JPS59184317A - 光強度分布の均一化装置 - Google Patents

光強度分布の均一化装置

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JPS59184317A
JPS59184317A JP58224566A JP22456683A JPS59184317A JP S59184317 A JPS59184317 A JP S59184317A JP 58224566 A JP58224566 A JP 58224566A JP 22456683 A JP22456683 A JP 22456683A JP S59184317 A JPS59184317 A JP S59184317A
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JP
Japan
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intensity distribution
light
mirror
mirrors
light beam
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JP58224566A
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English (en)
Inventor
カンテイラル・ジエイン
ミルトン・ラツセル・ラツタ
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光ビームを横切る方向に於ける強度分布を一様
にするための装置に係る。
〔技術的背景〕
光学の多数の応用面に於て、光ビームを横切る方向に於
ける均一な強度分布が要求てれる。白熱ランプ及びレー
ザー源によって放射てれる光は平坦な強度プロフィルを
呈芒ない。結果として、成る種の光学系をビームの均質
化のために用い衣ければならない。、特に重要なある種
の光源にエクサイマ（ｅｘｃｉｍｅｒ）＊レーザがあり
、これは高解像度のリングラフィに於いて、±５％よシ
も良好な均一強度分布を光ビームが有する事を必要とす
る応用分野に於て非常に魅力的である。米国特許第３６
６０７７８号明細書に於て、レーザ光ビームが隅部のレ
フレクタによって入射ビームに平行に反射てれ、レーザ
がレーザ媒体に存在する時間が増し、よって増幅てれた
出力を有する光ビームが生じる事が開示てれている。Ｉ
ＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　　Ｂｕ
ｌｌｅｔｉｎＶｏｌ。２４、Ａ１　ｉ　Ａ’、Ａｐｒｉ
ｌ　　１９８２、ｐ。
５３６８ｖｃは液体ディスブト子照明するために用いら
れろくきび状のアクリル製光ガイドが開示されている。
くざび状のガイドによって多重内面反射が生じ、ディス
プレーの表面に光が集中でれる。
Ａｐｐｌｉｅｄ　　０ｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ、１０、Ａ９
、ｐ−２１７９−ｐ、２１８２（１９７１）Ｋは像を複
製するために円錐をなす複数のミラーを用いる事が開示
てれている。この文献は平行な平面鏡のトンネルが直交
パターン状に像を複製し、円錐状ミラーのトンネルが球
状の虚像パターンとして像を複製する事を報告している
。これらの文献はいずれもビームを均一に増幅し、端部
の鮮鋭度をシャープするためにビームの折返しく　ｆｏ
ｌｄｉｎｇ）を用いる技術を開示していない。
〔発明の目的及び概要〕
本発明の目的は光ビームを横切る方向にその強度分布を
一様にするための装置を提供する事に、ｆ）る。
本発明の他の目的はビームの端部鮮鋭度（ｅｄｇｅｄｉ
ｆｉｎｉｔｉｏｎ）をシャープにするための装置を提供
する事にある。
これらの及び他の目的は光ビームを横切る方向にその光
強度を均一にするくでび状のミラー・トンネルを構成す
る装置を用いることによって達成σれる。特定点ＰＫ於
ける線にビームを無給芒せるために円筒状レンズを介し
て所定の光路に清って光ビームが指向てれる。点Ｐの近
辺の所定の光路に后って平面ミラーを配置して光ビーム
がそれ自体へ折返でれる様にする。このタイプの複数個
のカスケード状光学手段（各段は無給用レンズ及び反射
表面より成る）が所定の応用技術分野に必要なビームの
均一度をうるために用いられる。カスケード状の複数の
段の各々に於て、反射性の表面はビーム自身に向ってビ
ームを折返すのに適当な角度で配置てれる。第２の実施
例はｎ回の反射をうるために角度がθ／２ｎ（２θは入
射円錐の頂角）となる様に選んだ角度の２個の反射表面
を含む。更に他の実施例に於ては、角錐体、円錐体及び
例えば中空でない石英の様な材料（その内部で全内面反
射によって反射が行なわれる）を含む。
〔実施例〕
第１Ａ図に示す様に、均一化てれるべきレーザ源からの
ビームの強度分布はプロフィール１０を呈する。プロフ
）−ル１０は折返し軸１２のいずれの側に於てもほぼ同
じである。本発明に従って、光ビームをそれ自体に対し
て数回折返す事によして光ビームの強度分布が均一にな
る。折返しプロセスによって所定のプロフィールｆ（於
ける短期間のノイズ状の変動が並びに系統的な長期間の
変動が平均化する。
第２Ａ図に示す様に、強度分布を均一化すべき元ビーム
１４の軸付近に置かれた平面ミラー１８の端部近辺の点
ＰＫ於ける光の線となる様に円筒レンズ１６を用いてビ
ーム１４を無給芒せる。点ＰＫ入射する光の円錐体（も
しくはく芒び体）の頂角は紙面に於て２０でるる。ミラ
ーの位置からして、光路１．２及びろで示す光の入射円
錐体の下方半分は反射する事なくミラーから離れるのが
分かる。一方、光路１′、２′及び６′で示す光の入射
円錐体の他の半分は１回反射して未反射の半円錐体と重
なる様に上方へ折れ、ビーム２０を形成する。ミラーの
後のビーム２０の強度分布のプロフィール２２を第１Ｂ
図に示す。紙面に於けるダイバージェンス即ち発散角は
θ即ち入射円錐体（もしくはく芒び状体）の頂角の１／
２である。
