KR20150084882A - 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치 - Google Patents

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Abstract

원하는 강도 분포를 정밀도 좋게 실현하기 위한 위상 분포를 간단하고 쉽게 구할 수 있는 위상 변조 방법을 제공한다. 타겟면 TA에서 변조광 P2가 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면(20a)에 표시시키는 위상 분포를 산출하여, 이 위상 분포를 위상 변조면(20a)에 표시시키고, 판독광 P1을 위상 변조면(20a)에 입사시켜서 변조광 P2를 생성한다. 위상 분포를 산출할 때, 위상 변조면(20a)상의 영역을 N개의 영역 A1 … AN으로 분할하여, 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 이들 크기를 설정한다. 또, 타겟면 TA상의 영역을 N개의 영역 B1 … BN으로 분할하여, 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 이들 크기를 설정한다. 영역 An에서부터 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln을 구하고, 광로 길이 Ln에 기초하여 영역 An의 위상을 결정함으로써, 위상 분포를 산출한다.

Description

위상 변조 방법 및 위상 변조 장치{PHASE MODULATION METHOD AND PHASE MODULATING DEVICE}
본 발명은 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 피검물체를 조명하는 수단을 구비하는 현미경이 기재되어 있다. 이 현미경은 피검물체에 광원으로부터의 광을 조사하고, 이 피검물체의 정보를 포함한 광속(光束)을 발생시키는 조명 수단과, 피검물체에 조사되는 광의 파장 등을 변조하는 조명광 변조 수단과, 대물 렌즈의 동면(瞳面) 근방에 마련되어, 피검물체의 정보를 포함한 광속의 위상 등을 변조하는 동공 변조 수단을 구비하고 있다. 동공 변조 수단은 액정형의 공간광 변조 소자에 의해서 구성되어 있다.
특허 문헌 1: 일본국 특개 2003－121749호 공보
근래, 현미경 관찰에 있어서의 대상물의 조명광이나 레이저 가공 용도의 레이저광의 생성을, 공간광 변조기를 이용한 위상 변조에 의해서 행하는 것이 연구되고 있다. 현미경 관찰에 있어서의 대상물의 조명에서는, 공간광 변조기에 있어서의 위상 분포(홀로그램)를 제어함으로써, 예를 들면 원환(圓環) 형상과 같이 원하는 강도 분포를 가지는 조명광을 실현할 수 있다. 또, 레이저 가공 용도에서는, 공간광 변조기에 있어서의 위상 분포를 제어함으로써, 예를 들면 톱햇(tophat) 형상과 같은 원하는 강도 분포를 가지는 레이저광을 가공 대상물에 조사할 수 있다. 그렇지만, 종래의 장치에서는, 원하는 강도 분포를 정밀도 좋게 실현하기 위해서는 위상 분포를 복잡한 계산에 의해서 구하지 않으면 안 되어, 위상 분포를 간단하고 쉽게 구할 수 있는 방법이 소망되고 있다.
본 발명은 원하는 강도 분포를 정밀도 좋게 실현하기 위한 위상 분포를 간단하고 쉽게 구할 수 있는 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시 형태에 의한 위상 변조 방법은, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지는 공간광 변조기를 이용하여, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 위상 변조 방법으로서, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 산출 스텝과, 위상 분포를 위상 변조면에 표시시키고, 판독광을 위상 변조면에 입사시켜서 변조광을 생성하는 변조광 생성 스텝을 구비하고, 위상 분포 산출 스텝이, 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 타겟면상의 영역을, 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 B1 … BN의 크기를 설정하는 스텝과, 영역 An에서부터 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 광로 길이 Ln에 기초하여 영역 An의 위상을 결정함으로써, 위상 분포를 산출하는 스텝을 포함한다.
또, 이 위상 변조 방법은, 위상 분포 산출 스텝이, 위상 변조면에 입사되는 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포를 계측하는 계측 스텝을 추가로 포함해도 좋다. 또, 이 위상 변조 방법은, 위상 변조면에서부터 타겟면까지의 변조광의 광로가 공극(空隙)으로 이루어져도 좋다.
또, 일 실시 형태에 의한 제1 위상 변조 장치는, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광을 출력하는 광원과, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 연산부를 구비하고, 위상 분포 연산부가, 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 타겟면상의 영역을, 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 B1 … BN의 크기를 설정하고, 영역 An에서부터 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 광로 길이 Ln에 기초하여 영역 An의 위상을 결정함으로써, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출한다.
또, 제1 위상 변조 장치는, 위상 변조면에 입사되는 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포를 계측하는 계측부를 추가로 구비해도 좋다.
또, 다른 실시 형태에 의한 제2 위상 변조 장치는, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광을 출력하는 광원과, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 위상 분포를 기억하는 기억부를 가지고 있고, 위상 분포는 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 타겟면상의 영역을, 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 영역 B1 … BN의 크기를 설정하고, 영역 An에서부터 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 광로 길이 Ln에 기초하여 영역 An의 위상을 결정함으로써 산출된 것이다.
또, 제1 및 제2 위상 변조 장치는, 위상 변조면에서부터 타겟면까지의 변조광의 광로가 공극으로 이루어져도 좋다. 또, 제1 및 제2 위상 변조 장치는, 타겟면에 배치된 대물 렌즈를 추가로 구비해도 좋다.
또, 다른 실시 형태에 의한 위상 변조 방법은, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지는 공간광 변조기를 이용하여, 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 위상 변조 방법으로서, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 산출 스텝과, 위상 분포를 위상 변조면에 표시시키고, 판독광을 위상 변조면에 입사시켜서 변조광을 생성하는 변조광 생성 스텝을 구비하고, 위상 분포 산출 스텝이, 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 변조광이 입사되는 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하는 스텝과, 영역 Sm에서부터 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 광로 길이 LBm에 기초하여 영역 Sm의 위상을 결정함으로써, 위상 분포를 산출하는 스텝을 포함한다.
