KR19990088423A

KR19990088423A - 광코히런스저감방법및장치,조명방법및시스템

Info

Publication number: KR19990088423A
Application number: KR1019990018189A
Authority: KR
Inventors: 도우무끼도오루
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 1999-12-27
Also published as: US6470122B1; JPH11326827A; KR100625155B1; EP0959378A1

Abstract

코히런트 빔의 코히런스가 저감될 때 분지(branch)된 광빔사이에 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차를 부여하지 않고도 코히런스를 충분히 감소시키기 위하여, 복수의 상이한 파장으로 발진되는 다모드 레이저 빔이 복수로 분지되고, 다음의 수학식 5를 만족시키는 그런 고정된 광로 길이차 L이 복수의 분지된 다모드 레이저 빔에 부여되고 상기 복수의 다모드 레이저 빔이 동일한 표면 상에 배열된다.

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고, n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

Description

광 코히런스 저감 방법 및 장치, 조명 방법 및 시스템{OPTICAL COHERENCE REDUCTION METHOD AND DEVICE, ILLUMINATING METHOD AND SYSTEM}

본 발명은 광빔의 코히런스를 저감하기 위한 광학 코히런스 저감법 및 그 장치, 코히런스가 저감되는 광빔을 사용하는 조명 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

레이저 빔은 화상 표시 장치용 광원, 반도체 노광 장치 조명용 광원에 응용되고 있다. 이들 실시예에서, 높은 강도, 지향성, 및 단색성과 같은 레이저 빔 또는 코히런트 광의 특성은 이점이 있어 사용되지만, 그 사이에 스펙클(스펙클 노이즈)과 같은 코히런트 광 특유의 문제가 있고 그 응용을 저지한다.

다음, 스펙클의 상기와 같은 문제점이 설명된다.

일반적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 레이저빔이 단봉성 파워 스펙트럼을 가질 때, 즉 단일 모드 레이저 빔의 코히런스 정도가 ｜g(τ)｜인 경우, ｜g(τ)｜은 파워 스펙트럼의 퓌리에 변환 G(τ)에 의해 다음의 수학식으로 되고 코히런스의 정도는 도 9에 도시된다(상기 기술된 바와 같이, 단일 주파수 또는 단일 파장에서 발진되는 레이저는 종 단일 모드 레이저로 불린다).

도 8에 도시된 단봉성 파워 스펙트럼의 반치 전폭(full width at a half maximum)(스펙트럼 대역폭)이 V_s라면, 도 9에 도시된 코히런스 정도의 반치 전폭 τ_s은 대략 1/V_s로 되고, 상기 반치 전폭은 파워 스펙트럼의 함수에 따른다.

"τ_s" 및 "L_c" ("L_c= cτ_s: c"는 광이 운반되는 매질 중의 광속도를 나타냄)는 각각 코히런스 시간τ_s및 코히런스 길이 L_c로 불린다. 즉, 예를 들어 코히런트 광원으로부터 출사된 코히런트 광속은 2개로 분지되고 한개의 광로 길이는 다른 광로 길이보다 L 만큼 더 길어진다. 이때, 광로 길이차 L이 코히런스 길이 L_c보다 작거나 같다면, 이들 분지된 2개의 빔은 큰 코히런스 정도를 갖고 상호 간섭한다. 그 사이에, 광로 길이차 L이 코히런스 길이 L_c보다 크거나 같다면, 2개의 분지된 빔은 상호 인코히런트하고 이들 2개의 빔 사이에 간섭은 일어나지 않는다.

그런 레이저 빔원이 화상 표시 장치의 조명용 광원으로 사용될 때 예를 들어 물체면으로부터 분포, 스크린의 각 점 및 각 영역은 모여지고, 화상은 화상면, 예를 들어 관찰자의 망막 상에 형성된다고 여겨진다.

이때, 물체면(예를 들어, 스크린)상에 파장 정도 이상이거나 같은 깊이로 울퉁 불퉁하다고 여겨질 때, 복잡한 위상 관계를 갖는 광속은 화상면 상에 오버랩되고, 그 광속이 상호 코히런트인 경우, 그들은 결과적으로 간섭하고 복잡한 대조 패턴이 형성된다. 이러한 것은 스펙클(또는 스펙클 노이즈)이고, 표시 장치의 경우에 화상은 현저하게 악화된다.

따라서, 스펙클을 저감시키기 위하여, 코히런트 광원으로부터 출사된 코히런트 광속이 상호 인코히런트되도록 하는 것은 중요하다.

스펙클을 저감시키기 위한 제1 방법에서, 광원의 스펙트럼 밴드폭이 충분하게 넓어지고, 즉 코히런스 길이가 충분하게 저감된다고 여겨진다. 다만, 이러한 방법이 레이저 빔의 본래의 특성, 높은 단색성을 희생할 때, 그것은 일반적으로 바람직하지 않다.

얼마의 코히런스 길이로 공급된 광원으로부터 출사된 코히런트 광이 다수의 광속으로 분지되고 대략 코히런스 길이보다 더 큰 광로 길이차가 상호 간에 주어진 후 제2 방법은 다시 합류하는 방법이다. 이 결과, 각 광속이 인코히런트될 때, 합류된 레이저 빔의 공간 코히런스 정도가 광속의 분지가 증가될 때마다 저감될 수 있다.

제2 방법을 실현하기 위한 장치에서, 다발로 묶인 파이버들 또는 광 파이버 다발이 알려진다. 다발로 묶인 파이버들에서, 복수의 광 파이버들이 다발로 묶여지고 입사 광빔의 코히런스 길이보다 더 긴 광로 길이차가 각 광 파이버의 길이에 부여된다. 광 파이버 다발의 양단은 각각 배열되고 레이저 빔은 한단으로부터 입사된다. 그런 다음, 다른 한단에서, 각 광 파이버들로부터 출사하는 레이저 빔은 상호 인코히런트되고 전 공간 코히런스가 감소된다. 따라서, 그런 빔이 조명용 광원으로서 사용되는 경우, 스펙클은 저감될 수 있다.

그러나, 다발로 묶여진 파이버들(광 파이버 다발)을 사용하는 도 8에 도시된 단봉성 파워 스펙트럼을 발진하는 레이저 빔원(종 단일 모드 레이저 빔원)으로부터 출사된 단일 모드 레이저 빔의 스펙클을 저감시키기 위해서는 다소 문제가 있다.

