい。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
More specifically, the degree of coherence of the coherent light is expressed as a function of time, the full width at half maximum of the first maximum waveform appearing as the degree of coherence is τ t , the first maximum waveform, and the first maximum waveform. The second appearing next to the waveform
When the center-to-center distance with the maximum waveform of is τ d , it is desirable to set the constant optical path length difference L so as to satisfy the following equation 1. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)

【0048】一般に、図10に示すように、マルチモー
ドレーザーのスペクトラムの各モードは、レーザーの共
振器長をL1 とすると、 νd =c0 /2nL (但し、cは真空中の光速、nはレーザー媒質の屈
折率を示す。)で表される一定の間隔νd で並んでいる
(但し、図10において、νs は、マルチモードレーザ
ーのパワースクトラムの半値全幅を示し、νt は、マル
チモードレーザーのパワースクトラムの包絡線の半値全
幅を示す)。
[0048] Generally, as shown in FIG. 10, the spectrum modes of the multimode laser, when the resonator length of the laser and L 1, ν d = c 0 / 2nL 1 ( where, c 0 is the vacuum The speed of light, n indicates the index of refraction of the laser medium, and are arranged at a constant interval ν d (however, in FIG. 10, ν s indicates the full width at half maximum of the power spectrum of the multimode laser, ν t indicates the full width at half maximum of the envelope of the power spectrum of the multimode laser).

【0049】従って、このようなマルチモードレーザー
のコヒーレンス度g(τ)は、概略的に図11に示すよ
うに表される(但し、図11において、τt はコヒーン
ス度の極大値波形の半値全幅を示す)。即ち、図11に
示すように、マルチモードレーザーの場合には、周期的
にコヒーレンス度の極大値が現れ、その一本一本の極大
値波形の半値全幅τt は、おおよそ、τt ≒1/νt
なる。
Accordingly, the coherence degree g (τ) of such a multi-mode laser is schematically represented as shown in FIG. 11 (where, in FIG. 11, τ t is a half value of the maximum waveform of the coherence degree). Full width). That is, as shown in FIG. 11, in the case of the multi-mode laser, the maximum value of the coherence degree appears periodically, and the full width at half maximum τ t of each of the maximum value waveforms is approximately τ t ≒ 1. / V t .

【0050】さらに、極大値波形の半値全幅τt は、パ
ワースクトラムの包絡線の半値全幅νt の縦モードが単
一に立っている場合のコヒーレンス時間τs (τs ≒1
/νs )よりも一般的に十分小さくなる。また、一般的
に、コヒーレンス時間τc は、
Further, the full width at half maximum τ t of the maximum value waveform is the coherence time τ ss ≒ 1) when the longitudinal mode having the full width at half maximum ν t of the envelope of the power spectrum stands alone.
/ V s ). Also, in general, the coherence time τ c is

【式1】 で定義されるので、極大値波形の半値全幅τt は、コヒ
ーレンス時間τc よりも一般的に小さいと言うこともで
きる。
(Equation 1) Therefore, it can be said that the full width at half maximum τ t of the local maximum waveform is generally smaller than the coherence time τ c .

【0051】従って、マルチモードレーザーを光源とし
て用いた場合には、光路長差をコヒーレンス時間τc
度まで大きく取る必要がなく、コヒーレンス度の極大値
と一致しないような光路長差を生起させれば良いことに
なる。即ち、コヒーレンス度の周期性を利用し、光路長
差Lを、 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 を満たすように設定することにより、効果的に空間コヒ
ーレンスを低減することができる。
Therefore, when a multi-mode laser is used as the light source, it is not necessary to make the optical path length difference large up to about the coherence time τ c , and an optical path length difference that does not coincide with the maximum value of the coherence degree is generated. It will be good. That is, utilizing the periodicity of the degree of coherence, the optical path length difference L, c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] ... to satisfy the formula 1 , The spatial coherence can be effectively reduced.

【0052】次に、本発明の照明方法及び照明装置につ
いて説明する。
Next, the lighting method and the lighting device of the present invention will be described.

【0053】本発明の照明方法及び照明装置において
は、前記部分反射面と、前記第1反射光ビームを反射す
る全反射面とを有する光学素子に前記複数のコヒーレン
ト光を入射し、前記光学素子内を互いに異なる光路で伝
搬する前記複数のコヒーレント光を、前記照明用光ビー
ムとして前記部分反射面から逐次出射することが望まし
い。
In the illumination method and the illumination device according to the present invention, the plurality of coherent lights are incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface for reflecting the first reflected light beam, and It is preferable that the plurality of coherent lights propagating in different optical paths in the inside are sequentially emitted from the partial reflection surface as the illumination light beam.

【0054】なお、前記部分反射面(又は光出射面)及
び前記全反射面は、前記複数のコヒーレント光にそれぞ
れ共通の平面であることが望ましい。共通の前記部分反
射面において、前記光学素子に入射する複数のコヒーレ
ント光の強度を重ね合わせることができ、2次元的に均
一な光束として高強度の前記照明用光ビームが得られ
る。特に、前記コヒーレント光をレーザー光とすれば、
高い強度、指向性、単色性といったレーザー光の特徴を
十分に活かした照明光が得られる。
It is preferable that the partial reflection surface (or light emission surface) and the total reflection surface are planes common to the plurality of coherent lights. On the common partial reflection surface, the intensities of a plurality of coherent lights incident on the optical element can be superimposed, and the high-intensity illumination light beam can be obtained as a two-dimensionally uniform light flux. In particular, if the coherent light is laser light,
Illumination light that fully utilizes the characteristics of laser light, such as high intensity, directivity, and monochromaticity, can be obtained.

【0055】つまり、本発明においては、前記光学素子
に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記部分反射面
から2次元的に均一な光束を前記出射コヒーレント光と
して出射し、これを前記照明用光ビームとして利用する
ことができる。
That is, in the present invention, the plurality of coherent lights are made incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light beam is emitted from the partial reflection surface as the outgoing coherent light, and this light is used as the illumination light. It can be used as a beam.

【0056】例えば、前記複数のコヒーレント光として
例えば2つのコヒーレント光を前記光学素子に入射する
場合、この2つのコヒーレント光に共通の前記部分反射
面から前記出射コヒーレント光として出射すれば、コヒ
ーレンスが低減し、2次元的に均一な光束として種々の
照明光用途に応用可能である。
For example, when, for example, two coherent lights are incident on the optical element as the plurality of coherent lights, coherence is reduced if the two coherent lights are emitted as the outgoing coherent light from the partial reflection surface common to the two coherent lights. In addition, it can be applied to various illumination light applications as a two-dimensionally uniform light flux.

【0057】また、前記光学素子内で反射を繰り返す前
記複数のコヒーレント光は、同一の光路をとらないよう
な反射角度をもって進行させることが望ましい。
Further, it is desirable that the plurality of coherent lights, which are repeatedly reflected in the optical element, travel at a reflection angle that does not take the same optical path.

【0058】前記光学素子内に導かれた前記コヒーレン
ト光は、前記全反射面と前記部分反射面との間で反射を
繰り返しながら進行するが、前記全反射面と前記部分反
射面との間の反射光路がその往路と復路とで互いに異な
り、かつ、前記全反射面及び前記部分反射面の面方向へ
の反射光路がその往路と復路とで互いに異なっているこ
とが望ましい。
The coherent light guided into the optical element travels while repeating reflection between the total reflection surface and the partial reflection surface. It is preferable that the reflected light path is different between the forward path and the return path, and the reflected light path in the plane direction of the total reflection surface and the partial reflection surface is different between the forward path and the return path.