또, 추가로 다른 실시 형태에 의한 제3 위상 변조 장치는, 판독광을 출력하는 광원과, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 연산부를 구비하고, 위상 분포 연산부가 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하여, 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 변조광이 입사되는 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하여, 영역 Sm에서부터 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 광로 길이 LBm에 기초하여 영역 Sm의 위상을 결정함으로써, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출한다.
또, 추가로 다른 실시 형태에 의한 제4 위상 변조 장치는, 판독광을 출력하는 광원과, 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 판독광의 위상을 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와, 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는 위상 분포를 기억하는 기억부를 가지고 있고, 위상 분포는 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 판독광이 입사되는 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하여, 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 그 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 변조광이 입사되는 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하여, 영역 Sm에서부터 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 광로 길이 LBm에 기초하여 영역 Sm의 위상을 결정함으로써 산출된 것이다.
본 발명에 의한 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치에 의하면, 원하는 강도 분포를 정밀도 좋게 실현하기 위한 위상 분포를 간단하고 쉽게 구할 수 있다.
도 1은 위상 변조 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 공간광 변조기의 일례로서, LCOS형의 공간광 변조기를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 제어부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 위상 변조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 위상 변조면상의 영역의 분할의 모습을 나타내는 그래프이다.
도 6은 타겟면상의 영역의 분할의 모습을 나타내는 그래프이다.
도 7은 광로 길이 산출 스텝에 있어서의 계산을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예에 의해 도출된 판독광의 강도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예에 의해 계산된 위상 분포를 나타내는 그래프이다.
도 10은 톱햇 형상의 강도 분포를 가지는 변조광을 광축 방향에서 촬상한 화상이다.
도 11은 고리띠(輪帶) 형상의 강도 분포를 가지는 변조광을 광축 방향에서 촬상한 화상이다.
도 12는 제1 변형예로서의 위상 변조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 제2 실시 형태에 의한 위상 변조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 위상 변조면상의 영역의 분할의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 15는 타겟면상의 영역의 분할의 모습을 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 위상 변조 장치(1A)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 위상 변조 장치(1A)는 조사 대상물에 광을 조사하는 장치로서, 예를 들면 현미경 관찰을 할 때에 관찰 대상물을 조명하고, 또, 예를 들면 레이저 가공을 할 때에 가공 대상물에 레이저광을 출사한다. 도 1에 도시되는 것처럼, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A)는 광원(10)과, 공간광 변조기(Spatial Light Modulator；SLM)(20)와, 제어부(30)와, 계측부(40)를 구비하고 있다.
광원(10)은 판독광 P1을 공간광 변조기(20)로 출력한다. 판독광 P1은 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포(강도 프로파일)가 광축에 대해 축대칭이 되는 광으로서, 예를 들면 가우스(gauss) 분포의 강도 프로파일을 가지는 레이저광이다. 또, 판독광 P1은 평행화(콜리메이트(collimate))되어 있다. 광원(10)은 판독광 P1을 콜리메이트하기 위한 광학계를 포함한다.
공간광 변조기(20)는 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면(20a)을 가지고, 그 복수의 영역 마다 판독광 P1의 위상을 변조함으로써, 변조광 P2를 생성한다. 위상 변조면(20a)에는, 제어부(30)로부터 제공되는 제어 신호에 따라서, 위상 분포(홀로그램)가 표시된다. 공간광 변조기(20)는 변조광 P2를, 위상 변조면(20a)에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면 TA를 향해서 출사한다. 위상 변조면(20a)과 타겟면 TA의 사이에는 렌즈 등의 광학 부품이 어떤 것도 마련되지 않고, 위상 변조면(20a)에서부터 타겟면 TA까지의 변조광 P2의 광로는 공극으로 이루어진다. 또한, 일례에서는, 타겟면 TA에는 조사 대상물이 마련되고, 또 다른 일례에서는, 타겟면 TA에는 대물 렌즈가 설치된다. 또한, 또 다른 예에서는, 4f 텔레센트릭(telecentric) 광학계나 줌 렌즈 등의 결상 광학계가, 타겟면 TA 이후에 설치되어도 좋다.
도 2는 본 실시 형태의 공간광 변조기(20)의 일례로서, LCOS형의 공간광 변조기를 개략적으로 나타내는 단면도로서, 판독광 P1의 광축을 따른 단면을 나타내고 있다. 이 공간광 변조기(20)는 투명 기판(21), 실리콘 기판(22), 복수의 화소 전극(23), 액정층(24), 투명 전극(25), 배향막(26a 및 26b), 유전체 미러(27) 및 스페이서(28)를 구비하고 있다. 투명 기판(21)은 판독광 P1을 투과하는 재료로 이루어지고, 실리콘 기판(22)의 주면(主面)을 따라서 배치된다. 복수의 화소 전극(23)은, 실리콘 기판(22)의 주면상에 있어서 이차원 격자 형상으로 배열되어, 공간광 변조기(20)의 각 화소를 구성한다. 투명 전극(25)은, 복수의 화소 전극(23)과 대향하는 투명 기판(21)의 면상에 배치된다. 액정층(24)은 복수의 화소 전극(23)과 투명 전극(25)의 사이에 배치된다. 배향막(26a)은 액정층(24)과 투명 전극(25)의 사이에 배치되고, 배향막(26b)은 액정층(24)과 복수의 화소 전극(23)의 사이에 배치된다. 유전체 미러(27)는 배향막(26b)과 복수의 화소 전극(23)의 사이에 배치된다. 유전체 미러(27)는 투명 기판(21)으로부터 입사되어 액정층(24)을 투과한 판독광 P1을 반사하여, 다시 투명 기판(21)으로부터 출사시킨다.