예를 들어, 종 단일 모드에서 발진하는 반도체 레이저가 광원으로 사용되는 경우, 그것의 전형적인 스펙트럼 대역폭(V_s)은 대략 100MHz이고, 따라서, 그 코히런스 길이(L_c)는 대략 3m이다. 31개의 광 파이버들이 다발로 묶여지고 각 파이버 사이의 광로 길이차가 3m인 경우, 가장 짧은 광 파이버와 가장 긴 광 파이버 사이의 길이의 차는 90m이다.

또한, 예를 들어 광원이 종 단일 모드에서 발진하는 헬륨-네온 레이저인 경우 스펙트럼 대역폭(V_s)이 대략 1MHz일 때, 코히런스 길이(L_c)는 대략 300m이고 광 파이버가 사용되는 경우라도 그런 긴 광로차가 생길 가능성은 없다. 즉, 실제로, 장치의 체적은 전체로 크다.

상기 기술한 바와 같이, 단일 모드에서 레이저 빔의 코히런스 정도를 충분히 저감시키기 위하여, 단일 모드에서 레이저 빔이 복수로 분지된 후, 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차가 모든 레이저 빔에 부여되도록 요구됨에 따라 그런 광로 길이차를 제공할 수 있는 소형 및 경량의 광학 장치를 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은 코히런트 광빔의 코히런스가 저감될 때, 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차를 분지된 광빔에 부여하지 않고도 코히런스가 충분하게 저감될 수 있는 광 코히런스 저감 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 코히런스가 조명용 광빔에 대한 상기 광 코히런스 저감법에 따라 충분히 저감되는 광빔을 사용하기 위한 조명 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 복수의 상이한 파장으로 발진된 광빔이 복수로 분지되고 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차가 부여된 후에 단일 광속 또는 집합 광속으로 복수의 광빔을 집속하는 광 코히런스 저감 방법(이후, 본 발명에 따른 코히런스 저감 방법으로 불림)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 코히런스 저감 방법에 따르면, 복수의 상이한 주파수(또는 파장)로 발진된 레이저 빔(예를 들어, 종 다모드 레이저 빔)이 복수로 분지되고 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차가 부여된 후, 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속(즉, 전체 단일 광원으로부터 광속으로 사용된)으로 집속될 때, 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차를 분지된 광빔에 부여하지 않고도 코히런스를 충분히 저감할 수 있다.

복수의 상이한 주파수으로 주기적으로 발진되는 광빔의 코히런스 정도는 발진된 주파수가 주기성을 갖는 경우의 거리의 함수로서 최대치을 갖는다. 따라서, 복수의 상이한 주파수로 발진된 광빔(광속)이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 단일 광속 또는 집합 광속으로 분지된 각 광속에 부여되는 경우, 상기 고정된 광로 길이차가 코히런스의 정도의 최대치와 같지 않는 경우 길이차가 코히런스 길이를 반드시 초과하지 않더라도 공간 코히런스는 충분히 저감될 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 상이한 파장으로 발진되는 광빔이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 분지된 복수의 광빔사이에 부여된 후에, 본 발명에 따른 코히런스 저감 방법을 재생적으로 실행하기 위한 장치로서 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되는 광 코히런스 저감 장치(이하, 본 발명에 따른 코히런스 저감 장치라 불림)를 제공한다.

또한, 본 발명은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 코히런트 광원으로부터 출사하는 광빔이 복수로 분지된 후 고정된 광로 길이차가 분지된 복수의 광빔사이에 부여되는 조명 방법(이하, 본 발명에 따른 조명 방법으로 불림)에 관한 것이다. 상기 복수의 광빔은 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되고 광속은 조명용 광빔으로 사용된다.

본 발명에 따른 조명 방법에 따르면, 복수의 상이한 주기적 주파수로 발진하는 코히런트 광원(예를 들어, 종 다모드 레이저 빔원)이 광원에 사용될 때, 광원으로부터 주기적으로 출사하는 복수의 상이한 주파수를 갖는 광빔의 코히런스의 정도는 거리의 함수로서 최대치를 갖는다. 따라서, 코히런트 광원으로부터 출사하는 복수의 상이한 주파수로 발진되는 광빔(광속)이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 단일 광속 또는 집합 광속인 분지된 각 광속에 부여되는 경우, 상기 고정된 광로 길이차가 코히런스 길이를 초과할 필요가 없더라도 상기 길이차가 코히런스 정도의 최대치와 같지 않다면, 공간 코히런스는 저감될 수 있다.

또한, 본 발명은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 코히런트 광원 및 코히런트 광원으로부터 출사하는 광빔을 복수로 분지하고 상기 분지된 광빔사이에 고정된 광로 길이차를 인가하기 위한 광학 수단으로 제공된 조명 장치(이하, 본 발명에 따른 조명 장치로 불림)를 제공하고, 상기 복수의 광빔은 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되고 본 발명에 따른 조명 방법을 재현하기 위한 시스템으로서 광빔을 사용한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예와 동일한 광학 장치의 주요 부분을 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 다모드 레이저의 파워 스펙트럼을 도시하는 개략도.

도 3은 다모드 레이저의 코히런스의 정도를 도시하는 개략도.

도 4는 다모드 레이저의 파워 스펙트럼을 도시하는 다른 개략도.

도 5는 다모드 레이저의 코히런스의 정도를 도시하는 다른 개략도.

도 6은 중첩되고 다모드 레이저를 발진하기 위하여 반도체 레이저에 공급된 고주파 상에 주입된 전류를 도시하는 개략도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예와 동일한 조명 장치의 주요 부분을 도시하는 개략도.

도 8은 단일 모드 레이저의 파워 스펙트럼을 도시하는 개략도.

도 9는 단일 모드 레이저의 코히런스 정도를 도시하는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광학 소자

2 : 전반사 미러

3 : 반투명 미러

4 : 전반사 미러 일부

10 : 다모드 레이저 빔원

11 : 렌즈

우선, 본 발명에 따른 각각의 코히런스 저감 방법의 작용 및 그 장치, 본 발명에 따른 각각의 조명 방법 및 그 시스템에 대해 설명할 것이다.

도 2는 종 다모드 레이저의 스펙트럼을 도시하는 개략도이다.