【0059】即ち、前記複数のコヒーレント光は、前記
光学素子内で反射を繰り返し、減衰しながら進行する
が、例えば、互いに異なる光路を伝搬する2つのコヒー
レント光を、互いの減衰部分を補うような形で前記部分
反射面(即ち光ビーム出射面)から出射させることで、
より2次元的に均一な照明用光ビームを出射できる。つ
まり、互いの出射光列が対向するように配置することに
より、出射面(即ち、前記部分反射面)でより均一な光
の強度分布が得られることになる。
That is, the plurality of coherent lights repeat reflection in the optical element and travel while being attenuated. For example, two coherent lights propagating in different optical paths are made to complement each other's attenuated portions. By emitting the light from the partial reflection surface (that is, the light beam emission surface) in the form,
A two-dimensionally uniform illumination light beam can be emitted. That is, by arranging the outgoing light trains to face each other, a more uniform light intensity distribution can be obtained on the outgoing surface (ie, the partial reflection surface).

【0060】また、前記光学素子に入射する前記複数の
コヒーレント光は、前記部分反射面及び前記全反射面に
対して垂直に設けられた入射面から入射させることが望
ましい。特に、前記入射面には、入射するコヒーレント
光の反射を抑制し、効率良く前記光学素子内に前記複数
のコヒーレント光を導入するために、無反射コートが施
されていることが望ましい。但し、前記光学素子に入射
する前記複数のコヒーレント光は、前記部分反射面や前
記全反射面の一部分に光入射部を形成し、この光入射部
から入射させてもよい。
Further, it is desirable that the plurality of coherent lights incident on the optical element be incident from an incident surface provided perpendicular to the partial reflection surface and the total reflection surface. In particular, it is preferable that the incident surface is provided with a non-reflection coating in order to suppress reflection of the incident coherent light and efficiently introduce the plurality of coherent lights into the optical element. However, the plurality of coherent lights entering the optical element may form a light incident portion on a part of the partial reflection surface or the total reflection surface, and may be incident from the light incidence portion.

【0061】また、前記光学素子内を伝搬する前記複数
のコヒーレント光は、前記部分反射面及び前記全反射面
の面方向にも反射、進行させることが望ましい。前記全
反射面及び前記部分反射面の面方向にも反射させること
により、2次元的により均一な広がりをもった光束を照
明用光ビームとして出射できる。
It is preferable that the plurality of coherent lights propagating in the optical element be reflected and propagate also in the plane directions of the partial reflection surface and the total reflection surface. By reflecting light in the plane directions of the total reflection surface and the partial reflection surface, a light beam having a two-dimensionally more uniform spread can be emitted as an illumination light beam.

【0062】また、前記光学素子は、前記全反射面、前
記部分反射面(半透明面)、及び、前記入射面を有する
プリズムであることが望ましい。但し、本発明のコヒー
レンス低減方法及びその装置においては、前記光学素子
はプリズムに限定されるものではなく、例えば、前記全
反射面としての全反射ミラーと、前記部分反射面として
の光束分割膜とからなる光学素子であってもよい。
It is preferable that the optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface (semi-transparent surface), and the incident surface. However, in the coherence reduction method and the apparatus of the present invention, the optical element is not limited to a prism, for example, a total reflection mirror as the total reflection surface, a light beam splitting film as the partial reflection surface, An optical element consisting of

【0063】前記プリズムにおける前記全反射面には、
全反射コーティングが施されていることが望ましく、同
様に、前記入射面は、無反射コーティングが施されてい
ることが望ましい。また、前記部分反射面は、入射する
光ビームを所定の割合で透過光ビームと反射光ビームと
に分岐(分割)する光束分割膜(ビームスプリッター)
であってもよい。また、この部分反射面は、偏光性光束
を分割する偏光ビームスプリッターであってもよい。
On the total reflection surface of the prism,
Desirably, a total reflection coating is applied, and similarly, it is preferable that the incident surface is provided with a non-reflection coating. The partial reflection surface is a light beam splitting film (beam splitter) that splits (divides) an incident light beam into a transmitted light beam and a reflected light beam at a predetermined ratio.
It may be. Further, the partially reflecting surface may be a polarizing beam splitter that splits a polarizing light beam.

【0064】また、上述の如き構成のプリズムであれ
ば、光ビームの入射面と、前記一定の光路差を生起させ
るための反射面(ミラー面)とが異なるため、光ビーム
を効率良くプリズム内に導入し、かつ、効率良く逐次出
射コヒーレント光を得ることができる。
In the prism having the above-described configuration, the light beam incident surface is different from the reflection surface (mirror surface) for generating the predetermined optical path difference. And it is possible to efficiently obtain sequentially emitted coherent light.

【0065】また、前記一定の光路長差は、前記コヒー
レント光の可干渉距離の1/2以上であってよい。前記
一定の光路長差が前記コヒーレント光の可干渉距離(コ
ヒーレント長)の1/2以上であれば、一般的なコヒー
レント光の空間コヒーレンスを十分に低減できる。ま
た、前記光学素子において、前記一定の光路長差は、前
記全反射面と前記部分反射面との間の距離やその間の反
射角度を適当に調整することにより、任意に設定でき
る。
The constant optical path length difference may be equal to or more than 1 / of the coherent distance of the coherent light. If the constant optical path length difference is equal to or more than の of the coherent distance (coherent length) of the coherent light, the spatial coherence of general coherent light can be sufficiently reduced. Further, in the optical element, the constant optical path length difference can be arbitrarily set by appropriately adjusting a distance between the total reflection surface and the partial reflection surface and a reflection angle therebetween.

【0066】また、前記コヒーレント光は、複数の互い
に異なる発振波長を有する光ビームであることが望まし
い。即ち、前記コヒーレント光はマルチモードレーザー
光であることが望ましい。
It is preferable that the coherent light is a light beam having a plurality of different oscillation wavelengths. That is, the coherent light is desirably a multi-mode laser light.

【0067】複数の互いに異なる波長(又は周波数)で
発振する光ビームのコヒーレンス度は、距離の関数とし
て周期的に極大値を有しており、前記の一定の光路長差
がコヒーレンス度の極大値と一致していなければ、必ず
しもコヒーレンス長以上でなくても、空間コヒーレンス
を十分に低減でき、ひいては、スペックルノイズを十分
に低減できる。即ち、コヒーレンス長よりも短い光路長
差であっても、十分にコヒーレンス、さらにはスペック
ルノイズを低減することができる。
The degree of coherence of a light beam oscillating at a plurality of different wavelengths (or frequencies) has a local maximum periodically as a function of distance, and the constant optical path length difference indicates the maximum value of the coherence degree. If they do not coincide with each other, the spatial coherence can be sufficiently reduced even if the length is not longer than the coherence length, and the speckle noise can be sufficiently reduced. That is, even if the optical path length difference is shorter than the coherence length, it is possible to sufficiently reduce coherence and further reduce speckle noise.

【0068】この場合、前記コヒーレント光は、コヒー
レンス度の極大値に周期性を有するレーザー光であり、
前記一定の光路長差を前記レーザー光の前記コヒーレン
ス度の極大値同士が一致しないような光路長差とするこ
とが望ましい。
In this case, the coherent light is a laser light having a periodicity in the maximum value of the degree of coherence,
It is preferable that the constant optical path length difference is an optical path length difference such that the maximum values of the coherence degrees of the laser light do not coincide with each other.

【0069】具体的には、前記コヒーレント光のコヒー
レンス度を時間の関数として表し、コヒーレンス度とし
て現れる第1の極大波形の半値全幅をτt 、前記第1の
極大波形と、この第1の極大波形に隣接して現れる第2
の極大波形との中心間距離をτdとするとき、前述の本
発明のコヒーレント低減方法に示した理由と同様の理由
で、前記一定の光路長差Lを下記式1を満たすように設
定することが望ましい。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
More specifically, the degree of coherence of the coherent light is represented as a function of time, the full width at half maximum of the first maximum waveform appearing as the degree of coherence is τ t , the first maximum waveform, and the first maximum waveform. The second appearing next to the waveform
When the center-to-center distance with the local maximum waveform is τ d , the constant optical path length difference L is set to satisfy the following equation 1 for the same reason as described in the coherent reduction method of the present invention described above. It is desirable. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)

【0070】さらに、前記照明用光ビームは、表示装
置、計測装置、顕微鏡、又は、露光装置等の種々の光学
装置に用いる照明光として利用可能である。
The illumination light beam can be used as illumination light for various optical devices such as a display device, a measuring device, a microscope, and an exposure device.