또, 공간광 변조기(20)는 복수의 화소 전극(23)과 투명 전극(25)의 사이에 인가되는 전압을 제어하는 화소 전극 회로(액티브 매트릭스 구동 회로)(29)를 추가로 구비하고 있다. 화소 전극 회로(29)로부터 어느 화소 전극(23)에 전압이 인가되면, 그 화소 전극(23)과 투명 전극(25)의 사이에 생긴 전계의 크기에 따라서, 그 화소 전극(23)상의 액정층(24)의 굴절률이 변화한다. 따라서 액정층(24)의 당해 부분을 투과하는 판독광 P1의 광로 길이가 변화하고, 나아가서는, 판독광 P1의 위상이 변화한다. 그리고 복수의 화소 전극(23)에 다양한 크기의 전압을 인가함으로써, 위상 변조량의 공간적인 분포를 전기적으로 기입할 수 있어, 필요에 따라서 다양한 위상 분포(홀로그램)를 표시할 수 있다.
또한, 공간광 변조기(20)는, 도 2에 도시된 것 같은 전기 어드레스형의 액정 소자로 한정되지 않고, 예를 들면 광 어드레스형의 액정 소자나, 가변경(可變鏡)형의 광 변조기여도 좋다. 또, 도 2에는 반사형의 공간광 변조기(20)가 도시되어 있지만, 본 실시 형태의 공간광 변조기(20)는 투과형이어도 좋다. 또, 공간광 변조기(20)와 광원(10)의 사이에는, 빔 익스팬더 및/또는 공간 필터 등의 광학 부품을 포함하는 광학계가 마련되어도 좋다.
다시 도 1을 참조한다. 계측부(40)는 위상 변조면(20a)에 입사되는 판독광 P1의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포(강도 프로파일)를 계측한다. 계측부(40)는, 예를 들면, 판독광 P1을 분광하는 빔 스플리터(41)와, 빔 스플리터(41)에 의해 분광된 판독광 P1의 강도 분포를 검출하는 일차원 또는 이차원의 광 센서(42)를 가진다. 계측부(40)에 있어서 계측된 강도 분포에 관한 데이터는, 제어부(30)에 제공된다.
제어부(30)는 타겟면 TA에 있어서 변조광 P2가 소정의 강도 분포를 가지도록, 공간광 변조기(20)로 전기신호를 줌으로써 위상 변조면(20a)에 위상 분포를 표시시킨다. 도 3은 본 실시 형태의 제어부(30)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시되는 것처럼, 제어부(30)는 기억부(31), 계산부(32), 선택부(33), 구동부(34) 및 외부 입력부(35)를 가진다.
기억부(31)는 공간광 변조기(20)의 위상 변조면(20a)에 표시시키는 위상 분포에 관한 데이터를 기억한다. 이 위상 분포는, 후술하는 계산부(32)에 의해서 산출된 것이어도 좋고, 혹은 미리 위상 변조 장치(1A)의 외부에서 산출되어 위상 변조 장치(1A)에 입력된 것이어도 좋다. 또, 기억부(31)는, 위상 변조 장치(1A)가 구비하는 광학계 및/또는 공간광 변조기(20)에 있어서 발생하는 수차(收差)(위상 왜곡)를 보정하기 위한 위상 분포에 관한 데이터를 추가로 기억해도 좋다.
또한, 기억부(31)는 위상 분포 데이터를 압축한 상태로 기억해도 좋다. 그 경우, 제어부(30)는 데이터를 압축 해제하기 위한 데이터 처리부를 추가로 가지는 것이 바람직하다. 또, 기억부(31)는 어느 정도 큰 용량을 가지는 기억소자(메모리)에 의해서 매우 적합하게 실현된다. 예를 들면, 위상 분포가 SVGA 해상도(800 픽셀×600 픽셀)에서의 8비트 화상일 때, 데이터를 압축하지 않는 경우에는, 위상 분포 데이터 1개당 데이터량이 480킬로바이트가 된다. 따라서 기억부(31)는 이러한 큰 데이터를 격납 가능한 용량을 가지는 기억소자에 의해서 실현되는 것이 바람직하다.
계산부(32)는 본 실시 형태에 있어서의 위상 분포 연산부로서, 타겟면 TA에 있어서 변조광 P2가 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면(20a)에 표시시키는 위상 분포를 산출한다. 필요에 따라서, 계산부(32)는, 이렇게 하여 산출한 위상 분포에, 위상 왜곡을 보정하기 위한 위상 분포를 가산한다.
선택부(33)는, 기억부(31)가 복수의 위상 분포를 기억하고 있는 경우에, 1 또는 복수의 위상 분포를, 예를 들면 키보드와 같은 외부 입력부(35)로부터의 지시에 기초하여 선택한다. 구동부(34)는 계산부(32)로부터 제공된 위상 분포를 포함하는 제어 신호를 생성하고, 이 제어 신호를 공간광 변조기(20)로 제공한다. 또한, 제어부(30)에 포함되는 기억부(31), 계산부(32), 선택부(33) 및 구동부(34)는, 서로 분리해서 마련되어도 좋다.
여기서, 위상 분포의 산출 방법의 예에 대해서, 본 실시 형태에 의한 위상 변조 방법과 함께 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 위상 분포의 계산은, 계산부(32)에 의해서 행해져도 좋고, 혹은 위상 변조 장치(1A)의 외부에 있어서 미리 행해져도 좋다. 도 4는 본 실시 형태에 의한 위상 변조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4에 도시되는 것처럼, 본 실시 형태의 위상 변조 방법은, 위상 분포 산출 스텝 S1과, 변조광 생성 스텝 S2를 구비하고 있다.