상기 기술한 바와 같이, 각 모드의 간격이 V_d이고, 레이저의 공진기장이 L₁이라면, 다모드 레이저로부터 출사하는 다모드 레이저 빔의 스펙트럼의 각 모드는 다음의 수학식 2에 따라 정렬된다.

(다만, C₀는 진공중의 광속을 나타내고, n은 레이저 매질의 굴절률을 나타낸다.)

그런 다모드 레이저 빔의 코히런스 정도 g(τ)는 도 3의 퓌리에 변환에 의해 개략적으로 도시된다. 즉, 다모드 레이저의 경우에, 스펙트럼의 주기성때문에 코히런스 정도의 최대치가 주기적으로 나타난다. 각 최대치의 파형의 반치 전폭 τ_t은 다음과 같다.

"Vt"는 파워 스펙트럼의 포락선의 반치 전폭을 나타낸다.

최대 파형의 반치 전폭τ_t은 종 모드에서 폭 V_s의 경우에 코히런스 시간 τ_s(τ_s≒ 1/V_s)보다 대개 충분히 작다. 코히런스 시간τ_c이 다음과 같이 정의될 때, 최대 파형의 반치 전폭τ_t은 코히런스 시간τ_c보다 일반적으로 작다고 말할 수 있다.

즉, 다모드 레이저가 광원에 사용된다면, 광로 길이차가 코히런스 시간 τ_c보다 크지 않더라도 소정의 광로 길이차가 부여되는 경우에 공간 코히런스는 충분하게 저감될 수 있다.

다음, 본 발명에 따른 각각의 코히런스 저감 방법 및 그 장치를 설명할 것이다.

본 발명에 따른 각각의 코히런스 저감 방법 및 그 장치에서, 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되거나, 복수의 광빔의 각 출사빔이 합류하는 것이 바람직하다.

후에 자세히 설명하겠지만, 동일한 표면(특히 동일한 면상) 상에 복수의 광빔의 각 출사단을 배열하기 위하여, 예를 들어 도 1에 도시된 광학 소자가 사용된다. 광학 소자(특히, 프리즘 및 미러군)는 광빔의 입사면 및 상기 입사면과 상이한 반투명면으로 제공되고, 그리고 고정된 광로 길이차가 상기 반투명면과 상기 반투명면에 반대인 반사면사이에 반사된 광빔에 부여되고 광빔들이 반투명면(반투명 미러)으로부터 연속적으로 출사되도록 상기 광학 소자는 구성된다. 따라서, 고정된 광로 길이차가 복수의 상이한 파장으로 발진되는 광빔(다모드 레이저 빔)에서 발생되고, 이들 광빔의 각 출사단은 동일한 표면(즉, 반 투명 미러)상에 배열된다.

복수의 광빔의 각 출사단을 다시 나타내기 위하여, 예를 들어 도 7에 도시된 다발로 묶인 파이버들(광 파이버 다발)이 사용된다. 광학 파이버 다발에서, 상기 고정된 광로 길이차를 초과하여 연장하는 길이에 상이한 복수의 광 파이버들이 다발로 묶여지고, 그 입사단 및 그 출사단이 각각 배열된다. 복수의 상이한 파장에서 발진되는 광빔(다모드 레이저 빔)이 광 파이버 다발 상에 입사될 때, 복수의 광빔 사이에서 고정된 광로 길이차가 발생하고 이들 광빔의 각 출사단은 다시 나타난다.

복수의 상이한 주기적 파장 길이(또는 주파수)로 발진되는 광빔이 주기성을 갖는 코히런스 정도의 광빔 최대치일 때, 공간 코히런스는 분지된 광빔 사이의 고정된 광로 길이차를, 광로 길이차를 대략적으로 코히런스 시간으로 설정하지 않고 코히런스 정도의 최대치와 동일하지 않는 그런 값으로 설정함으로써 충분히 저감될 수 있다.

상기 광빔의 코히런스의 정도가 시간의 함수로써 표시될 때 코히런스 정도가 시간에 대하여 고정된 주기로 최대치를 갖고, 제1 최대 파형의 반치 전폭이 τ_t이고 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음에 나타나는 제2 최대 파형의 중심간 거리는 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L이 다음의 수학식 5를 만족시키는 것이 바람직하다.

(다만, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고, n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

즉, 상기 고정된 광로 길이차가 L이고, 상기 길이차가 다음의 수학식 6을 만족시키는 범위가 되도록 설정하는 경우에 분지된 광속이 상호 인코히런트되도록 고려될 때, 공간 코히런스는 이들 광속이 전체 광원으로부터 단일 광속으로 간주되는 경우에 효과적으로 저감될 수 있다.

<수학식 5>

또한, 상기 고정된 광로 길이차가 L이고 광로 길이차 L의 임의의 자연수배 mL(m: 임의의 자연수) 및 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배가 동일하다면 최소 치 m은 3 또는 그 이상이 바람직하다.

즉, 상기 종 다모드 레이저로부터 발진되는 광속이 3 또는 그 이상의 광로(예를 들어, 제1 광속, 제2 광속, 제3 광속)로 분지(분할)되는 경우, 다음의 정확한 설계가 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 광속과 제2 광속간의 광로차 L_a가 다음의 수학식 7에 의해 얻어지고, 또한 제2 광속과 제3 광속간의 광로차 L_b가 다음의 수학식 8에 의해 얻어지는 경우에 대해서 상세히 설명할 것이다.

이러한 경우에, 상기 수학식 5를 만족시킨다면, 제1 광속 및 제2 광속, 제2 광속 및 제3 광속은 각각 인코히런트로 간주될 수 있고 상호 간섭하지 않는다. 다만, 제1 광속과 제3 광속간의 광로차 L_c는 다음과 같고, 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배와 같다.

즉, 제1 광속 및 제2 광속은 코히런트이고, 코히런스의 정도는 증가한다.

제1 광속과 제2 광속 및 제2 광속과 제3 광속간의 각 광로차가 상기 수학식 6 및 7에 도시된 바와 같이 (n - 1/2)cτ_d부근에서 (n - 1/2)cτ_d로부터 슬라이트 오프하는 값으로 설정되는 경우, 즉 광로차의 자연수 m배가 코히런스 함수의 주기cτ_d의 자연수배와 동일할 때 최소 m이 3 또는 그 이상인 경우에, 높은 코히런스 정도를 갖는 각각의 광속의 조합비는 더욱 효과적으로 저감될 수 있다.