【0071】次に、本発明による望ましい実施の形態例
を図面に従い説明する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0072】図1は、本実施の形態によるプリズムを模
式的に示す概略斜視図である。図2は、図1のプリズム
を別の角度から見たものであり、図3(A)及び図3
(B)は、それぞれ+x方向、+y方向からの側面図で
ある。また、図4は、前記プリズムを上面側から見たも
のであり、図5は、1つの光ビームの伝搬経路を模式的
に示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view schematically showing a prism according to the present embodiment. FIG. 2 is a view of the prism of FIG. 1 viewed from another angle, and FIG.
(B) is a side view from the + x direction and the + y direction, respectively. FIG. 4 is a view of the prism viewed from above, and FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing a propagation path of one light beam.

【0073】まず、レーザー光源8aから出射された第
1のレーザー光Aをレンズ9aによりコリメートした
後、前記光学素子としてのプリズム1にその側面(無反
射面)4の一端より入射する。この側面4の一部であっ
て、少なくともレーザー光Aの入射領域に無反射コート
が施されていることが望ましい。
First, the first laser light A emitted from the laser light source 8a is collimated by the lens 9a, and then enters the prism 1 as the optical element from one end of the side surface (non-reflective surface) 4. It is desirable that a non-reflection coating is applied to at least a part of the side surface 4 where the laser beam A is incident.

【0074】入射したレーザー光は、その後、全反射コ
ートが施されてる全反射面6aで反射する。図3(A)
及び(B)に示すように、全反射面6aは、全反射面
(底面)2に対してx軸方向及びy軸方向からそれぞ
れ、角度γ、及び、角度(θ/2+π/4)で傾斜して
おり、従って、反射後、プリズム1の部分反射面(上
面)3にその垂線からそれぞれγ及びθの角度をもって
入射する。プリズム1の上面3は、一部透過となるよう
にコーティングされている。
The incident laser light is thereafter reflected by the total reflection surface 6a provided with the total reflection coating. FIG. 3 (A)
And (B), the total reflection surface 6a is inclined from the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the total reflection surface (bottom surface) 2 at an angle γ and an angle (θ / 2 + π / 4), respectively. Therefore, after reflection, the light enters the partial reflection surface (upper surface) 3 of the prism 1 at angles of γ and θ from its perpendicular. The upper surface 3 of the prism 1 is coated so as to be partially transmissive.

【0075】図5に示すように、例えば、部分反射面3
の内側からの光ビームに対して10%透過、90%反射
のように設定し、レーザー光A’の光量を100%とす
ると、部分反射面3において、第1透過光ビーム12a
として10%の光量のレーザー光が出射し、90%の光
量のレーザー光が第1反射光ビーム13aとして反射さ
れる。そして、90%の光量を有する第1反射光ビーム
13aが全反射面2にて反射されて、部分反射面3に導
かれ、部分反射面3において、9%の光量のレーザー光
が第2透過光ビーム12bとして出射し、81%の光量
のレーザー光が第2反射光ビーム13bとして反射され
る。そして、レーザー光はプリズム1内でこのような動
作を繰り返し、一定の割合で減衰しながら図中−y方向
及び−x方向に進行する。
As shown in FIG. 5, for example, the partial reflection surface 3
Assuming that 10% transmission and 90% reflection are set for the light beam from the inside of the laser beam and the light amount of the laser beam A 'is 100%, the first transmitted light beam 12a
10% of the laser light is emitted, and 90% of the laser light is reflected as the first reflected light beam 13a. Then, the first reflected light beam 13a having a light amount of 90% is reflected by the total reflection surface 2 and guided to the partial reflection surface 3, where the laser light of 9% light amount is transmitted through the second reflection surface 3 in the second reflection surface 3. The laser beam is emitted as a light beam 12b, and a laser beam with an amount of 81% is reflected as a second reflected light beam 13b. Then, the laser light repeats such an operation in the prism 1 and travels in the -y direction and the -x direction in the figure while attenuating at a constant rate.

【0076】その後、レーザー光は、上面3と底面2と
の間で反射を繰り返しながら進行し、全反射面7aに至
る。全反射面7aは光ビームを全反射する面であり、か
つ、全反射面(底面)2に対して角度θで傾斜してい
る。反射を繰り返しながら進行してきた光ビームは、全
反射面7aにて全反射し、以下同様にして、部分反射面
(上面)3と全反射面(底面)2との間をジグザクに反
射しながら、図中+y方向及び+x方向に進んでいく。
上面3では、反射のたびにその一部、例えば10%が通
過し、従って、上面3からは、次第に減衰する光ビーム
が規則的に出射することになる。
Thereafter, the laser beam travels while repeating reflection between the upper surface 3 and the bottom surface 2 and reaches the total reflection surface 7a. The total reflection surface 7a is a surface that totally reflects the light beam, and is inclined at an angle θ with respect to the total reflection surface (bottom surface) 2. The light beam traveling while repeating reflection is totally reflected by the total reflection surface 7a, and similarly, while being reflected in a zigzag manner between the partial reflection surface (top surface) 3 and the total reflection surface (bottom surface) 2. , In the + y direction and + x direction in the figure.
At the upper surface 3, a part, for example, 10%, of the light passes through each time of reflection, so that a gradually attenuated light beam is emitted from the upper surface 3 regularly.

【0077】同様にして、レーザー光源8b及びレンズ
9bを介してプリズム1に入射する第2のレーザー光B
が、上記のレーザー光Aに対向するように、無反射面5
の一端から入射する。無反射面5は無反射面4と同様、
少なくとも光ビームの入射部が無反射コートされている
ことが望ましい。プリズム1に入射したレーザー光B
は、前述のレーザー光Aと同様にふるまい、共通の全反
射面(底面)2及び共通の部分反射面(上面)3との間
で反射を繰り返しながら進行し、さらに、全反射面6b
で所定の角度をもって反射され、往路とは異なる光路で
進行する。
Similarly, the second laser beam B incident on the prism 1 via the laser light source 8b and the lens 9b
But the non-reflective surface 5 so as to face the laser beam A.
Incident from one end of The non-reflective surface 5 is similar to the non-reflective surface 4,
It is desirable that at least the light beam incident portion is coated with non-reflection. Laser light B incident on prism 1
Behaves in the same manner as the laser beam A described above, travels while repeating reflection between the common total reflection surface (bottom surface) 2 and the common partial reflection surface (top surface) 3, and furthermore, the total reflection surface 6b
At a predetermined angle, and travels on an optical path different from the outward path.

【0078】レーザー光Bは、図4にその概略を示すよ
うに、レーザー光Aと対向するように進行する。従っ
て、部分反射面(上面)3から出射されるレーザー光
は、それぞれ減衰する2つの光束の和になるので、その
面上でのパワー分布は、単一の入射レーザー光による場
合よりも均一化する。さらに、これらの出射レーザー光
は、2次元面内に分布しているので、照明光源として利
用し易い。なお、部分反射面3から出射される透過光ビ
ームの透過光出射部12は、レーザー光A、レーザー光
Bで互いに異なる位置とすることが望ましいが、一部重
なっていても構わない。
The laser beam B travels so as to face the laser beam A, as schematically shown in FIG. Therefore, the laser light emitted from the partial reflection surface (upper surface) 3 is the sum of two attenuated light beams, and the power distribution on the surface is more uniform than that of a single incident laser light. I do. Further, since these emitted laser lights are distributed in a two-dimensional plane, they can be easily used as an illumination light source. In addition, it is desirable that the transmitted light emitting portion 12 of the transmitted light beam emitted from the partial reflection surface 3 be located at different positions for the laser light A and the laser light B, but may be partially overlapped.