＜위상 분포의 산출＞
위상 분포 산출 스텝 S1에서는, 타겟면 TA에 있어서 변조광 P2가 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면(20a)에 표시시키는 위상 분포를 산출한다. 본 실시 형태에 있어서 산출되는 위상 분포는, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 광축에 대해 축대칭이 되는(즉, 등(等) 강도선이 광축을 중심으로 하는 동심원 모양이 되는) 판독광 P1의 강도 분포를, 마찬가지로 광축에 대해 축대칭이 되는 강도 분포를 가지는 변조광 P2로 변환하기 위한 것이다. 따라서 본 실시 형태에서는, 계산의 간이화를 위하여, 판독광 P1 및 변조광 P2의 지름 방향에 있어서의 일차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출한다. 또한, 이하의 설명에서는, 광축상의 점을 좌표 원점으로 하고, 좌표축의 단위를 px(픽셀)로 한다.
이 위상 분포 산출 스텝 S1에서는, 우선, 위상 변조면(20a)에 입사되는 판독광 P1의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포를 구한다(계측 스텝 S11). 판독광 P1의 강도 분포는, 도 1에 도시된 계측부(40)에 의해 구해진다. 또한, 판독광 P1의 강도 분포를 미리 계측하거나, 혹은, 판독광 P1의 강도 분포를 이론치에 기초하여 미리 구하고, 그것들의 계측 결과나 연산 결과를 계산부(32)가 기억해 두어도 좋다. 그 경우, 계측부(40) 및 계측 스텝 S11을 생략할 수 있다.
다음으로, 판독광 P1이 입사되는 위상 변조면(20a)상의 영역을 복수의 영역으로 분할한다(제1 분할 스텝 S12). 도 5는 이 분할의 모습을 나타내는 그래프로서, 세로축은 위상 변조면(20a)상의 위치(판독광 P1의 광축이 원점)를 나타내고 있고, 가로축은 광강도를 나타내고 있다. 도 5에 도시되는 것처럼, 이 스텝 S12에서는, 위상 변조면(20a)상의 영역을, 판독광 P1의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할한다. 이때, 판독광 P1의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치 SA1 … SAN이 서로 같아지도록(즉 SA1=SA2=…=SAN), 영역 A1 … AN의 크기를 설정한다. 예를 들면 도 5에 도시되는 것처럼 판독광 P1의 강도 분포가 가우스 분포인 경우, 광축 부근에 있어서의 강도가 높고, 광축에서부터 멀어짐에 따라서 강도가 작아진다. 따라서 적분치 SA1 … SAN이 서로 같아지도록 영역 A1 … AN을 설정하면, 각 영역 A1 … AN의 지름 방향의 폭은, 광축에 가장 가까운 영역 A1에 있어서 가장 좁고, 광축에서부터 가장 먼 영역 AN에 있어서 가장 넓어진다. 즉, 영역 A1 … AN의 폭은, 가우스 분포의 밀도 분포 함수를 따르게 된다.
제1 분할 스텝 S12에 있어서의 구체적인 계산 방법은 다음과 같다. 우선, 판독광 P1의 강도 분포 G1(x)(단, x는 지름 방향의 위치 좌표)의 적분치 SA를 구하고, 이 적분치 SA를 분할수 N으로 등분할하여 ΔSA=SA/N을 산출한다. 다음으로, 인접하는 광선 위치 xn －1에서부터의 거리를 δxn이라고 하여, 그 좌표에서의 광강도 G1(xn －1＋δxn)으로부터 다음 미소 적분치 δSA(n)을 구한다.
δSA(n)=G1(xn －1＋δxn)×δxn ··· (1)
미소 적분치 δSA(n)이 상기의 등분할한 적분치 SA/N과 같은 값, 즉 δSA(n)=ΔSA가 될 때의 미소 변량 δxn이, 영역 An의 폭에 상당한다. 이러한 계산을 반복함으로써, 판독광 P1의 지름 방향의 영역 A1 … AN 각각의 폭을 구할 수 있다.
또, 이 위상 분포 산출 스텝 S1에서는, 변조광 P2가 입사되는 타겟면 TA상의 영역을 복수의 영역으로 분할한다(제2 분할 스텝 S13). 또한, 이 제2 분할 스텝 S13는, 제1 분할 스텝 S12보다 전에 행해져도 좋고, 혹은 제1 분할 스텝 S12와 동시에 행해져도 좋다.
도 6은 이 분할의 모습을 나타내는 그래프로서, 세로축은 타겟면 TA상의 위치(변조광 P2의 광축이 원점)를 나타내고 있고, 가로축은 광강도를 나타내고 있다. 도 6에 도시되는 것처럼, 이 스텝 S13에서는, 타겟면 TA상의 영역을, 변조광 P2의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(즉 영역 A1 … AN과 같은 수)의 영역 B1 … BN으로 분할한다. 이 때, 변조광 P2의 광축을 포함하는 단면에서의 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치 SB1 … SBN이 서로 같아지도록(즉 SB1=SB2=…=SBN), 영역 B1 … BN의 크기를 설정한다. 예를 들면 도 6에 도시되는 것처럼 변조광 P2의 강도 분포가 균일한 톱햇 형상인 경우, 광축에서부터의 거리에 의존하지 않고 강도는 일정하다. 따라서 적분치 F1 … FN이 서로 같아지도록 영역 B1 … BN을 설정하면, 각 영역 B1 … BN의 지름 방향의 폭은, 광축에서부터의 거리에 의존하지 않고 일정폭이 된다.
제2 분할 스텝 S13에 있어서의 구체적인 계산 방법은 다음과 같다. 우선, 변조광 P2의 소정의 강도 분포 G2(y)(단, y는 지름 방향의 위치 좌표)의 적분치 SB를 구하고, 이 적분치 SB를 분할수 N으로 등분할하여 ΔSB=SB/N을 산출한다. 다음으로, 인접하는 광선 위치 yn －1에서부터의 거리를 δyn라고 하여, 그 좌표에서의 광강도 G2(yn －1＋δyn)로부터 다음의 미소 적분치 δSB(n)을 구한다.
