JPS6250811A - 電磁ビ−ムをアナモフイツクに整形し且つ偏向させるための方法及び装置 - Google Patents

電磁ビ−ムをアナモフイツクに整形し且つ偏向させるための方法及び装置

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JPS6250811A
JPS6250811A JP61195136A JP19513686A JPS6250811A JP S6250811 A JPS6250811 A JP S6250811A JP 61195136 A JP61195136 A JP 61195136A JP 19513686 A JP19513686 A JP 19513686A JP S6250811 A JPS6250811 A JP S6250811A
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shaping
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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】 α）産業上の分野 この発明は光学の分野と、電磁放射線のビーム、例えば
レーザダイオードによって発生された光ビームをアナモ
フィックに整形し且つ偏向させるための方法に関係して
いる。更に詳しくは、この発明はビームを正確に９０”
偏向させると共にそれの強度分布特性をアナモフィック
に変更するための方法及び装置に関係している。
ｂ）従来の技術 ダイオードレーザの出現は長円断面のレーザビームを処
理する必要性を著しく拡大した。このようなレーザは、
非常に非対称的な活用領域を持っているので、１：２〜
１：４の範囲のビーム発散比を呈することがある。ビー
ムは集光レンズによってコリメートされるときその長円
性を保持する。
そして、ビームの長円性は、ビームが円形対物レンズに
より集束させられ得ろ効率に影響を及ぼす（通常効率を
減小させろ）０ 従来、リットロー（Ｌｉｔｔｒｏｗ）形プリズム（すな
わち、三面直角プリズム）を用いて長円ビームをアナモ
フィックに拡大してこれを更に円形にすることは普通に
行われてきた。ダイオードレーザの出力はＴＥ状態にお
いて特に偏光しており、従ってフリメートされたビーム
はその短軸に平行に偏光している。第１図に示したよう
に、鋭角の一つがブルースター角で切断されているりブ
トロー形プリズムの斜辺面にブルースター角θ１でビー
ムが入射した場合、ビームは、ｎをプリズムの屈折率と
して、短軸の方向に係数ｎだけアナモフィックに拡大さ
れる。こ、れは、ダイオードレーザビームの長円率を減
小させるための良い方策ではあるが、ビームが不都合な
角度α（但し、α＝２θＩｔ　−９０°）だけ偏向させ
られるという見地からは不利である。普通のガラス製プ
リズムに対してはαは約２３°である。多くの装置にと
っては、拡大されたビームが、入射ビームと同一線上に
ない場合これと平行であるか、又は拡大中にある好都合
な角度、例れば９０°だけ偏向させられることが望まし
いＯ Ｃ）目的 前述の事柄を考慮して、この発明の目的は、電磁放射線
のビームをアナモフィックに整形する（すなわち、拡大
又は縮小する）と同時にこれを正確に９０°の角度だけ
偏向させるための方法及び装置を提供することである。
ｄ）構成 従来技術のものと同様に、この発明は、θＢヲ・はぼブ
ルースター角とした場合、９０°、θ詐及び（９０°−
θＢ）の内角を持ったりブトロー形プリズムを利用して
いる。しかしながら、従来のものとは異なり、このよう
なプリズムは光ビームの光路において、ビームがブルー
スター角の（又はこれに近い）θ３角に対向したプリズ
ム面と交わり、（９０°−０３）角に対向したプリズム
面によって反射され、且つ９０°（又はほぼ９０°）で
プリズムの斜辺面と交わるように配置される。ビーム路
に対し℃プリズムをこのように配置することによって、
ビームはビームの方向に依存してアナモフィックに拡大
又は縮小され、且つ正確に９０°だけ偏向させられる。
今度は図面について述べると、第２図はこの発明の基本
的発明概念を図解している。図示したように、鋭角θ３
及びαを持、つた（断面で示された）直角プリズムＰは
光ビームＢの光路に配置されている。プリズムＰは通常