또한, 상기 광빔이 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저로부터 출사하는 레이저 빔인 것이 바람직하다.

즉, 상기 종 다모드 레이저가 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저인 경우 코히런스 함수의 주기 cτ_d가 대략 수mm 내지 고작 수cm일 때, 레이저 빔원을 포함하는 전체 코히런스 저감 장치 및 광로차를 발생하기 위한 광학 시스템은 충분히 축소화되고 경량화될 수 있으며, 물체를 조명하기 위한 광원으로서 이점을 갖는다.

또한, 상기 광빔을 출사하기 위한 광원이 반도체 레이저이고 복수의 상이한 파장을 가진 레이저 빔이 반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 고주파 신호를 중첩함으로써 반도체 레이저로부터 발진되는 것이 바람직하다.

즉, 반도체 레이저가 상기 광원에 사용되고, 고주파 신호가 반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 중첩될 때, 반도체 레이저는 상기 종 다모드 레이저로 사용될 수 있는데, 이는 레이저가 단일 주파수를 가진 빔을 정상적으로 발진함에도 불구하고 레이저 빔이 복수의 상이한 주파수(또는 파장)로 발진하기 때문이고, 이에 따라 반도체 레이저는 확장된다.

다음, 본 발명에 따른 조명 방법 및 그 시스템 각각이 설명된다.

본 발명에 따른 조명 방법 및 시스템에서, 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되거나 복수의 광빔의 각 출사단이 다시 나타나는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 코히런스 저감 방법 및 장치에 따라, 동일한 표면(특히, 동일한 면상)에 복수의 광빔의 각 출사단을 배열하기 위하여, 예를 들어 도 1에 도시된 광학 소자가 사용된다. 상기 광학 소자(특히, 프리즘 또는 미러군)는 광빔의 입사면 상기 입사면과 상이한 반투명면(또는 반투명 미러)으로 제공되고, 상기 고정된 광로 길이차가 상기 반투명면과 상기 반투명면과 대향된 반사면(또는 전반사 미러)사이에서 반사된 광빔에 부여되도록 구성되고 광빔은 반투명면(반-투명 미러)로부터 순차적으로 출사한다. 따라서, 상기 고정된 광로 길이차는 복수의 상이한 파장에서 발진되고 입사면 상에 입사되는 광빔(다모드 레이저 빔) 사이에서 생성되고 이들 광빔의 각 출사단은 동일한 표면(즉, 반-투명 미러 상) 상에 배열된다.

복수의 광빔의 각 출사단을 다시 합류하기 위하여, 예를 들어 도 7에 도시된 다발로 묶인 파이버들(광 파이버 다발)이 사용된다. 광 파이버 다발에서, 상기 고정된 광로 길이차를 초과하고 상호 상이한 길이를 갖는 복수의 광 파이버들이 다발로 묶여지고, 입사단 및 출사단이 각각 배열된다. 복수의 상이한 파장으로 발진되는 광빔(다모드 레이저 빔)이 광학 파이버 다발 상에 입사될 때, 상기 고정된 광로 길이차는 복수의 광빔 사이에서 발생되고 이들 광빔의 각 출사단은 다시 합류된다.

복수의 상이한 파장(또는 주파수)으로 발진되는 광빔의 파장(또는 주파수)이 주기성을 갖는 경우에 코히런스 정도의 최대치가 주기성을 갖을 때, 대략 코히런스 시간까지 광로 길이차를 증가시키지 않고 코히런스 정도의 최대치와 동일하지 않은 각 분지된 광빔의 상기 고정된 광로 길이차이도록 광로 길이차를 설정하여 공간 코히런스를 충분하게 저감할 수 있다.

광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로써 표시될 때 코히런스 정도가 고정된 주기에서 최대치를 갖는다면, 제1 최대 파형의 반치 전폭이 τ_t이고 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음에 나타나는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L이 다음의 수학식 5를 만족시키는 것이 바람직하다.

<수학식 5>

즉, 상기 고정된 광로 길이차는 L이고, 다음의 수학식 5가 본 발명에 따른 상기 코히런스 저감법 및 장치로서 만족하는 범위내로 설정되는 경우, 코히런스의 값이 일치하지 못하도록 할 때, 공간 코히런스는 효과적으로 저감된다.

<수학식 5>

즉, 상기 종 다모드 레이저로부터 발진되는 광속이 본 발명에 따른 상기 코히런스 저감 방법 및 장치와 같이 3 또는 그 이상의 광로(예를 들어, 제1 광속, 제2 광속, 제3 광속)로 분지(분할)되는 경우, 다음의 정확한 설계가 이루어지는 것이 바람직하다. 제1 광속과 제2 광속간의 광로차 L_a가 다음의 수학식 6에 의해 얻어지는 경우, 또한 제2 광속 및 제3 광속간의 광로차 L_b가 다음의 수학식 7에 의해 얻어지는 경우에 대해서 상세히 설명할 것이다.

<수학식 6>

<수학식 7>

이러한 경우에, 상기 수학식 5를 만족시킨다면, 제1 광속 및 제2 광속, 제2 광속 및 제3 광속은 각각 인코히런트로서 간주될 수 있고 상호 간섭하지 않는다. 다만, 제1 광속과 제3 광속간의 광로차 L_c는 다음과 같고, 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배와 같다.

<수학식 8>

즉, 제1 광속 및 제3 광속은 코히런트이고, 코히런스 정도는 증가한다.

제1 광속과 제2 광속 및 제2 광속과 제3 광속간의 각 광로차가 상기 수학식 6 및 7에 도시된 바와 같이 (n - 1/2)cτ_d부근에서 (n - 1/2)cτ_d로부터 슬라이트 오프되는 값으로 설정되는 경우, 즉 광로차의 자연수 m배가 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배와 동일할 때, 최소 m이 3 또는 그 이상인 경우에, 높은 코히런스 정도를 갖는 각각의 광속의 조합비는 더욱 효과적으로 저감될 수 있다.

즉, 반도체 레이저가 상기 광원에 사용되고, 고주파 신호가 반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 중첩될 때, 반도체 레이저는 상기 종 다모드 레이저로 사용될 수 있는데, 이는 레이저가 단일 주파수를 가진 빔을 정상적으로 발진함에도 불구하고 레이저 빔이 복수의 상이한 주파수(또는 파장)에서 발진하기 때문이고, 이에 따라 사용할 수 있는 반도체 레이저의 선택폭이 넓어진다.