δSB(n)=G2(yn －1＋δyn)×δyn ··· (2)
미소 적분치 δSB(n)이 상기의 등분할한 적분치 SB/N과 같은 값, 즉 δSB(n)=ΔSB가 될 때의 미소 변량 δyn이, 영역 Bn의 폭에 상당한다. 이러한 계산을 반복함으로써, 변조광 P2의 지름 방향의 영역 B1 … BN 각각의 폭을 구할 수 있다.
이어서, 영역 An에서부터 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구한다(광로 길이 산출 스텝 S14). 여기서, 도 7은 이 광로 길이 산출 스텝 S14에 있어서의 계산을 개념적으로 나타내는 도면이다. 또한, 도 7에 있어서, Q는 변조광 P2의 광축을 나타내고 있다. 동 도면에 도시되는 것처럼, 이 광로 길이 산출 스텝 S14에서는, 영역 A1에서부터 영역 B1까지의 광로 길이 L1, 영역 A2에서부터 영역 B2까지의 광로 길이 L2, … , 영역 AN에서부터 영역 BN까지의 광로 길이 LN을 산출한다. 그리고 광로 길이 Ln에 기초하여 영역 An의 위상을 결정한다. 예를 들면, 광로 길이 Ln1과 다른 광로 길이 Ln2의 광로차 Ln1－Ln2(n1, n2는 1이상 N이하의 정수, n1≠n2)를 위상차로 환산함으로써, 각 영역 An의 위상을 결정할 수 있다. 혹은, 광로 길이 Ln과 변조광 P2의 광축 길이 L0의 차 Ln－L0를 위상차로 환산함으로써, 각 영역 An의 위상을 결정할 수 있다. 이렇게 하여 모든 영역 A1 … AN에 대해 위상을 결정함으로써, 위상 분포가 산출된다(위상 분포 산출 스텝 S15). 또한, 이렇게 해서 구해지는 위상 분포는 판독광 P1의 지름 방향을 따른 일차원의 분포이므로, 변조광 P2의 광축 Q를 중심으로 하여 이 분포를 1 회전시킴으로써, 이차원의 위상 분포를 구할 수 있다. 또, 영역 A1 … AN의 각 위상차를 구할 때에 이용하는 전파 함수는, 기하 광학적인 것으로 한정하지 않고, 프레넬 전파 법칙이나 헬름홀츠 방정식에 기초해도 좋다.
＜변조광의 생성＞
변조광 생성 스텝 S2에서는, 위상 분포 산출 스텝 S1에 의해서 산출된 위상 분포를 나타내는 제어 신호가 제어부(30)로부터 공간광 변조기(20)에 제공된다. 공간광 변조기(20)는 이 위상 분포를 위상 변조면(20a)에 표시하여, 위상 변조면(20a)에 입사된 판독광 P1을 변조하여 변조광 P2를 생성한다. 변조광 P2는 소정의 강도 분포를 수반하여 타겟면 TA에 도달한다.
이상에 설명한 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법에 의한 효과에 대해 설명한다. 본 실시 형태에서는, 공간광 변조기(20)를 이용하여 판독광 P1의 위상을 변조함으로써, 변조광 P2의 강도 분포를 소정의 분포에 가까워지도록 제어하고 있다. 따라서 종래와 같이 고정 렌즈를 이용하여 강도 분포를 제어하는 방식과 비교하여, 예를 들면 판독광 P1의 빔 지름이 변화했을 경우에도, 위상 분포를 변경함으로써, 임의의 단면 형상의 광을 간편하면서 또한 용이하게 생성할 수 있다. 또, 타겟면 TA의 위치의 변경이나 강도 분포 형상의 변경 등에도 용이하게 대응할 수 있다.
또, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법에서는, 도 4의 순서도에 도시된 것처럼 간단하고 쉬운 계산에 의해서, 예를 들면 톱햇 형상과 같은, 원하는 강도 분포를 실현하기 위한 위상 분포를 정밀도 좋게 구할 수 있다. 일반적으로 판독광 P1로서 사용되는 레이저광은, 예를 들면 가우스 분포와 같이, 광축 부근에 있어서 가장 강하고, 광축에서부터 멀어짐에 따라 점차 약해지는 강도 분포를 가지는 것이 많다. 그렇지만, 레이저 가공 등에 있어서는, 이와 같이 완만한 강도 분포가 아니라, 소정의 영역 내에 있어서의 강도가 균일하고 그 영역 외에서는 강도가 제로인 강도 분포를 가지는, 이른바 톱햇 빔(혹은 호모지나이즈(homogenize) 빔)이 바람직하다. 이 톱햇 빔을 대물 렌즈 등에 의해 집광하면, 완만한 강도 분포를 가지는 빔과 비교하여, 보다 작은 빔 스팟(집광점)이 얻어져서, 가공 정밀도를 높일 수 있음과 아울러, 보다 미세한 가공이 가능해진다.
톱햇 빔은, 예를 들면 공간 필터를 이용하여 빔 지름을 확장시키고, 그 중심 부분만을 취출하는 것에 의해서도 생성 가능하다. 그러나 이러한 생성 방법에서는 큰 광량 로스가 생기므로, 매우 높은 광강도를 필요로 하는 레이저 가공 용도에는 적합하지 않다. 이것에 비해, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법은, 판독광 P1의 광량을 거의 모두 사용하여 톱햇 형상의 변조광 P2를 생성할 수 있으므로, 매우 높은 광강도를 필요로 하는 레이저 가공 용도에 매우 적합하다.