設計のものであって、屈折率ｎ１及びブルースターの法
則、すなわちθ３＝　ｔａｎ−１ｎによって定義されろ
角θ３に対する値を持っている。約１．５の屈折率を持
ったガラス製プリズムは約５７°のブルースター角を生
じさせる。
前に述べたように、こ、の形式のプリズムはアナモフィ
ックなビーム整形に使用されており、多数の参考文献、
例えば米国特許第４４１０２３７号に開示されている。
しかしながら、現在までのところ、そのようなプリズム
は第１図に関して上に説明した方法で使用されてきた。
この発明によれば、プリズムＰはビームＢの光路におい
てビームがプリズムの底面１０、すなわちプリズムのブ
ルースター角に対向したプリズム面にブルースター角θ
３で入射するように配置される。ビームＢがダイオード
レーザの出力である場合のように平面偏光しており且つ
その偏光面が入射面に平行であると仮友すれば、ビーム
はほとんど無の又は皆無の光損失でプリズム／空気境界
面で屈折する。屈折したビームＢ′はプリズムの短い面
１２、すなわち小さい方の鋭角αに対向したプリズム面
から全反射されて、反射ビームＢ″　がプリズムの斜辺
面１４に直角にプリズムから出て来る。意外にも、ビー
ムＢは入射ビームＢに正確に垂直であることが判明した
０人カビームと出力ビームとの間のこの９０”の関係は
多くの光学装置の設計に有効である。
第３図を参照すれば察知されることであろうが、第２図
に示されたプリズム全体がビームのアナモフィックな拡
大又は縮小に使用されているわけではない。小さい方の
直角プリズム１６を切り取って四面プリズムＰ′を残せ
ば、プリズムＰの残りの部分は前と同様のアナモフィッ
クなビーム整形／偏向を行う。プリズム底面の長さが切
断前にＬであると仮定すれば、残りの部分の長さは−ｉ
ｎ’ｔプリズムの屈折率として、Ｌ／ｎ２より長いこと
を必要としない。ビームは一つの平面においてｎ（プリ
ズムの屈折率）の係数だけ拡大されて図示されているが
、ビームをプリズム中へ反対方向に導くことによってビ
ーム？’／ｎ　　の係数だけアナモフィックに縮小する
ことができることは明らかであろＯ 前述の直角プリズムを他のプリズムと組み合わせて更に
複雑な操作を非常に簡潔に行うことができる。第４図は
二等辺直角プリズム（４５°の鋭角を持っている）をプ
リズムＰの斜辺面に光学的に結合して（例えば、接着貝
で）方向的な偏向のないアナモフィックなビーム拡大を
生じさせることのできろ方法を図解している。すなわち
、ビームＢ　は到来ビームＢに平行である。第５図に示
したように、二色性又は偏光ビームスプリッタキエ−７
”をプリズムＰの斜辺に光学的に結合すれば、二つの平
行なビームＡ及びＢｉ組み合わせると共にビームの一つ
Ｂをアナモフィックに拡大することができろ。第６図は
二つの直角プリズム金結合して直交ビームＢ及びＣを組
み合わせると共にこれらのビームの一つ（ビームＢ）’
ｔ−アナモフィックに拡大することを可能にする方法を
示しているｑこの場合には、プリズムＰ、の側面がプリ
ズムＰ２の斜面に接着され℃いてそれらの間には適当な
干渉コーティングが施されている。もちろん、第５図及
び第６図に開示されたビーム組合せ技術のいずれかを用
いて逆反射ビームを入射ビームから分離すると同時に入
射ビームを拡大することもできろ０ 上に述べたように、プリズム底面１０に対向した角は光
損失を最小にするためにブルースター乃に切断されるこ
とが望ましい。プリズムが３０１゜６０゛及び９０゛の
角を持った標準リットロー形プリズムである場合には、
この発明を用いてアナモフィックなビーム拡大及び９０
”の偏向を達成することがなお可能である。第７図に示
したように、このようなプリズム金量いる際には、入射
角θは（ｎ＝１．５に対して）９０°の偏向を達成する
ために約５５°でなければならない０この場合には、少
量のビームがプリズム底面によつ℃反射されて光学的損
失が生じることになろｏしかしながら、ビームの拡大（
又は縮小）の量は第２図に示されたプリズムとほとんど
同じであろ０ 第８図においては、この発明は感光性記録素子Ｒ１例え
ば光ディスク、上に情報を記録するための装置において
実施されたものとして示されている。−示のように、リ
ットロー形プリズム（又はその一部分）を用いてくダイ
オードレーザの出力ビームＢｔ−、レンズ２０により記
録素子上へ集束させる前に、正確に９０°だけ偏向させ