본 발명에 따른 조명 방법 및 조명 장치에 기초하여 얻어진 조명용 광빔은 예를 들어 표시 장치, 노광 장치, 계측 정치 또는 현미경의 조명광으로서 사용될 수 있다. 즉, 상기 조명 광빔의 코히런스가 충분하게 저감될 때, 조명광으로서 저감된 스펙클(또는 스펙클 노이즈)을 사용할 수 있다.

다음, 본 발명의 양호한 실시예가 설명된다.

제1 실시예

본 실시예는 반도체 레이저로부터 출사된 다모드 레이저 빔을 복수로 분지하고 각 분지된 광빔의 광로에 고정된 광로 길이차가 부여된 후 동일한 표면 상에 각 광빔의 출사단을 배열함으로써 출사가 감소되는 광빔 코히런스를 만들기 위한 본 발명의 특징적 구성에 따른 광학 소자에 관한 것이다.

우선, 도 4는 광원에 사용된 반도체 레이저의 파워 스펙트럼을 개략적으로 도시한다. 이러한 것은 고주파가 중첩될 때 다모드로 들어가는 반도체 레이저의 파워 스펙트럼이고 반도체 레이저 자체는 일반적인 목적이다. 고주파 신호가 종 신호 모드에서 반도체 레이저의 입력 전류 상에 중첩될 때, 반도체 레이저가 도 4에 도시된 종 다모드로 들어가는 것은 일반적으로 알려져 있다.

또한, 반도체 레이저의 코히런스 정도는 도 4에 도시된 파워 스펙트럼의 퓌리에 변환을 사용하여 얻어질 수 있다. 도 5는 거리의 함수로서 광속에 의한 도 4에 도시된 파워 스펙트럼의 퓌리에 변환을 사용하여 얻어진 시간의 함수로서 코히런스의 정도를 증가시켜 얻어진 코히런스 정도를 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 예에서, 광로 길이차가 대략 0.5mm일 때, 광속 사이의 코히런스는 감소하고 광로 길이차가 4.5mm까지 다시 증가할 때까지 대략 0을 유지한다. 다만, 광로 길이차가 5mm일 때, 코히런스 정도는 다시 최대로 되고, 그후 광로 길이차가 10mm, 15mm 등일 때 최대치는 주기적으로 나타난다. 다만, 최대치는 점차적으로 매우 크게 감소한다.

다음, 도 1은 이러한 실시예와 동일한 광학 소자를 도시한다. 즉, 이러한 광학 소자에 따르면, 공간 코히런스는 종 다모드 레이저 빔원 입사로부터 출사된 종 다모드에 레이저 빔을 생성하고, 그것을 복수의 광로로 분지하고, 그리고 상기 기술된 바와 같이 각각에 고정된 광로 길이차를 부여함으로써 저감될 수 있다.

상기 광학 소자(플리즘)는 이하 상세히 설명된다.

도 1에 도시된 광학 소자는 고정된 간격에서 반대로 배치된 미러로 구성된 프리즘과 동일하다. 즉, 전반사 미러(2)는 프리즘(1)상의 종 다모드 입사에서 레이저 빔과 평행하게 배치되고, 전반사 미러(2)의 미러면으로 소정의 각에서 배치된 전반사 미러(1)의 부분(4)은 전반사 미러(2)의 부분에 제공된다. 일부 투과 미러(반 미러 또는 반-투명 미러)(3)은 전반사 미러(2)에 대향하여 배치되고, 일부 투과 미러(3)는 예를 들어 10%와 같은 광빔이 전송되고 90%와 같은 광빔이 반사되는 특성을 제공한다. 전반사 미러(2) 및 일부 투과 미러(3)는 거리 d만큼 떨어져 반대로 평행하게 배치된다.

전반사 미러(2)로 구성된 프리즘(1)상의 광빔A 입사, 전반사 미러의 부분(4) 및 일부 투과 미러(3)는 전반사 미러의 부분(4)에 의해 먼저 반사되고 반투명 미러(3)로 안내된다. 전반사 미러(2)의 미러 표면의 경사도가 도 1에 도시된 바와 같이 θ/2 + π/4라면, 전반사 미러(4)에 의해 반사된 광빔은 각θ에서 반투명 미러(3) 상에 입사된다.

10%와 같은 광빔이 전송되고 90%와 같은 광빔이 반사되는 특성을 갖도록 반 투명 미러(3)가 설정된다면, 광빔의 전체량의 10%는 전송되지만, 90%는 반사되고, 다시 전반사 미러(2)에 도달하며, 또한 각 θ에서 전반사 미러에 의해 반사된 광빔은 다시 반-투명 미러(3)(1왕복)에 도달한다. 상기 기술된 바와 같이, 전반사 미러(2)에 의한 반사, 반-투명 미러(3)에 의한 반사 및 투과를 반복함으로써 광빔은 진행한다(즉, 광빔은 전반사 미러(2)와 반-투명 미러(3) 사이에서 왕복하고, 감쇠를 진행한다).

따라서, 반-투명 미러(3)의 상면측에서 볼 때, 광로 길이차가 각각 2d/cosθ만큼 부여되는 광빔은 배열된 것으로부터 출사한다.

상기 광로 길이차 2d/cosθ는 각 분지된 광빔의 코히런스 정도가 최대치와 동일하지 않은 광로 길이차를 갖고, 레이저 빔원으로부터 출사하는 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시된다면, 코히런스 정도를 나타내는 제1 최대 파형의 반치 전파는 τ_t이고 상기 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음으로 나타나는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 상기 기술된 바와 같이 τ_d이면, 상기 광로 길이차 L은 다음의 수학식에서 얻어진다.

<수학식 5>

상기 광로 길이차 L이 9mm라고 가정해보자. 그때, 도 5에 알려진 바와 같이, 이러한 경우에 반-투명 미러(3)로부터의 임의의 투과 광속과 프리즘 내의 상기 투과 광속으로부터 1개 내지 4개의 왕복, 즉 9mm, 18mm, 27mm, 및 36mm와 동일한 각 광로 길이차가 부여되는 출사 광속 사이의 코히런스는 대략 0이다. 5 왕복, 즉 45mm와 동일한 광로 길이차가 부여되는 광속사이의 코히런스는 최대로 되지만, 반도체 레이저 상에 도 6에 도시된 고주파 신호가 중첩되고, 코히런스 정도를 도시하는 포락선의 반치 전폭 L_s은 일반적으로 대략 20cm이고, 45mm의 광로 길이차가 발생하는 광속 간의 코히런스 정도는 충분히 저감되어 그리 중요하지 않다. 즉, 코히런스 정도의 최대치는 실제로 일치하지 않는다고 간주할 수 있다.