일 실시예로서, 톱햇 형상의 강도 분포를 가지는 변조광 P2를 생성한 예에 대해 기술한다. 이 실시예에서는, 판독광 P1의 강도 분포를 CMOS 카메라에 의해 계측하고, 그 화상으로부터 강도 분포를 도출했다. 도 8은 본 실시예에 의해 도출된 판독광 P1의 강도 분포를 나타내는 그래프이다. 또한, 판독광 P1의 빔 반경 r1으로서, 광강도가 최대치의 1/e2가 되는 반경치 r1=140［px］(=2.8［mm］)를 채용하여, 판독광 P1의 강도 분포를 절단 가우스 분포(Truncated Gaussian)에 근사했다. 또, 타겟면 TA에서의 변조광 P2의 강도 분포의 빔 반경 r2를 1.2mm라고 하고, 위상 변조면(20a)과 타겟면 TA의 광학 거리 d를 150mm로 하고, 판독광 P1 및 변조광 P2의 파장 λ를 633nm로 했다. 도 9는 이렇게 하여 계산된 위상 분포를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 9에 있어서, 세로축은 위상(단위：라디안)을 나타내고 있고, 가로축은 위상 변조면(20a)에 있어서의 판독광 P1의 지름 방향 위치를 픽셀 단위로 나타내고 있다. 도 9에 도시되는 일차원의 위상 분포를 기본으로, 이차원 위상 분포를 계산하고, 추가로 2π라디안으로 위상을 꺾어 되돌림으로써, 톱햇 형상의 강도 분포를 실현하기 위한 원하는 위상 분포(호모지나이즈 패턴)가 완성된다. 도 10은 본 실시예에 의해서 얻어진, 톱햇 형상의 강도 분포를 가지는 변조광 P2를 광축 방향에서 촬상한 화상이다.
또, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법에서는, 도 4의 순서도에 도시된 것처럼 간단하고 쉬운 계산에 의해서, 예를 들면 중심부의 광량이 제로에 가까운 고리띠 형상과 같은 강도 분포도 실현 가능하다. 도 11은 상술한 실시예와 마찬가지로 하여 얻어진, 고리띠 형상의 강도 분포를 가지는 변조광 P2를 광축 방향에서 촬상한 화상이다. 이러한 고리띠 형상의 변조광 P2를 생성하기 위해서는, 본 실시 형태에 있어서 타겟면 TA에 있어서의 소정의 강도 분포를 변경하면 된다. 즉, 고리띠를 구성하는 영역을 N개의 영역 B1 … BN으로 등분할하고, 상기의 계산을 행하면 된다. 또한, 고리띠의 폭을 변경할 때에는, 고리띠를 구성하는 상기 영역의 폭을 변경하면 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 의하면 변조광 P2의 형상의 변경을 매우 간단하고 쉽게 행할 수 있다.
본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법에서는, 계산부(32)에 있어서 일차원 위상 분포를 산출한 후, 최소 제곱법 등의 피팅(fitting) 수법을 이용하여, 판독광 P1의 지름 방향 위치에 관한 위상 분포 함수를 작성해도 좋다. 그리고 이 위상 분포 함수에 기초하여 이차원 위상 분포를 작성해도 좋다.
또, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A) 및 위상 변조 방법에서는, 영역 A1 … AN의 각 위상차를 계산할 때에, 이하에 나타나는 값을 초기치로 하여 계산에 포함해도 좋다. 또한, 초기치로서 계산에 포함하는 경우, 이들 값은, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 분포가 광축에 대해 축대칭이 되는 것이 필요하다. 또, 이들 값은, 위상 변조면(20a) 및 타겟면 TA 중 어느 쪽에 있어서의 것이어도 좋고, 혹은 양쪽에 있어서의 것이어도 좋다.
·위상 변조면(20a)에 입사되는 판독광 P1의 파면을 미리 실측 또는 추정한 값
·위상 변조면(20a)의 면 왜곡을 실측 또는 추정한 값
·판독광 P1 및/또는 변조광 P2를 전파하는 광학계에 있어서 발생하는 파면 수차를 실측 또는 추정한 값
·제르니케(Zernike) 다항식 등의 직교 함수계에 의해 표현된 파면 형상
·임의의 초점 거리를 가지는 프레넬 렌즈 패턴
·푸리에형 홀로그램 혹은 프레넬형 홀로그램(또한, 이때의 푸리에형 홀로그램은, 도 1의 타겟면 TA의 위치가 고려된 것이어도 좋다. )
또한, 이들 값은 영역 A1 … AN의 각 위상차를 계산한 후, 혹은 위상 분포를 작성한 후에 가산되어도 좋다. 또한, 계산 후의 각 위상차 또는 위상 분포에 가산하는 경우, 이들 값은, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 분포가 광축에 대해 축대칭이 될 필요는 없다. 또, 이들 값의 일부를 초기치로 하여 위상차의 계산에 포함하여, 다른 부분을 계산 후의 위상차 또는 위상 분포에 가산해도 좋다.
또, 본 실시 형태에서는, 일차원의 강도 분포에 기초하여, 위상 변조면(20a)이나 타겟면 TA의 영역을 영역 A1 … AN이나 영역 B1 … BN으로 분할하고 있지만, 이차원의 강도 분포에 기초하여, 미소 면적소 dS에 의해서 위상 변조면(20a)이나 타겟면 TA의 영역을 분할해도 좋다. 이 경우, 상술한 수식 (1) 및 (2)는
δSA(n)=G1(xn －1＋δxn)×δxn×(xn×δθ) ··· (3)
δSB(n)=G2(yn －1＋δyn)×δyn×(yn×δθ) ··· (4)
가 된다. 또한, δθ는 미소 회전각이다.