【0079】また、上記ジグザグ反射しながら進行する
レーザー光A及びレーザー光Bが共通の上面3と底面2
との間を一往復する間に経る光学距離(これは前記一定
の光路長差に相当する)は、光源がシングルモードレー
ザーの場合、光源のレーザー光のコヒーレンス長と同程
度か、それよりも長くなるように作製されていることが
望ましい。
Further, the laser light A and the laser light B traveling while zigzag-reflecting are shared by the common upper surface 3 and lower surface 2.
When the light source is a single mode laser, the optical distance passed during one reciprocation between the light source and the light source is approximately equal to or longer than the coherence length of the laser light of the light source. It is desirable that it is made to be long.

【0080】従って、上面3における各次往復レーザー
光による透過光束は、互いに可干渉性が低いので、出射
光束全体として、出射面(上面)3上での空間コヒーレ
ンスを低減させることができる。例えば、これを照明光
源として利用したときは、スペックルノイズの発生を抑
制することができる。
Therefore, the transmitted light beams by the respective reciprocating laser beams on the upper surface 3 have low coherence with each other, so that the spatial coherence on the emission surface (upper surface) 3 can be reduced as the entire emitted light beam. For example, when this is used as an illumination light source, generation of speckle noise can be suppressed.

【0081】また、本実施の形態において、上記2つの
入射レーザー光A及びBは、独立の光源から出射された
レーザー光であるので、これらは互いに非可干渉であ
り、単一のレーザー光源からの入射レーザー光を用いる
場合よりも、出射面3上での空間コヒーレンスをさらに
低下させることができる。
In the present embodiment, since the two incident laser beams A and B are laser beams emitted from independent light sources, they are non-interfering with each other, and The spatial coherence on the emission surface 3 can be further reduced as compared with the case where the incident laser light is used.

【0082】上述した例は、光源としてシングルモード
レーザーを用いた場合の例であるが、次に、マルチモー
ドレーザーを用いた場合の例を説明する。
The above-described example is an example in which a single mode laser is used as a light source. Next, an example in which a multi-mode laser is used will be described.

【0083】入射光ビームの光源として半導体レーザー
を用い、その入力電流に高周波信号が重畳された場合の
プリズムの設計例を以下に示す。
A design example of a prism in the case where a semiconductor laser is used as a light source of an incident light beam and a high-frequency signal is superimposed on its input current will be described below.

【0084】一般的に、単一波長で発振する半導体レー
ザーにおいても、その入力電流に高周波の信号を重畳さ
せたときは、図8に示すように、複数の周波数で発振す
ることが知られている。ここで、上述したシングルモー
ドレーザーの場合と同様に、フーリエ変換を行うことに
よって、図8に示すパワースペクトラムから、図9に示
す如きコヒーレンス度を導くことができる。図9は、コ
ヒーレンス度に光束cを乗じ、距離の関数として表した
ものである。
In general, it is known that a semiconductor laser oscillating at a single wavelength oscillates at a plurality of frequencies as shown in FIG. 8 when a high-frequency signal is superimposed on its input current. I have. Here, the coherence degree as shown in FIG. 9 can be derived from the power spectrum shown in FIG. 8 by performing the Fourier transform similarly to the case of the above-mentioned single mode laser. FIG. 9 shows the degree of coherence multiplied by the light flux c and expressed as a function of distance.

【0085】図9に見るように、この例では光路長差が
0.5mm程度の時に光束間のコヒーレンスが低減し、
再び光路長差が4.5mm程度になるまではほぼゼロで
ある。しかし光路長差が5.0mmとなると、コヒーレ
ンス度は再び極大値を迎え、以後、10mm、15mm
・・・というように、間隔Ld 毎に周期的に極大値が現
れる(但し、図9において、Ls は、コヒーレンス度の
包絡線の半値全幅である)。
As shown in FIG. 9, in this example, when the optical path length difference is about 0.5 mm, the coherence between the light beams is reduced,
It is almost zero until the optical path length difference becomes about 4.5 mm again. However, when the optical path length difference becomes 5.0 mm, the degree of coherence reaches the maximum value again, and thereafter, it becomes 10 mm, 15 mm
And so, ..., periodically maxima appear at intervals L d (however, in FIG. 9, L s is the full width at half maximum of the degree of coherence envelope).

【0086】従って、プリズム内の一往復分の光学的な
光路差を4mmとすると、上面3からの出射光束と、そ
れからプリズム1内で1往復から概ね4往復、即ち、
4.0mm、8.0mm、12.0mm、16.0mm
の光路長差が生じた光束との間のコヒーレンスは殆どゼ
ロである。なお、5往復分、即ち、20.0mmの光路
長差が生じた光束間のコヒーレンスは極大に相当する
が、図9に示した例のように、高周波重畳をかけた半導
体レーザーでは、一般に20cm程度の光路長差の後は
コヒーレンス度が十分小さくなっており、問題にならな
いことが多い。
Therefore, assuming that the optical path difference for one round trip in the prism is 4 mm, the light beam emitted from the upper surface 3 and the round trip in the prism 1 from one round trip to four round trips, that is,
4.0mm, 8.0mm, 12.0mm, 16.0mm
Is almost zero. Note that the coherence between the light beams having an optical path length difference of 50.0 mm, that is, 20.0 mm, corresponds to a local maximum. However, as shown in the example shown in FIG. After a small optical path length difference, the degree of coherence is sufficiently small and often does not matter.

【0087】このことは、高周波重畳をかけられたレー
ザーのパワースペクトラムの各モードの半値全幅は、高
周波を重畳せず、単一周波数で発振している場合のパワ
ースペクトラムの半値全幅よりも大きくなっていること
によるものである。高周波重畳をかけないシングルモー
ド発振の半導体レーザーのコヒーレンス長は一般に3m
程度であることを考慮すると、高周波重畳をかけること
により上記光学装置(プリズム)の体積を小さくするこ
とができ、照明光源として利用する際に極めて有利であ
る。
This means that the full width at half maximum of each mode of the power spectrum of the laser subjected to the high frequency superposition is larger than the full width at half maximum of the power spectrum when the single frequency oscillates without superimposing the high frequency. It is due to having. The coherence length of a single mode oscillation semiconductor laser without high frequency superposition is generally 3 m.
Considering the degree, the volume of the optical device (prism) can be reduced by applying the high frequency superposition, which is extremely advantageous when used as an illumination light source.

【0088】以上のように、本実施の形態による光学素
子によれば、以下のような優れた効果が得られる。 (1)入射面を複数有し、各入射コヒーレント光の形成
する出射光列が、その減衰を打ち消すように対向配置さ
れているので、その出射面では、2次元的により均一な
強度分布が得られる。 (2)入射面と、光路長差を生起するための対向する反
射面とが異なるため、それぞれに最適な反射率を与える
ことができ、より効率的にプリズム内での逐次出射光を
生起できる。 (3)プリズム内での逐次出射光の光路長差が、入射す
るレーザー光のコヒーレント長と同程度かそれ以上とさ
れているので、出射面上での空間コヒーレンスを低減す
ることができる。 (4)レーザー光源をマルチモードレーザーとすれば、
その周期的なコヒーレンス度を利用して、プリズム内か
らの逐次出射光の光路差を最適化することにより、コヒ
ーレンス長よりも短い光路差で、より効果的に空間コヒ
ーレンスを低減できる。
As described above, according to the optical element of the present embodiment, the following excellent effects can be obtained. (1) Since a plurality of incident surfaces are provided, and the output light trains formed by the respective incident coherent lights are arranged to face each other so as to cancel the attenuation, a more uniform two-dimensional intensity distribution is obtained on the output surface. Can be (2) Since the incident surface and the opposing reflecting surface for generating the optical path length difference are different, optimal reflectance can be given to each of them, and the sequentially emitted light in the prism can be generated more efficiently. . (3) Since the difference in the optical path length of the sequentially emitted light within the prism is set to be equal to or longer than the coherent length of the incident laser light, the spatial coherence on the emission surface can be reduced. (4) If the laser light source is a multi-mode laser,
The spatial coherence can be more effectively reduced with the optical path difference shorter than the coherence length by optimizing the optical path difference of the sequentially emitted light from inside the prism using the periodic coherence degree.