이러한 것은 고주파 신호가 중첩되는 레이저 빔의 파워 스펙트럼의 각 모드의 반치 전폭이 중첩되는 고주파 신호가 없고 단일 주파수에서 발진되는 레이저 빔이 없는 경우에 파워 스펙트럼의 반치 전폭보다 더 크기 때문이다. 즉, 단일 모드에서 발진하고 중첩되는 고주파 신호가 없는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 빔의 코히런스 길이가 일반적으로 대략 3m라고 간주하면, 광학 소자(프리즘)의 체적은 2d/cosθ가 예를 들어 고주파 신호를 중첩함으로써 9mm로 확장하기 위해 저감될 수 있고 광학 소자가 조명용 광원으로 사용될 때 최대 유리하다.

실시예 2

도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예가 설명된다.

본 실시예는 다모드 레이저 빔원(코히런트 광원)(10)을 사용하고, 상기 레이저 빔원(10)으로부터 출사하고 다발로 묶인 파이버들(광 파이버 다발) 상에 상이한 파장 입사를 각각 갖는 광빔을 만들고, 그것을 복수로 분지하고, 각 광 파이버(12)의 출사단을 배열함으로써 출사하는 코히런스가 저감되는 광빔을 만들고, 그리고 고정된 광로 길이차가 각 분지된 광빔의 광로로서 작용하는 각 광 파이버에 부여되고 조명용 광빔으로서 광빔을 사용한 후 다시 그것을 합류하는 광학 장치에 관한 것이다.

상기 표시 장치에서, 먼저, 다모드 레이저 빔원(10)(코히런트 빔원)으로부터 출사하는 다모드 레이저 빔원은 렌즈(11) 상에 입사하고, 그런 다음, 렌즈(11)에 의해 포커스된 레이저 빔은 다발로 묶인 파이버들(광 파이버 다발)(12) 상에 입사된다.

다발로 묶인 파이버들(12)에서 각 광 파이버의 광로 길이차 L은 코히런스 정도가 제1 실시예에서의 최대치와 동일하지 않은 광로 길이차이다. 정확하게, 레이저 빔원으로부터 출사하는 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시된다면, 코히런스의 정도로서 나타나는 제1 최대 파형의 반치 전폭은 τ_t이고, 상기 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음에 나타나는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 광로 길이치 L은 다음의 수학식 5에서 얻어진다.

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 1에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고, n은 임의의 자연수를 나타낸다.) 상기 광로 길이차 L은 예를 들어, 제1 실시예에서와 같이 9mm일 수 있다.

따라서, 다발로 묶인 파이버(21)를 통과하는 레이저 빔은 코히런스가 충분히 저감되는 레이저 빔으로 된다. 다발로 묶인 파이버들(12) 및 광 파이버(13)를 통과하는 레이저 빔은 렌즈(14)를 통해 투과형 액정 표시 장치 소자로 구성된 공간 광 변조기(광 벌브)(15)를 조사한다. 다음, 공간 광 변조기(15)에 의한 소정의 화상은 렌즈(16)를 통해 스크린(17) 상에 투영된다. 그러나, 다발로 묶인 파이버들(12)로부터 출사하는 레이저 빔은 광 파이버(13)를 통과하는 것이 없을 때 조명용 광빔으로 이용될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 고농도, 고지향성, 및 단색성으로 제공된 광빔이 조명용 광빔으로서 사용될 때, 고휘도를 갖는 화상은 투영될 수 있고, 동시에, 조명용 광빔으로서 다모드 레이저 빔이 상기 다발로 묶인 파이버들에서 출사될 때, 코히런스가 충분히 저감되어, 스펙클 노이즈는 저감되고 고선명 화상이 얻어진다.

본 실시예에서 화상을 표시하기 위한 변조기는 상기 공간 변조기로 한정되지 않고, 예를 들어 반사형 공간 광 변조기 및 디지탈 마이크로 미러와 그 외의 것이 사용될 수 있다.

상기 기술된 바와 같이, 본 실시예와 동일한 광학 장치(또는 광학 소자)에 따르면, 다음의 효과가 발생한다.

(1) 복수의 상이한 주파수로 발진하는 다모드 레이저가 광원에 사용될 때, 코히런스 길이보다 더 짧은 광로 길이차가 코히런스 정도의 주기성을 사용하는 최대치를 제외한 값으로 광로 길이차를 설정하도록 광학 장치가 설계되는 경우에 부여되더라도 코히런스는 충분히 저감될 수 있다.

(2) 또한, 다모드 레이저 빔을 발진하는 반도체 레이저가 광원에 사용된다면, 광원이 축소될 수 있을 뿐만 아니라 소정의 광로 길이차를 발생하기 위한 광학 시스템도 축소될 수 있는데, 이는 코히런스 정도의 주기성이 대략 수 mm 내지 고작 수 cm이기 때문이다.

(3) 또한, 반도체 레이저가 광원에 사용되고 고주파수가 반도체 레이저를 여기하기 위한 입력 전류 상에 중첩된다면 단일 주파수(단일 모드)에서 발진된 레이저가 일반적으로 다모드로 들어갈 때, 반도체 레이저는 본 발명에 따른 광원에 사용될 수 있고 레이저 빔원(특히, 반도체 레이저)의 선택폭은 넓어질 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예를 상기에서 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시예로 제한되지 않는다.

예를 들어, 광원에 대해서, 상기 기술된 바와 같이 반도체 레이저 내로 주입될 전류 상에 고주파 신호를 중첩하는 것을 제외한 다양한 선택이 있다. 즉, 복수의 주파수로 본래 발진되는 레이저가 사용될 수 있고, 소위 프리-런닝(free-running) 발진기인 반도체 레이저가 종 다모드 레이저로서 동작할 때, 그 유사한 효과를 얻을 수 있다. 레이저 빔이 조명용 광빔에 사용된다면, 일반적으로 종 다모드는 거의 문제되지 않는다.

본 발명의 특징적 구성에 따른 광로 길이차를 발생하기 위한 광학 시스템은 도 1에 도시된 프리즘으로 한정되지 않고 다양한 실시예가 허용된다.