또, 본 실시 형태에서는, 판독광 P1 및 변조광 P2의 각 강도 분포에 기초하여, 위상 변조면(20a)에 표시해야 할 위상 분포를 산출하고 있다. 따라서 판독광 P1의 입사 위상 및 변조광 P2의 출사 위상에 대해서는 최적화가 행해지고 있지 않다. 이들의 최적화로서, 예를 들면 반복법 등의 수치 계산을 이용함으로써, 원하는 위상치로 수렴시켜도 좋다.
여기서, 위상 변조면(20a)에 표시된 위상 분포가 본 실시 형태의 계산 방법에 의해서 산출된 것인지 여부는, 다음 방법에 의해 검증된다. 즉, 위상 변조면(20a)에 표시된 위상 분포를 위상 변조 장치(1A)로부터 추출 가능한 경우에는, 본 실시 형태의 계산 방법에 의해서 산출된 위상 분포와의 차분을 계산하여 비교함으로써 검증이 가능하다.
또, 위상 변조 장치(1A)로부터 추출된 위상 분포와, 본 실시 형태의 계산 방법에 의해서 산출된 위상 분포와 상관 계수를 산출해도 좋다. 또한, 비교 대상인 한쌍의 수치를 N 세트 포함하는 데이터열 (xi, yi)(단, i=1, … , N)의 상관 계수 R은 다음 수식 (5)에 의해서 주어진다.
[수 1]
Figure pct00001
또, 변조광 P2의 파면을 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 위상 변조면(20a)에 표시된 위상 분포를 추정해도 좋다. 구체적으로는, 다음 중 어느 방법을 이용할 수 있다.
·광 간섭 계측 수법을 이용하여 변조광 P2의 파면을 계측한다.
·샤크 하트만(Shack Hartman)식 파면 센서 등을 이용하여 변조광 P2의 위상의 공간 분포를 계측한다.
·타겟면 TA에 있어서의 변조광 P2의 강도 분포와, 타겟면 TA의 전단측 및 후단측 중 적어도 한쪽에 위치하는 1 위치 이상의 면에 있어서의 변조광 P2의 강도 분포를, 이차원 센서(예를 들면 카메라) 등을 이용하여 계측한다. 그리고 위상 변조면(20a) 혹은 타겟면 TA에서부터의 거리가 고려된 프레넬 전파 계산 등을 이용하여, 위상 정보를 추정한다.
본 실시 형태에 있어서, 조사 대상물은 스테이지상에 재치되어도 좋다. 스테이지는 적어도 1축에서의 이동이 가능한 것이 바람직하고, 변조광 P2의 광축과 교차함과 아울러 서로 직교하는 X축 및 Y축, 변조광 P2의 광축을 따른 Z축, X축 둘레, Y축 둘레 및 Z축 둘레 중 어느 적어도 하나의 방향으로 이동 가능한 것이 보다 바람직하다. 스테이지는 수동 및 전동 중 어느 것이어도 좋다.
또, 본 실시 형태의 위상 변조 장치(1A)가 현미경에 이용되는 경우, 위상 변조 장치(1A)는 조사 대상물(관찰 대상물)을 관찰하기 위한 관찰 광학계를 추가로 구비해도 좋다. 이 경우, 관찰 광학계는 조사 대상물에 있어서 반사한 광을 받아도 좋고, 혹은 조사 대상물을 투과한 광을 받아도 좋다.
(제1 변형예)
도 12는 상기 실시 형태의 제1 변형예로서, 위상 변조 장치(1B)의 구성을 나타내는 도면이다. 이 위상 변조 장치(1B)는 상술한 위상 변조 장치(1A)의 구성에 더하여, 대물 렌즈(50)를 추가로 구비하고 있다. 대물 렌즈(50)는 위상 변조면(20a)과 조사 대상물 D의 사이에 있어서, 그 동공이 타겟면 TA와 일치하도록 배치된다. 예를 들면 도 11에 도시된 것처럼 고리띠 형상의 변조광 P2가 대물 렌즈(50)에 입사되면, 대물 렌즈(50)의 테두리를 따른 영역을 조명하게 된다. 따라서 암(暗)시야 조명 현미경, 위상차 현미경, 전반사 현미경, 미소 스팟을 형성하는 광조사 장치 등이 매우 적합하게 실현된다.
(제2 변형예)
상기 실시 형태에 있어서, 위상 변조면(20a)에서부터 타겟면 TA까지의 거리를 d라고 했을 때, 곡률 반경이 ±d인 곡면(曲面), 혹은 초점이 ±d인 방물면(放物面)으로서 나타내지는 위상 분포를 미리 계산해 두고, 이 위상 분포를 계산부(32)에 있어서 위상 분포를 산출할 때의 초기치로 해도 좋다. 이것에 의해, 무한원(無限遠) 회절 위상 패턴을 생성할 수 있다. 혹은, 곡률 반경이 ±d인 곡면, 혹은 초점이 ±d인 방물면으로서 나타내지는 위상 분포를 미리 계산해 두고, 이 위상 분포를, 계산부(32)에 있어서 산출된 위상 분포에 가산함으로써, 무한원 회절 위상 패턴을 생성해도 좋다. 또한, 이들 곡률 반경의 양음(positive negative)은, 위상 변조면(20a)에서의 판독광 P1의 빔 반경 r1과, 타겟면 TA에서의 변조광 P2의 빔 반경 r2의 비에 의해서 결정되면 좋다.