【0089】以上、本発明を望ましい実施の形態に従い
説明したが、本発明は、前述の実施の形態に限定される
ものではない。
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.

【0090】例えば、図6に示すように、プリズム14
の入射面15及び入射面16それぞれに複数のレーザー
光を垂直に入射し、入射面15からのレーザー光と入射
面16からのレーザー光との光路を交互に設定し、これ
らのレーザー光が入射レーザー光の方向に戻りながら、
上面3と下面との間で反射を繰り返しながら進行するよ
うに構成すれば、さらに多数のレーザー光を利用でき、
より強度の大きな光束を出射できる。その他、図7のよ
うな構成も可能である。(A)の場合は、(A−2)に
示すように段違いに対向して、入射する。このようなプ
リズムは(A−3)に示すように、2種類、3点の部品
から作製することができる。これらは、屈折率整合をと
って張り合わされる。(B)も同様の例であるが、この
場合は、1種類、2個のパーツを張り合わせて作製でき
る。
For example, as shown in FIG.
A plurality of laser beams are vertically incident on the incident surface 15 and the incident surface 16, respectively, and the optical paths of the laser beam from the incident surface 15 and the laser beam from the incident surface 16 are alternately set. Returning to the direction of the laser beam,
If it is configured to proceed while repeating reflection between the upper surface 3 and the lower surface, a larger number of laser beams can be used,
A light beam with a higher intensity can be emitted. In addition, a configuration as shown in FIG. 7 is also possible. In the case of (A), as shown in (A-2), the light is incident opposite to the step. As shown in (A-3), such a prism can be manufactured from two types and three parts. These are bonded together with index matching. (B) is a similar example, but in this case, one type and two parts can be bonded together.

【0091】また、光源としては、上記のように半導体
レーザーの注入電流に高周波信号を重畳する他にも種々
の選択肢がある。例えば、本来、複数の周波数で発振す
る、いわゆる縦マルチモードレーザーを使用しても良い
し、また、いわゆる自励発振の半導体レーザーも、縦マ
ルチモードレーザーとして振る舞うため、同様の効果が
得られる。なお、レーザー光を照明光源として利用する
場合は、一般的にその縦モードがマルチモードであった
としても殆ど問題にはならない。
There are various options for the light source other than the superposition of the high-frequency signal on the injection current of the semiconductor laser as described above. For example, a so-called longitudinal multi-mode laser which originally oscillates at a plurality of frequencies may be used, and a so-called self-excited oscillation semiconductor laser also behaves as a longitudinal multi-mode laser, so that the same effect can be obtained. In the case where laser light is used as an illumination light source, generally, there is almost no problem even if the vertical mode is a multi-mode.

【0092】また、本発明による光学素子は、前述した
プリズムに限定されるものではなく、例えば、部分反射
面3と同様の作用を有する部分反射ミラー(ハーフミラ
ー)、全反射面2と同様の作用を有する全反射ミラー、
全反射面6a、6bと同様の作用を有する全反射ミラー
部等によって構成された光学素子であってよい。
The optical element according to the present invention is not limited to the above-described prism. For example, a partial reflection mirror (half mirror) having the same operation as the partial reflection surface 3, and the same as the total reflection surface 2 are used. Total reflection mirror with action,
It may be an optical element constituted by a total reflection mirror or the like having the same action as the total reflection surfaces 6a and 6b.

【0093】また、実施の形態による光学素子は、表示
装置(ディスプレイ)の照明用光源として利用すること
ができる他、例えば、計測装置、顕微鏡(蛍光顕微鏡な
ど)、露光装置(特に、半導体装置の露光装置)などの
照明用光源として種々の応用用途が考えられる。
Further, the optical element according to the embodiment can be used as a light source for illumination of a display device (display), for example, a measuring device, a microscope (such as a fluorescence microscope), and an exposure device (particularly, a semiconductor device). Various applications can be considered as a light source for illumination such as an exposure apparatus.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明のコヒーレンス低減方法によれ
ば、異なる位置で入射する複数のコヒーレント光をそれ
ぞれ、部分反射面にて第1透過光ビームと第1反射光ビ
ームとに分岐し、次いで、前記部分反射面からの前記第
1反射光ビームを反射し、再び前記部分反射面に導いて
第2透過光ビームと第2反射光ビームとに分岐し、さら
に、前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビームと
を、これらの間に一定の光路長差を生起させた状態で、
前記一定の光路長差が生起された複数の出射コヒーレン
ト光として前記部分反射面からそれぞれ出射するので、
2次元面内で実質的に均一であって、十分に可干渉性の
低減された光ビームを得ることができる。
According to the coherence reducing method of the present invention, a plurality of coherent lights incident at different positions are respectively split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface, and then, The first reflected light beam from the partial reflection surface is reflected, guided again to the partial reflection surface, and split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. With the second transmitted light beam, with a certain optical path length difference between them,
Since the light exits from the partial reflection surface as a plurality of emission coherent lights in which the constant optical path length difference has occurred,
A light beam that is substantially uniform in a two-dimensional plane and has sufficiently reduced coherence can be obtained.

【0095】本発明のコヒーレンス低減装置によれば、
異なる位置で入射する複数のコヒーレント光がそれぞ
れ、部分反射面にて第1透過光ビームと第1反射光ビー
ムとに分岐され、次いで、前記部分反射面からの前記第
1反射光ビームが反射され、再び前記部分反射面に導か
れて第2透過光ビームと第2反射光ビームとに分岐さ
れ、さらに、前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビ
ームとが、これらの間に一定の光路長差が生起された状
態で、前記一定の光路長差が生起された複数の出射コヒ
ーレント光として前記部分反射面からそれぞれ出射され
るので、本発明のコヒーレンス低減方法を再現性良く実
施できる。
According to the coherence reducing device of the present invention,
Each of the plurality of coherent lights incident at different positions is split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface, and then the first reflected light beam from the partial reflection surface is reflected. Is guided again to the partial reflection surface, and is split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. Further, the first transmitted light beam and the second transmitted light beam are fixed at a certain distance therebetween. In the state in which the optical path length difference is generated, the plurality of outgoing coherent lights in which the constant optical path length difference is generated are respectively emitted from the partial reflection surface, so that the coherence reduction method of the present invention can be performed with good reproducibility.

【0096】本発明の照明方法によれば、光源から出射
された光ビームを異なる位置で複数のコヒーレント光と
して入射し、これらのコヒーレント光をそれぞれ、部分
反射面にて第1透過光ビームと第1反射光ビームとに分
岐し、次いで、前記部分反射面からの前記第1反射光ビ
ームを反射し、再び前記部分反射面に導いて第2透過光
ビームと第2反射光ビームとに分岐し、さらに、前記第
1透過光ビームと前記第2透過光ビームとを、これらの
間に一定の光路長差を生起させた状態で、前記一定の光
路長差が生起された複数の出射コヒーレント光として前
記部分反射面からそれぞれ出射し、この出射コヒーレン
ト光を照明用光ビームとして利用するので、2次元面内
で実質的に均一であって、十分に可干渉性の低減された
光ビームが得られ、この光ビームをスペックルノイズの
低減された照明用光ビームとして有効に利用できる。
According to the illumination method of the present invention, the light beams emitted from the light source enter at different positions as a plurality of coherent lights, and these coherent lights are respectively transmitted to the first transmitted light beam and the Branching into one reflected light beam, and then reflecting the first reflected light beam from the partially reflecting surface, guiding the reflected light beam to the partially reflecting surface again, and branching into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. Further, a plurality of outgoing coherent lights in which the constant optical path length difference is generated in a state where the first transmitted light beam and the second transmitted light beam have a constant optical path length difference therebetween. The light is emitted from the partial reflection surfaces, and the emitted coherent light is used as a light beam for illumination. Therefore, a light beam that is substantially uniform in a two-dimensional plane and has sufficiently reduced coherence is obtained. Is This light beam can be effectively utilized as a reduced illuminating light beam of the speckle noise.