この折返し動作は変動ノイズを減じるが、プロフィール
は平坦にならない。
第２Ｂ図に示す様に第２のミラー２４を第１のミラー１
８から角度θ／２のところに配置すると、光ビームはも
う一度折返σれ、そのプロフィールは第１Ｃ図に示すタ
イプの形となりｓるいは第１Ｄ図に示す様に伸びた形と
なる。。
第６の反射によって第１Ｅ図のプロフィールのビームが
得られ、その均一度はよシ高度である。
第６の反射はいくつかの方法によって得られる。
１つの方法は、第２Ｃ図に示す様にミラー１８及び２４
によって得た光をθ／４の角度に傾けたミラー２５の端
ｇＢ付近にレンズ２６によって無給きせる事である。単
ＶＣ第１の２つのミラー１８及び２４の間の角度を第２
Ｂ図のθ／２の代シにθ／４とする事によって第６の反
射をうる事ができる。
概して、もしもｎ回の反射が所望でれるならばミラーの
間の角度をθ／２　（２θは入射円錐体の頂角）ＶＣす
ればよい。どのミラーも入射円錐体の軸に平行にすべき
ではない。何故ならば平行にするζ入力強度分布の中心
以外の成る点まわりのビームの折返しが考えられるから
である。更に、ミラーの間ＶＣは有限の入射間隙が必要
とでれるので、折返しによる光ビームの重なりは１００
％よシもわずかに小である。結果としてビームの均一な
部分を取シ出すのにわずかなりロソピング（ｃ’ｒｏｐ
ｐｉｎｇ）即ち端部のカットが必要とでれ、よってスル
ープットは１００％よシもわずかに小舌い。第ろ図に示
すように、２つのくでび状トンネルを用いる事によって
直交方向の均一性が達成てれる。第１のくでび状トンネ
ルは円筒レンズ６０（第ルンズ３２の軸ｖｃ対して９０
°の角度をなす軸を有する）へビームを指向式せるミラ
ー２６及び２８よシなる。第２のトンネルはミラー２６
及び２８ＶＣ対して９０°の角度をなすミラー３〜４゛
）　　　　　　及び３６からなる。・その代９に、第４
図に示す様に、２組のミラーを角錐体４０となる様に組
合わせてもよい。円錐ミラー４２よすなる他の態様を第
５図に示す。ミラー４０及び４２は例えば第２Ｂ図のミ
ラー１８及び２４と同じ位置に配置テれる。これらの錐
体は全内面反射によって反射が行なわれる中空でない石
英で作る事もできる。この場合、適当な錐体の頂角（ｃ
ｏｎｅ　　ａｎｇｌｅ）は石英の屈折率に反比例した係
数だけミ、ラーの場合よシも小さくなる。
上述の態様のいずれに於ても、出力光は最終反射の後に
発散光となる。出力光がコリメートテれた状態即ちより
一般的に有用な状態となる様に最終反射点Ｐに焦点を有
する付加的なレンズを用いる事が望ましい。
第６図に示す様万実験装置を作った。入力円筒レンズＬ
ｌ（焦点距離１００ｍｍ）及び出力円筒レンズＬ２（焦
点距離８０ｍｍ）を用いて光を焦結し、そして光を実質
的に再びコリメートてれた状態にした。θ＝８°の角度
に傾けられ、０．５１　ｍｍの間隙によって隔てられた
２つの平面ミラー１８及び２４を焦点のまわシに設けた
。この場合、２回の反射が得られ、強度分布の２つの中
間点に於てビームの折返しが生じた。第６図の装置の入
力及び出力強度分布を夫々第７Ａ図及び第７Ｂ図に示す
６．
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図乃至第１Ｅ図は入力ビームの強度分布のプロフ
ィール及び強度分布の均一化の効果を説明する図である
。。 第２Ａ図乃至第２Ｃ図は夫々１個、２個及び６個のミラ
ーを用いる本発明に従う実施例を説明する図である。。 第３図は本発明の代替的実施例を示す図である。、第４
図及び第５図は夫々角錐状のミラー及び円錆、ミラーを
示す図である。 第６図は本発明の他の実施例を示す図である。。 第７Ａ図及び第７Ｂ図は夫々第６図の装置の入力及び出
力の強度分布を示す図である。 １．２、ろ、１′、２′、６′・・・・光路、１４□・
・・・強度分布を均一化すべき光ビーム、１６・・・・
円筒レンズ、１８・・・・平面ミラー、２０・・・・折
返しにより重なった光ビーム。 第３図 第２Ｃ図　　　　　　　　　。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光ビームを横切る方向の光強度分布の均一化装置であっ
    て、 所定の光路ｖｃＧう尤の線を呈するように光ビームを無
    給させる光学装置と、 折シ返でれた光ビームを生じるように上記線に近接して
    上記所定の光路に清って配置した反射光学装置とを有す
    る事を特徴とする上記光強度分布の均一化装置。
JP58224566A 1983-03-31 1983-11-30 光強度分布の均一化装置 Pending JPS59184317A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/481,011 US4547044A (en) 1983-03-31 1983-03-31 Beam-folding wedge tunnel
US481011 1983-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59184317A true JPS59184317A (ja) 1984-10-19

Family

ID=23910227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58224566A Pending JPS59184317A (ja) 1983-03-31 1983-11-30 光強度分布の均一化装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4547044A (ja)
EP (1) EP0121069B1 (ja)
JP (1) JPS59184317A (ja)
DE (1) DE3476127D1 (ja)

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EP0121069A3 (en) 1986-04-30
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