ている。ビームＢの強度は通常の方法で記録されるべき
情報により変調される。ビームＢが長軸及び短軸のある
長円断面金持っていると仮定すれば、ビームの短軸が入
射平面、すなわち入射ビーム及び反射ビームが存在する
平面内にあるようにプリズムを配置することによってビ
ームをアナモフィックに拡太してビームの断面を更に円
形にすることかテキるＯ ｅ）効果 前述の事柄から明らかなことであるが、この発明の有利
な技術的効果はビームを正確に９０°だけ偏向させると
同時にそれを整形して所望の輪郭形状に一層厳密に近似
させるよ′うにすることである。
明らかに、二つ以上のプリズムを縦に配列して拡大係数
（ｎ）ｔ−乗算し、これにより所望の輪郭形状になお一
層厳密に近似させるようにすることかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術によって実施されたようなアナモフィ
ックなビーム拡大及び偏向方式を図解している。 第２図はこの発明のアナモフィックなビーム拡大及び偏
向概念を図解している。 第３図はこの発明の方法を実施するのに有効なプリズム
の一部分を示している。 第４図から第６図までは放射線のビームを偏向向させ且
つ組み合わせろためにこの発明の概念全具体化した種々
の光学系を示している。 第７図はこの発明の変形を図解している。 第８図はこの発明を具体化した記録装置を図解している
。 符号説明 Ｐ　・・・・　プリズム θ１・・・・ブルースター角 （外５名） ＦＩＧ　１ ＦＩＧ　！

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）θ＿Ｂをブルースターの角として、約９０°、θ
    ＿Ｂ及び（９０°−θ＿Ｂ）の内角を持つたプリズムを
    電磁放射線のビームの光路に配置する段階を備えている
    、前記の電磁放射線のビームをアナモフィックに整形し
    且つ偏向させるための方法において、ビームが（ａ）θ
    ＿Ｂ角に対向したプリズム面にほぼブルースター角で交
    わり、（ｂ）（９０°−θ＿Ｂ）角に対向したプリズム
    面から反射し、且つ（ｃ）９０°角に対向したプリズム
    面に交わるようにビームの光路に前記のプリズムを配置
    して、これによりプリズムに入るビームがプリズムを出
    るビームとは９０°だけ角度的に変位させられるように
    する段階を含んでいる前記の方法。
  2. （２）放射線のビームをアナモフィックに整形し且つ偏
    向させるための装置であって、屈折率ｎの四面プリズム
    を備えており、このプリズムが（ａ）θ＿Ｂをブルース
    ター角として、９０°、９０°、θ＿Ｂ及び（１８０°
    −θ＿Ｂ）の内角を持ち、（ｂ）収束線に沿って（９０
    °−θ＿Ｂ）の角度で収束する二つの対向した面を持ち
    、且つ（ｃ）Ｌを前記の収束線と後記の平行な面の遠方
    のものとの間の最短距離として、Ｌ／ｎ＾２の距離だけ
    隔置されている二つの平行な面を持つている、前記の装
    置。
  3. （３）電磁放射線のビームをアナモフィックに整形し且
    つ偏向させるための光学系であって、（ｉ）θ＿Ｂをブ
    ルースターの角として、約９０°、θ＿Ｂ及び（９０°
    −θ＿Ｂ）の内角を持つたプリズム、（ｉｉ）入力ビー
    ムを前記のプリズムに導くための装置、並びに（ｉｉｉ
    ）利用のために前記のプリズムからの出力ビームを受け
    て導くための装置を備えている光学系において、ビーム
    が（α）θ＿Ｂ角に対向したプリズム面にほぼブルース
    ター角で交わり、（ｂ）（９０°−θ＿Ｂ）角に対向し
    たプリズム面から反射し、且つ（ｃ）９０°角に対向し
    たプリズム面に交わるように、ビームの光路に前記のプ
    リズムが配置されていて、これによりプリズムに入るビ
    ームがプリズムを出るビームとは９０°だけ角度的に変
    位させられる、前記の光学系。
JP61195136A 1985-08-26 1986-08-20 電磁ビ−ムをアナモフイツクに整形し且つ偏向させるための方法及び装置 Pending JPS6250811A (ja)

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