【0097】本発明の照明装置によれば、光ビームを出
射する光源と、この光源から出射された前記光ビームが
異なる位置で複数のコヒーレント光として入射され、こ
れらの複数のコヒーレント光がそれぞれ、第1透過光ビ
ームと第1反射光ビームとに分岐される部分反射面と、
前記第1反射光ビームが第2透過光ビームと第2反射光
ビームとに分岐される前記部分反射面に前記第1反射光
ビームを再び導くための反射面とを有する光学素子とか
ら構成されており、前記第1透過光ビームと前記第2透
過光ビームとが、これらの間に一定の光路長差が生起さ
れた状態で、前記一定の光路長差が生起された複数の出
射コヒーレント光として前記部分反射面からそれぞれ出
射され、この出射コヒーレント光が照明用光ビームとし
て利用されるので、本発明の照明方法を再現性良く実施
できる。
According to the illumination device of the present invention, a light source for emitting a light beam and the light beam emitted from the light source are incident at different positions as a plurality of coherent lights. A partially reflecting surface branched into a first transmitted light beam and a first reflected light beam;
An optical element having a reflecting surface for re-introducing the first reflected light beam to the partially reflecting surface where the first reflected light beam is split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. A plurality of outgoing coherent light beams in which the constant optical path length difference is generated in a state where the first transmitted light beam and the second transmitted light beam have a constant optical path length difference therebetween. And the emitted coherent light is used as an illumination light beam, so that the illumination method of the present invention can be implemented with good reproducibility.

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

【図1】本発明の実施の形態による光学素子の概略斜視
図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical element according to an embodiment of the present invention.

【図2】同、光学素子の他の概略斜視図である。FIG. 2 is another schematic perspective view of the optical element.

【図3】同、光学素子を側面側から見た平面図(A)、
同、光学素子を側面側から見た他の平面図(B)であ
る。
FIG. 3 is a plan view (A) of the optical element viewed from the side,
FIG. 4B is another plan view of the optical element as viewed from the side.

【図4】同、光学素子を上面側から見た平面図である。FIG. 4 is a plan view of the same optical element as viewed from above.

【図5】同、光学素子中の光ビームの動作を説明するた
めの概略側面図である。
FIG. 5 is a schematic side view for explaining the operation of a light beam in the optical element.

【図6】本発明による他の光学素子の概略平面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic plan view of another optical element according to the present invention.

【図7】本発明による更に他の光学素子の概略斜視図又
は正面図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view or a front view of still another optical element according to the present invention.

【図8】本発明の作用を説明するためのマルチモードレ
ーザーのパワースペクトラムを示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a power spectrum of a multi-mode laser for explaining the operation of the present invention.

【図9】同、マルチモードレーザーのコヒーレンス度を
示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a coherence degree of the multi-mode laser.

【図10】同、マルチモードレーザーのパワースペクト
ラムを説明するための概略図である。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a power spectrum of the multimode laser.

【図11】同、マルチモードレーザーのコヒーレンス度
を説明するための概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a coherence degree of the multi-mode laser.

【図12】シングルモードレーザーのパワースクトラム
を示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a power spectrum of a single mode laser.

【図13】シングルモードレーザーのコヒーレンス度を
示す概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing the degree of coherence of a single mode laser.

【符号の説明】 1…光学素子(プリズム)、2…全反射面、3…部分反
射面(ビームスプリット面)、4、5…無反射面(光入
射面)、6a、6b、7a、7b…全反射面(全反射
部)、8a、8b…レーザー光源、9a、9b…レン
ズ、10、11…側面、12…透過光出射部、12a、
12b…透過光ビーム、13a、13b…反射光ビー
ム、14…プリズム、15、16…光入射面
[Description of Signs] 1 ... optical element (prism), 2 ... total reflection surface, 3 ... partial reflection surface (beam split surface), 4, 5 ... non-reflection surface (light incident surface), 6a, 6b, 7a, 7b ... total reflection surface (total reflection part), 8a, 8b ... laser light source, 9a, 9b ... lens, 10, 11, ... side surface, 12 ... transmitted light emission part, 12a,
12b: transmitted light beam, 13a, 13b: reflected light beam, 14: prism, 15, 16: light incident surface