예를 들어, 광빔이 투명한 프리즘 상에 입사되게 하고 그 내부에 반사된 후, 반사가 반복되는 광빔의 부분이 프리즘의 한 표면으로부터 연속적으로 출사하게 될 수 있다. 또한, 다양한 모양의 다발로 묶인 파이버들 및 프리즘들과 같은 광학 시스템이 광속을 분지하고 고정된 광로 길이차를 발생하는 광학 시스템이어야만 한다면, 유사한 효과가 얻어질 수 있다. 특히, 그러한 광학 시스템은 상기 프리즘에 유사한 작용이 제공되고 광빔이 입사되는 표면(그러나, 이 표면도 생략될 수 있음)과 입사면과 다른 반투명 미러(부분 투명 미러)와 반투명 미러에 대향 배치된 반사 미러(전체 반사 미러)으로 구성된 1군의 미러들로 이루어진 광학 시스템일 수도 있으며, 즉 상기 반투명 미러 및 상기 전체 반사 미러 사이에서 반사를 반복하고 반투명 미러로부터 연속적으로 출사된 광빔에 고정된 광로 길이차가 적용되도록 구성된 1 군의 미러일 수도 있다.

본 발명은 상기 기술된 바와 같은 표시 장치로 제한되지 않고, 또한 측정될 물체를 조사하고 그 반사 및 전송과 같은 스펙트럼 특성을 이용하는 계측 장치와, 고강도 및 단파장이 요구되는 노광 장치와, 형광 현미경과 다른 장치들이 실시될 수 있다.

또한, 다수 평행 조명 플럭스들이 출사되고 상기 평행 조명 플럭스들이 그에 따라 변조되는 표면 상에 공간 광 변조기가 배치된 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 프리즘을 이용하는 화상 표시 장치 및 다른 장치들이 구성될 수 있다. 특히, 제1 실시예에 기술된 광학 장치에 따르면, 2차원 광속이 출사될 때, 광속이 효과적으로 이용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광 코히런스 저감 방법에 따르면, 복수의 상이한 파장으로 발진된 광빔이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 부여된 후 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 모여질 때, 분지된 광빔 사이에 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차를 부여하지 않고도 코히런스를 충분히 저감할 수 있다.

복수의 주파수로 주기적으로 발진되는 광빔의 코히런스 정도는 거리의 함수로서 최대치를 갖고, 고정된 광로 길이차가 코히런스 정도의 최대치와 동일하지 않는 경우에 비록 광로 길이차가 코히런스 길이를 초과할 필요가 없더라도, 공간 코히런스는 충분히 저감될 수 있다.

본 발명에 따른 코히런스 저감 장치에 따르면, 복수의 상이한 파장으로 발진된 광빔이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 부여된 후 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 모여질 때, 본 발명에 따른 코히런스 저감법은 모사적으로 실행될 수 있고, 동시에 콤팩트 및 광 코히런스 저감 장치가 실현될 수 있다.

본 발명에 따른 조명 방법에 따르면, 복수의 상이한 파장으로 발진된 광빔이 복수로 분지되고 고정된 광로 길이차가 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 부여된 후 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 모여지고, 광속이 조명용 광빔으로 사용될 때, 분지된 광빔에 코히런스 길이를 초과하는 광로 길이차를 부여하지 않고도 코히런스를 충분히 저감시킬 수 있고 스펙클 노이즈가 저감되는 조명광을 생성할 수 있다.

복수의 주파수로 주기적으로 발진하는 광빔의 코히런스 정도가 거리의 함수로서 최대치를 갖을 때, 광로 길이차가 코히런스 길이를 초과할 필요가 없더라도 고정된 광로 길이차가 코히런스 정도의 최대치와 동일하지 않다면 공간 코히런스는 저감될 수 있다.

본 발명에 따른 조명 장치에 따르면, 복수의 상이한 파장으로 발진하는 코히런트 광원 및 코히런트 빔원으로부터 출사하는 광빔을 복수로 분지하고 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차를 부여하기 위한 광학 수단이 제공될 때, 상기 복수의 광빔은 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되고 조명용 광빔에 사용될 수 있고, 본 발명에 따른 조명 방법은 모사적으로 실행될 수 있고, 동시에, 스펙클 노이즈가 저감되는 조명광은 콤팩트 및 조명 장치에 의해 얻어질 수 있다.

Claims

광 코히런스 저감 방법에 있어서,

복수의 상이한 파장으로 발진되는 광빔이 복수로 분지(branch)되고 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차가 부여된 후, 상기 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되는 광 코히런스 저감 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되거나 재합류되는 광 코히런스 저감 방법.
제1항에 있어서,

상기 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시될 때 코히런스 정도가 시간에 대하여 고정된 주기로 최대치를 갖고, 제1 최대 파형의 반치 전폭(full width at a half maximum)이 τ_t이고 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음에 나오는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L은 다음의 수학식 5

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고 n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

를 만족시키는 광 코히런스 저감 방법.
제3항에 있어서,

상기 고정된 광로 길이차는 L로 표시되고,

상기 광로 길이차 L의 임의의 자연수배 mL(m: 임의의 자연수) 및 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배가 동일할 때의 최소치 m은 3 또는 그 이상인 광 코히런스 저감 방법.
제1항에 있어서,

상기 광빔은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 빔인 광 코히런스 저감 방법.
제1항에 있어서,

상기 광빔을 출사하기 위한 광원은 반도체 레이저이고,

반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 고주파 신호를 중첩시킴으로써 상기 반도체 레이저로부터 복수의 상이한 파장을 갖는 레이저 빔이 발진되는 광 코히런스 저감 방법.
광 코히런스 저감 장치에 있어서,

복수의 상이한 파장으로 발진되는 광빔이 복수로 분지되고 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차가 부여된 후, 상기 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되는 광 코히런스 저감 장치.
제7항에 있어서, 상기 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되고 재합류되는 광 코히런스 저감 장치.
제7항에 있어서,

상기 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시될 때 코히런스 정도가 시간에 대하여 고정된 주기로 최대치를 갖고, 제1 최대 파형의 반치 전폭이 τ_t이고 제1 최대 파형 및 제1 최대 파형 다음에 나오는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L은 다음의 수학식 5

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고 n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

