JPS62278528A - レ−ザビ−ム強度分布変換方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザビーム等の光の強度分布を任意の分布
形状に変換するだめの強度分布変換方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

レーザビームの強度分布は、一般にガウス分布をなして
いる。このような強度分布のレーザビームを例えば中心
部分が平坦な強度分布の光に変換するために、不要部分
をカットする方法が用いられる。このような方法の従来
例として、第３図に示すように２３のような強度分布の
ビーム２１の通る光路中にピンホール２２を配置し、こ
れにより不要部分をカットして強度分布２４のようなビ
ームにするものが多く用いられている。この方法によれ
ば、出来る限り太いレーザビームを用い、これがピンホ
ール２２を通過する時に部分的にカットされて中心部分
が比較的平坦な強度分布を持つレーザビームになる。

しかしながら、このピンホールを用いる従来の方法は、
ピンホールのエツジ付近で回折を起こすことや、中心部
分が完全に平坦にならない点や、ピンホールの穴径を変
えるごとにピンホールの位置を調整する必要がある等の
欠点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、上記欠点がなく各
種分布形状に変換することの可能なレーザビーム強度分
布変換方法を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、上記問題点を解決するだめに、レーザビーム
を直線偏光とした上で場所により厚さの異なるファラデ
ー素子を通過させた後に、他の偏光板を通過させるごと
によって場所によって異なった減衰量での減衰を与えて
所望の強度分布の光を得るようにしたレーザビーム強度
分布変換方法である。

即ち本発明のレーザビーム強度分布変換方法は、第１図
に示すような構成の光学系を用いて行なわれるもので、
この図において、１はレーザ光源よりのレーザビームで
あって符号２で示すような強度分布がガウス分布のもの
である。３はレーザビーム１を直線偏光にする偏光子、
４は後に述べる実施例の球面状等場所によって（光軸に
垂直な面の各位置によって）厚さの異なるファラデー素
子、５は他の偏光子である。

このような光学系で偏光子３を通過したビーム１は、直
線偏光となり更にファラデー素子４を通過する。この時
ファラデー素子４に磁界を与えるとこれを通過する光は
偏光面を回転される。ここでファラデー素子４は場所に
より厚さが異なるために、回転される偏光面の角度も場
所（光軸に垂直な面内での位置）によって異なる。更に
レーザビーム１は偏光子５を通るが、その際偏光面の回
転角の相違により異なった量の減衰を生じそのために異
なった強度分布の光に変換される。

ここでファラデー素子４が、球面状の場合、後に実施例
に基づいて詳しく説明する如く、中心部分が平坦な強度
分布の光６になる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例として強度分布がガウス分布をな
しているレーザビームを、中心部分が平坦な強度分布の
光に変換する方法を具体的に説明する。

第１図に示す構成の光学系においてファラデー素子４と
して入射面が平面で出射面が球面である７アラデー素子
を用いる。

ファラデー素子へ入射するレーザビーム１の強度分布は
、第２図に符号Ａにて示すガウス分布で次の式で表わさ
れる。

ここで工。はガウス分布Ａのピーク値、ｒは分布中心か
らの距離、ｗｏは工が−２になる点の半径である。

又、ファラデー素子４の球面の曲率半径をａ。

ファラデー回転係数をｋとする時、Ｖ−ザビームがこの
ファラデー素子４と偏光子５を通った時の減衰量を示す
減衰曲線は次の式で表わされ第２図の曲線Ｂの通シであ
る。

Ｉ２　＝　５ｉｎ２ｋ　（Ｉ５−Ｊ７Ｔ２）ここで工、
はスレシュホールドを決める変数である。

今、Ｗｏ＝ｌ隨、Ｉｏ＝１ｍＷ、Ｂ＝３ｗ、に＝５２１
度に、　、　Ｉ、　＝　２．９３　　とすると偏光子５
を通過するレーザビームの強度分布は第２図に曲線Ｃに
て示す通シで中央の部分が平坦な分布のものが得られる
。この実施例では偏光子３と偏光子５とは偏光面が互に
平行になるように配置しである。しかしに等が他の値の
場合は、両偏光子の偏光面を或角度に傾けないと中央部
が平坦な分布のビームへの変換が出来ないこともある。

又ファラデー素子が球面レンズのような形状の場合、７
アラデー素子によって光束が収斂作用を受は多少しぼら
れることになる。これを防ぐためには光路中に凹レンズ
を配置すればよい。

以上の実施例は、球面状のファラデー素子を用いたもの
であるが、厚さが場所によシ異なっている他の形状のフ
ァラデー素子を用いることによって第２図の曲線Ｃ以外
の形状の強度分布の光束への変換も可能である。

〔発明の効果〕

本発明のレーザビーム強度分布変換方法を用いれば、ガ
ウス分布であるレーザビームの強度分布を中心部分が平
坦な強度分布に変換することが可能である。又ファラデ
ー素子の形状や磁界の強さを変えることによシ他の種々
の強度分布への変換も可能である。更に磁界の強さの制
御によシ強度分布をコントロール出来るので外部から電
気信号等でコントロールすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のレーザビーム強度変換方法の原理を
示す図、第２図は本発明の一実施例におけるレーザビー
ムの入出力強度分布を示す図、第３図は従来のレーザビ
ーム強度分布変換方法を示す図である。 １・・・レーザビーム、　　２・・・入射レーザビーム
の強度分布、　　３・・・偏光子、　　４・・・球面状
のファラデー素子、　　５・・・偏光素子、　６・・・
出射ビームの強度分布。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直線偏光のレーザビームを場所により厚さの異なる任意
   形状のファラデー素子と偏光素子とを通過させる際に該
   ファラデー素子に磁場を加えることによりレーザビーム
   の強度分布を異なる強度分布に変換するレーザビーム強
   度分布変換方法。