Claims (34)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 異なる位置で入射する複数のコヒーレン
ト光をそれぞれ、部分反射面にて第1透過光ビームと第
1反射光ビームとに分岐し、 前記部分反射面からの前記第1反射光ビームを反射し、
再び前記部分反射面に導いて第2透過光ビームと第2反
射光ビームとに分岐し、 前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビームとを、こ
れらの間に一定の光路長差を生起させた状態で、前記一
定の光路長差が生起された複数の出射コヒーレント光と
して前記部分反射面からそれぞれ出射する、光のコヒー
レンス低減方法。
1. A plurality of coherent lights incident at different positions are respectively split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface, and the first reflected light beam from the partial reflection surface Is reflected,
The light is again guided to the partial reflection surface and split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. The first transmitted light beam and the second transmitted light beam are separated by a certain optical path length difference therebetween. A method of reducing light coherence, wherein the light is emitted from the partial reflection surface as a plurality of outgoing coherent lights in which the constant optical path length difference is caused in the generated state.
【請求項2】 前記部分反射面と、前記部分反射面から
の反射光ビームを反射する全反射面とを有する光学素子
に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記光学素子内
を互いに異なる光路で伝搬する前記複数のコヒーレント
光を前記部分反射面から逐次出射する、請求項1に記載
した光のコヒーレンス低減方法。
2. The plurality of coherent lights are incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface that reflects a light beam reflected from the partial reflection surface, and the optical elements pass through different optical paths in the optical element. The light coherence reduction method according to claim 1, wherein the plurality of coherent lights propagating are sequentially emitted from the partial reflection surface.
【請求項3】 前記光学素子に前記複数のコヒーレント
光を入射し、前記部分反射面から2次元的に均一な光束
を前記出射コヒーレント光として出射する、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 the plurality of coherent lights are incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light flux is emitted from the partial reflection surface as the outgoing coherent light. .
【請求項4】 前記光学素子内を伝搬する前記複数のコ
ヒーレント光を、前記部分反射面及び前記全反射面の面
方向にも反射、進行させる、請求項2に記載した光のコ
ヒーレンス低減方法。
4. The method for reducing coherence of light according to claim 2, wherein the plurality of coherent lights propagating in the optical element are reflected and propagated also in the plane directions of the partial reflection surface and the total reflection surface.
【請求項5】 前記光学素子を、前記全反射面、前記部
分反射面、及び、前記入射面を有するプリズムとする、
請求項2に記載した光のコヒーレンス低減方法。
5. The optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface, and the entrance surface.
The method for reducing light coherence according to claim 2.
【請求項6】 前記コヒーレント光を複数の互いに異な
る発振波長を有する光ビームとする、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 a light beam having a plurality of oscillation wavelengths different from each other.
【請求項7】 前記コヒーレント光がコヒーレンス度の
極大値に周期性を有するレーザー光であり、前記一定の
光路長差を前記レーザー光の前記コヒーレンス度の極大
値と一致しないような光路長差とする、請求項6に記載
した光のコヒーレンス低減方法。
7. The coherent light is a laser light having a periodicity in a maximum value of the degree of coherence, and the constant optical path length difference is set to an optical path length difference that does not coincide with the maximum value of the degree of coherence of the laser light. 7. The method of reducing light coherence according to claim 6, wherein:
【請求項8】 前記コヒーレント光のコヒーレンス度を
時間の関数として表し、 コヒーレンス度として現れる第1の極大波形の半値全幅
をτt 、 前記第1の極大波形と、この第1の極大波形に隣接して
現れる第2の極大波形との中心間距離をτdとすると
き、前記一定の光路長差Lを下記式1を満たすように設
定する、請求項6に記載した光のコヒーレンス低減方
法。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
8. The coherence degree of the coherent light is represented as a function of time, the full width at half maximum of the first maximum waveform appearing as the coherence degree is τ t , and the first maximum waveform is adjacent to the first maximum waveform. 7. The light coherence reduction method according to claim 6, wherein the constant optical path length difference L is set so as to satisfy Expression 1 below, where τ d is the center-to-center distance with the second maximum waveform that appears. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)
【請求項9】 異なる位置で入射する複数のコヒーレン
ト光がそれぞれ、部分反射面にて第1透過光ビームと第
1反射光ビームとに分岐され、 前記部分反射面からの前記第1反射光ビームが反射さ
れ、再び前記部分反射面に導かれて第2透過光ビームと
第2反射光ビームとに分岐され、 前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビームとが、こ
れらの間に一定の光路長差が生起された状態で、前記一
定の光路長差が生起された複数の出射コヒーレント光と
して前記部分反射面からそれぞれ出射される、光のコヒ
ーレンス低減装置。
9. A plurality of coherent lights incident at different positions are respectively split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partial reflection surface, and the first reflected light beam from the partial reflection surface is provided. Is reflected, guided again to the partial reflection surface, and branched into a second transmitted light beam and a second reflected light beam, and the first transmitted light beam and the second transmitted light beam are fixed between them. The light coherence reduction device, wherein the plurality of outgoing coherent lights in which the constant optical path length difference has occurred are emitted from the partial reflection surface in a state where the optical path length difference has occurred.
【請求項10】 前記部分反射面と、前記部分反射面か
らの反射光ビームを反射する全反射面とを有する光学素
子に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記光学素子
内を互いに異なる光路で伝搬する前記複数のコヒーレン
ト光が前記部分反射面から逐次出射される、請求項9に
記載した光のコヒーレンス低減装置。
10. The plurality of coherent lights are incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface that reflects a light beam reflected from the partial reflection surface, and the optical elements have different optical paths through the optical element. The light coherence reduction device according to claim 9, wherein the plurality of coherent lights that propagate are sequentially emitted from the partial reflection surface.
【請求項11】 前記光学素子に前記複数のコヒーレン
ト光を入射し、前記部分反射面から2次元的に均一な光
束が前記出射コヒーレント光として出射される、請求項
10に記載した光のコヒーレンス低減装置。
11. The coherence reduction of light according to claim 10, wherein the plurality of coherent lights are incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light flux is emitted as the outgoing coherent light from the partial reflection surface. apparatus.
【請求項12】 前記光学素子内を伝搬する前記複数の
コヒーレント光が、前記部分反射面及び前記全反射面の
面方向にも反射、進行する、請求項10に記載した光の
コヒーレンス低減装置。
12. The light coherence reducing apparatus according to claim 10, wherein the plurality of coherent lights propagating in the optical element are reflected and travel also in the surface directions of the partial reflection surface and the total reflection surface.
【請求項13】 前記光学素子が、前記全反射面、前記
部分反射面、及び、前記入射面を有するプリズムであ
る、請求項10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 10, wherein the optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface, and the incident surface.
【請求項14】 前記コヒーレント光が複数の互いに異
なる発振波長を有する光ビームである、請求項9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 9, wherein the coherent light is a light beam having a plurality of different oscillation wavelengths.
【請求項15】 前記コヒーレント光がコヒーレンス度
の極大値に周期性を有するレーザー光であり、前記一定
の光路長差が前記レーザー光の前記コヒーレンス度の極
大値と一致しないような光路長差である、請求項14に
記載した光のコヒーレンス低減装置。
15. The coherent light is a laser light having a periodicity in the maximum value of the degree of coherence, and the constant optical path length difference is such that the difference in optical path length does not coincide with the maximum value of the degree of coherence of the laser light. 15. The light coherence reducing device according to claim 14, wherein:
【請求項16】 前記コヒーレント光のコヒーレンス度
を時間の関数として表し、 コヒーレンス度として現れる第1の極大波形の半値全幅
をτt 、 前記第1の極大波形と、この第1の極大波形に隣接して
現れる第2の極大波形との中心間距離をτdとすると
き、前記一定の光路長差Lが下記式1を満たすように設
定されている、請求項14に記載した光のコヒーレンス
低減装置。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
16. The coherence degree of the coherent light is represented as a function of time, the full width at half maximum of the first maximum waveform appearing as the coherence degree is τ t , and the first maximum waveform is adjacent to the first maximum waveform. 15. The coherence reduction of light according to claim 14, wherein the constant optical path length difference L is set so as to satisfy the following equation 1, where τ d is the center-to-center distance with the second maximum waveform appearing as follows. apparatus. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)
【請求項17】 光源から出射された光ビームを異なる
位置で複数のコヒーレント光として入射し、これらのコ
ヒーレント光をそれぞれ、部分反射面にて第1透過光ビ
ームと第1反射光ビームとに分岐し、 前記部分反射面からの前記第1反射光ビームを反射し、
再び前記部分反射面に導いて第2透過光ビームと第2反
射光ビームとに分岐し、 前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビームとを、こ
れらの間に一定の光路長差を生起させた状態で、前記一
定の光路長差が生起された複数の出射コヒーレント光と
して前記部分反射面からそれぞれ出射し、この出射コヒ
ーレント光を照明用光ビームとして利用する、照明方
法。
17. A light beam emitted from a light source is incident as a plurality of coherent lights at different positions, and these coherent lights are respectively split into a first transmitted light beam and a first reflected light beam at a partially reflecting surface. Reflecting the first reflected light beam from the partially reflecting surface;