를 만족시키는 광 코히런스 저감 장치.
제9항에 있어서,

상기 고정된 광로 길이차는 L로 표시되고,

상기 광로 길이차 L의 임의의 자연수배 mL(m: 임의의 자연수) 및 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배가 동일할 때의 최소치 m은 3 또는 그 이상인 광 코히런스 저감 장치.
제7항에 있어서, 상기 광빔은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 빔인 광 코히런스 저감 장치.
제7항에 있어서,

상기 광빔을 출사하기 위한 광원은 반도체 레이저이고,

상기 반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 고주파 신호가 중첩되고 상기 반도체 레이저로부터 복수의 상이한 파장을 갖는 레이저 빔이 발진되는 광 코히런스 저감 장치.
제8항에 있어서,

광빔이 입사되는 입사면과 그 입사면과 다른 반투명면이 구비되고 상기 반투명면과 상기 반투명면에 대향하는 반사면 사이에 반사되는 광빔에 상기 고정된 광로 길이차가 부여되어 상기 광빔이 상기 반투명면으로부터 순차적으로 출사되도록 구성된 광 소자에 의해, 상기 복수의 광빔들 사이에 상기 고정된 광로 길이차가 발생되는 광 코히런스 저감 장치.
제8항에 있어서,

그들 사이에 상기 고정된 광로 길이차를 갖고 길이가 서로 다른 복수의 광 섬유들이 다발로 묶인 광섬유 다발(optical fiber bundle)에 의해 상기 복수의 광빔들 사이에 상기 고정된 광로 길이차가 발생되는 광 코히런스 저감 장치.
조명 방법에 있어서,

복수의 상이한 파장으로 발진하는 코히런트 빔원으로부터 출사된 광빔이 복수로 분지되고 이들 분지된 복수의 광빔 사이에 고정된 광로 길이차가 부여된 후, 상기 복수의 광빔이 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되고,

상기 광속은 조명용 광빔으로 사용되는 조명 방법.
제15항에 있어서, 상기 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되거나 재합류되는 조명 방법.
제15항에 있어서,

상기 코히런트 빔원으로부터 출사된 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시될 때 코히런스 정도가 시간에 대하여 고정된 주기로 최대치를 갖고, 제1 최대 파형의 반치 전폭이 τ_t이고 제1 최대 파형과 제1 최대 파형 다음에 나오는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L은 다음의 수학식 5

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고 n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

를 만족시키는 조명 방법.
제17항에 있어서,

상기 고정된 광로 길이차는 L로 표시되고,

상기 광로 길이차 L의 임의의 자연수배 mL(m: 임의의 자연수) 및 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배가 동일할 때의 최소치 m은 3 또는 그 이상인 조명 방법.
제15항에 있어서, 복수의 상이한 파장으로 발진하는 상기 코히런트 빔원은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저인 조명 방법.
제15항에 있어서,

상기 코히런트 빔원은 반도체 레이저이고,

상기 반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 고주파 신호를 중첩시킴으로써 상기 반도체 레이저로부터 복수의 상이한 파장을 갖는 광빔이 발진되는 조명 방법.
제15항에 있어서, 상기 조명용 광빔은 표시 장치, 노광 장치, 계측 장치 또는 현미경을 조명하기 위한 광으로 이용되는 조명 방법.
조명 장치에 있어서,

복수의 상이한 파장으로 발진하는 코히런트 빔원과, 상기 코히런트 빔원으로부터 출사되는 광빔을 복수로 분지하고 이들 분지된 복수의 광빔들 사이에 고정된 광로 길이차를 부여하는 광학 수단이 제공되고,

상기 복수의 광빔들은 단일 광속 또는 집합 광속으로 집속되고,

상기 복수의 광빔들은 조명용의 광빔으로 이용되는 조명 장치.
제22항에 있어서, 상기 복수의 광빔의 각 출사단이 동일한 표면 상에 배열되거나 재합류되는 조명 장치.
제22항에 있어서,

상기 코히런트 빔원으로부터 출사된 광빔의 코히런스 정도가 시간의 함수로서 표시될 때 코히런스 정도가 시간에 대하여 고정된 주기로 최대치를 갖고, 제1 최대 파형의 반치 전폭이 τ_t이고 제1 최대 파형 및 제1 최대 파형 다음에 나오는 제2 최대 파형의 중심간 거리가 τ_d이면, 상기 고정된 광로 길이차 L은 다음의 수학식 5

<수학식 5>

(단, 상기 수학식 5에서, c는 광이 전파되는 매질 중에서의 광속을 나타내고 n은 임의의 자연수를 나타낸다.)

를 만족시키는 조명 장치.
제24항에 있어서,

상기 고정된 광로 길이차는 L로 표시되고,

상기 광로 길이차 L의 임의의 자연수배 mL(m: 임의의 자연수) 및 코히런스 함수의 주기 cτ_d의 자연수배가 동일할 때의 최소치 m은 3 또는 그 이상인 조명 장치.
제22항에 있어서, 복수의 상이한 파장으로 발진하는 상기 코히런트 빔원은 복수의 상이한 파장으로 발진하는 반도체 레이저인 조명 장치.
제22항에 있어서,

상기 코히런트 빔원은 반도체 레이저이고,

반도체 레이저를 여기하기 위해 주입된 전류 상에 고주파 신호가 중첩되고 상기 반도체 레이저로부터 복수의 상이한 파장을 갖는 레이저 빔이 발진되는 조명 장치.
제23항에 있어서,

광빔이 입사되는 입사면과 상기 입사면과 다른 반투명면이 구비되고 상기 반투명면과 상기 반투명면에 대향하는 반사면 사이에 반사되는 광빔에 상기 고정된 광로 길이차가 부여되어 상기 광빔이 상기 반투명면으로부터 순차적으로 출사되도록 구성된 광 소자에 의해, 상기 복수의 광빔들 사이에 상기 고정된 광로 길이차가 발생되는 조명 장치.
제23항에 있어서,

그들 사이에 상기 고정된 광로 길이차를 갖고 길이가 서로 다른 복수의 광 섬유들이 다발로 묶인 광섬유 다발에 의해 상기 복수의 광빔들 사이에 상기 고정된 광로 길이차가 발생되는 조명 장치.
제22항에 있어서, 상기 조명용 광빔은 표시 장치, 노광 장치, 계측 장치 또는 현미경을 조명하기 위한 광으로 이용되는 조명 장치.