The light is again guided to the partial reflection surface and split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam. The first transmitted light beam and the second transmitted light beam are separated by a certain optical path length difference therebetween. An illumination method, wherein the emitted coherent light is emitted from the partial reflection surface as a plurality of emitted coherent lights in which the constant optical path length difference is generated, and the emitted coherent light is used as an illumination light beam.
【請求項18】 前記部分反射面と、前記部分反射面か
らの反射光ビームを反射する全反射面とを有する光学素
子に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記光学素子
内を互いに異なる光路で伝搬する前記複数のコヒーレン
ト光を前記部分反射面から逐次出射する、請求項17に
記載した照明方法。
18. The plurality of coherent lights are incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface that reflects a light beam reflected from the partial reflection surface, and the optical elements have different optical paths in the optical element. The illumination method according to claim 17, wherein the plurality of coherent lights that propagate are sequentially emitted from the partial reflection surface.
【請求項19】 前記光学素子に前記複数のコヒーレン
ト光を入射し、前記部分反射面から2次元的に均一な光
束を前記出射コヒーレント光として出射する、請求項1
8に記載した照明方法。
19. The light source according to claim 1, wherein the plurality of coherent lights are incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light flux is emitted from the partial reflection surface as the emitted coherent light.
8. The lighting method described in 8.
【請求項20】 前記光学素子内を伝搬する前記複数の
コヒーレント光を、前記部分反射面及び前記全反射面の
面方向にも反射、進行させる、請求項18に記載した照
明方法。
20. The illumination method according to claim 18, wherein the plurality of coherent lights propagating in the optical element are also reflected and made to travel in the plane directions of the partial reflection surface and the total reflection surface.
【請求項21】 前記光学素子を、前記全反射面、前記
部分反射面、及び、前記入射面を有するプリズムとす
る、請求項18に記載した照明方法。
21. The illumination method according to claim 18, wherein the optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface, and the incident surface.
【請求項22】 前記コヒーレント光を複数の互いに異
なる発振波長を有する光ビームとする、請求項17に記
載した照明方法。
22. The illumination method according to claim 17, wherein the coherent light is a light beam having a plurality of different oscillation wavelengths.
【請求項23】 前記コヒーレント光がコヒーレンス度
の極大値に周期性を有するレーザー光であり、前記一定
の光路長差を前記レーザー光の前記コヒーレンス度の極
大値と一致しないような光路長差とする、請求項22に
記載した照明方法。
23. The coherent light is a laser light having a periodicity in the maximum value of the degree of coherence, and the constant optical path length difference is defined as an optical path length difference that does not match the maximum value of the coherence degree of the laser light. 23. The lighting method according to claim 22, wherein the lighting method is performed.
【請求項24】 前記コヒーレント光のコヒーレンス度
を時間の関数として表し、 コヒーレンス度として現れる第1の極大波形の半値全幅
をτt 、 前記第1の極大波形と、この第1の極大波形に隣接して
現れる第2の極大波形との中心間距離をτdとすると
き、前記一定の光路長差Lを下記式1を満たすように設
定する、請求項22に記載した照明方法。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
24. The coherence degree of the coherent light is represented as a function of time, the full width at half maximum of the first maximum waveform appearing as the coherence degree is τ t , and the first maximum waveform is adjacent to the first maximum waveform. 23. The illumination method according to claim 22, wherein the constant optical path length difference L is set so as to satisfy Equation 1 below, where τ d is the center-to-center distance with the second maximum waveform that appears. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)
【請求項25】 前記照明用光ビームを、表示装置、計
測装置、顕微鏡、又は、露光装置の照明光として利用す
る、請求項17に記載した照明方法。
25. The illumination method according to claim 17, wherein the illumination light beam is used as illumination light for a display device, a measurement device, a microscope, or an exposure device.
【請求項26】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された前記光ビームが異なる位置で複
数のコヒーレント光として入射され、これらの複数のコ
ヒーレント光がそれぞれ、第1透過光ビームと第1反射
光ビームとに分岐される部分反射面と、前記第1反射光
ビームが第2透過光ビームと第2反射光ビームとに分岐
される前記部分反射面に前記第1反射光ビームを再び導
くための反射面とを有する光学素子とから構成されてお
り、 前記第1透過光ビームと前記第2透過光ビームとが、こ
れらの間に一定の光路長差が生起された状態で、前記一
定の光路長差が生起された複数の出射コヒーレント光と
して前記部分反射面からそれぞれ出射され、この出射コ
ヒーレント光が照明用光ビームとして利用される、照明
装置。
26. A light source for emitting a light beam, and the light beam emitted from the light source is incident as a plurality of coherent lights at different positions, and the plurality of coherent lights are respectively a first transmitted light beam and a second transmitted light beam. Applying the first reflected light beam again to the partially reflected surface where the first reflected light beam is split into a second transmitted light beam and a second reflected light beam; An optical element having a reflecting surface for guiding the light, wherein the first transmitted light beam and the second transmitted light beam have a constant optical path length difference between them, and An illuminating device, wherein a plurality of outgoing coherent lights having a constant optical path length difference are emitted from the partial reflection surface, and the outgoing coherent light is used as an illumination light beam.
【請求項27】 前記部分反射面と、前記部分反射面か
らの反射光ビームを反射する全反射面とを有する光学素
子に前記複数のコヒーレント光を入射し、前記光学素子
内を互いに異なる光路で伝搬する前記複数のコヒーレン
ト光が前記部分反射面から逐次出射される、請求項26
に記載した照明装置。
27. The plurality of coherent lights are incident on an optical element having the partial reflection surface and a total reflection surface that reflects a light beam reflected from the partial reflection surface, and the optical elements pass through different optical paths in the optical element. 27. The plurality of coherent lights that propagate are sequentially emitted from the partial reflection surface.
The lighting device described in 1.
【請求項28】 前記光学素子に前記複数のコヒーレン
ト光を入射し、前記部分反射面から2次元的に均一な光
束が前記出射コヒーレント光として出射する、請求項2
7に記載した照明装置。
28. The plurality of coherent lights are incident on the optical element, and a two-dimensionally uniform light beam is emitted from the partial reflection surface as the emitted coherent light.
8. The lighting device according to 7.
【請求項29】 前記光学素子内を伝搬する前記複数の
コヒーレント光が、前記部分反射面及び前記全反射面の
面方向にも反射、進行する、請求項27に記載した照明
装置。
29. The lighting device according to claim 27, wherein the plurality of coherent lights propagating in the optical element are also reflected and travel in the surface directions of the partial reflection surface and the total reflection surface.
【請求項30】 前記光学素子が、前記全反射面、前記
部分反射面、及び、前記入射面を有するプリズムであ
る、請求項27に記載した照明装置。
30. The lighting device according to claim 27, wherein the optical element is a prism having the total reflection surface, the partial reflection surface, and the incident surface.
【請求項31】 前記コヒーレント光が複数の互いに異
なる発振波長を有する光ビームである、請求項26に記
載した照明装置。
31. The lighting device according to claim 26, wherein the coherent light is a light beam having a plurality of different oscillation wavelengths.
【請求項32】 前記コヒーレント光がコヒーレンス度
の極大値に周期性を有するレーザー光であり、前記一定
の光路長差が前記レーザー光の前記コヒーレンス度の極
大値と一致しないような光路長差である、請求項31に
記載した照明装置。
32. The coherent light is a laser light having a periodicity in the maximum value of the degree of coherence, and the constant optical path length difference is such that the optical path length difference does not coincide with the maximum value of the coherence degree of the laser light. The lighting device according to claim 31, wherein the lighting device is provided.
【請求項33】 前記コヒーレント光のコヒーレンス度
を時間の関数として表し、 コヒーレンス度として現れる第1の極大波形の半値全幅
をτt 、 前記第1の極大波形と、この第1の極大波形に隣接して
現れる第2の極大波形との中心間距離をτdとすると
き、前記一定の光路長差Lが下記式1を満たすように設
定されている、請求項31に記載した照明装置。 c〔(n−1)τd +τt /2〕≦L≦c〔nτd −τt /2〕…式1 (但し、前記式1において、cは光が伝搬する媒質中で
の光速度、nは任意の自然数を示す。)
33. The degree of coherence of the coherent light is represented as a function of time, the full width at half maximum of the first local maximum waveform appearing as the degree of coherence is τ t , and the first local maximum waveform is adjacent to the first local maximum waveform. 32. The lighting device according to claim 31, wherein the constant optical path length difference L is set so as to satisfy Expression 1 below, where τ d is the center-to-center distance with the second maximum waveform that appears. speed of light c [(n-1) τ d + τ t / 2 ] ≦ L ≦ c [nτ dt / 2] Equation 1 (where in the formula 1, c is in a medium light propagates , N represents an arbitrary natural number.)
【請求項34】 前記照明用光ビームが、表示装置、計
測装置、顕微鏡、又は、露光装置の照明光として利用さ
れる、請求項26に記載した照明装置。
34. The illumination device according to claim 26, wherein the illumination light beam is used as illumination light for a display device, a measurement device, a microscope, or an exposure device.
JP10145451A 1998-05-27 1998-05-27 Method and device for light coherence reduction, and method and device for illumination Pending JPH11337867A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009512883A (en) * 2005-09-21 2009-03-26 アブ−アジール、ナイェフ・エム Method and apparatus for reducing laser speckle
CN114326139A (en) * 2020-09-30 2022-04-12 华为技术有限公司 Speckle dissipation device, laser light source and projection equipment

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