또, 본 변형예의 위상 변조 장치는, 판독광 P1을 위상 변조면(20a)으로 전파하는 전단 광학계, 및 위상 변조면(20a)으로부터 출사된 변조광 P2를 조사 대상물로 전파하는 후단 광학계 중 적어도 한쪽을 추가로 구비해도 좋다. 본 변형예에 있어서 생성되는 위상 분포는 푸리에 회절형이기 때문에, 타겟면 TA가 무한원 쪽에 존재하게 되지만, 예를 들면 후단 광학계로서 집광 렌즈가 배치됨으로써, 집광 렌즈의 초점면에 있어서 소정의 강도 분포를 얻을 수 있다. 따라서 조사 대상물을 집광 렌즈에서부터 초점 거리만큼 떨어진 위치에 배치함으로써, 소정의 강도 분포를 가지는 변조광 P2를 조사 대상물에 조사할 수 있다. 또, 집광 렌즈의 초점 거리를 변경함으로써, 타겟면 TA에서의 변조광 P2의 빔 지름을 바꾸는 것도 가능하다.
상술한 전단 광학계로서는, 빔 익스팬더나 공간 필터 등이 매우 적합하다. 또, 후단 광학계로서는, 4f 텔레센트릭 광학계나 줌 렌즈 등의 결상 광학계가 매우 적합하다. 또한, 후단 광학계에 있어서, 결상 배율이 가변이어도 좋다. 그 경우, 결상 배율에 따라서는 불필요한 광성분이 중심부에 집광되므로, 그 광성분을 차광하기 위한 0차 광 컷 필터(cut filter)가 추가로 설치되어도 좋다.
(제2 실시 형태)
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 위상 변조 장치 및 위상 변조 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 위상 변조 장치는, 제1 실시 형태의 위상 변조 장치(1A)와 마찬가지로, 광원(10)과, 공간광 변조기(20)와, 제어부(30)와, 계측부(40)를 구비하고 있다. 단, 본 실시 형태의 광원(10)이 출력하는 판독광 P1은, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 광축에 대해 축대칭일 필요는 없고, 다양한 강도 분포를 가질 수 있다. 또, 이하에 설명하는 위상 분포의 계산은, 제어부(30)의 계산부(32)에 의해서 행해져도 좋고, 혹은 위상 변조 장치의 외부에 있어서 미리 행해지고, 그 산출 후의 위상 분포가 기억부(31)에 기억되어도 좋다.
도 13은 본 실시 형태에 의한 위상 변조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 13에 도시되는 것처럼, 본 실시 형태의 위상 변조 방법은, 위상 분포 산출 스텝 S3과, 변조광 생성 스텝 S4를 구비하고 있다.
＜위상 분포의 산출＞
위상 분포 산출 스텝 S3에서는, 타겟면 TA에 있어서 변조광 P2가 소정의 강도 분포를 가지도록, 위상 변조면(20a)에 표시시키는 위상 분포를 산출한다. 본 실시 형태에 있어서 산출되는 위상 분포는, 판독광 P1을 변조광 P2로 변환하기 위한 것이다. 본 실시 형태에서는, 극좌표계에 있어서의 판독광 P1 및 변조광 P2의 이차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출한다.
위상 분포 산출 스텝 S3에서는, 우선, 위상 변조면(20a)에 입사되는 판독광 P1의 강도 분포를 구한다(계측 스텝 S31). 판독광 P1의 강도 분포는 계측부(40)에 의해서 구해진다. 또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 판독광 P1의 강도 분포를 미리 계측하거나, 혹은 판독광 P1의 강도 분포를 이론치에 기초하여 미리 구하고, 그러한 계측 결과나 연산 결과를 계산부(32)가 기억해 두어도 좋다. 그 경우, 계측부(40) 및 계측 스텝 S31을 생략할 수 있다.
다음으로, 계측 스텝 S31에 있어서 계측된 강도 분포에 기초하여, 판독광 P1의 강도 분포의 중심 위치를 산출한다(제1 중심 연산 스텝 S32). 그리고 판독광 P1이 입사되는 위상 변조면(20a)상의 영역을 복수의 영역으로 분할한다(제1 분할 스텝 S33). 도 14는 이 분할의 모습을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 14에서는, 판독광 P1의 강도 분포가 색의 농담(濃淡)으로 도시되어 있고, 백색 부분의 광강도가 가장 크고, 흑색 부분의 광강도가 가장 작으며, 색이 진할수록 광강도가 작게 되어 있다. 도 14에 도시되는 것처럼, 이 스텝 S33에서는, 중심 연산 스텝 S32에서 산출된 중심 위치 C1을 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 판독광 P1이 입사되는 위상 변조면(20a)상의 영역을, 각도 방향으로 M개(M은 2 이상의 정수)의 부채꼴의 영역 S1 … SM으로 분할한다. 이때, 각 영역 S1 … SM 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록, 영역 S1 … SM의 크기를 설정한다. 또한, 도 14에는, 일례로서 단면 타원 형상의 판독광 P1이 도시되어 있고, 그 광강도 분포의 중심은 장축 방향의 한쪽으로 치우쳐져 있다. 그리고 동 도면에는, 이 판독광 P1의 입사 영역을 12개의 영역 S1 … S12로 분할하는 예가 도시되어 있다.
또, 이 위상 분포 산출 스텝 S3에서는, 타겟면 TA상의 변조광 P2의 강도 분포의 중심 위치를 산출한다(제2 중심 연산 스텝 S34). 그리고 변조광 P2가 입사되는 타겟면 TA상의 영역을 복수의 영역으로 분할한다(제2 분할 스텝 S35). 또한, 이 제2 분할 스텝 S35는 제1 분할 스텝 S33 보다 전에 행해져도 좋고, 혹은 제1 분할 스텝 S33과 동시에 행해져도 좋다.
도 15는 이 분할의 모습을 나타내는 평면도이다. 또한, 도 15에 있어서도, 변조광 P2의 강도 분포가 색의 농담으로 도시되어 있고, 백색 부분의 광강도가 가장 크고, 흑색 부분의 광강도가 가장 작으며, 색이 진할수록 광강도가 작게 되어 있다. 도 15에 도시되는 것처럼, 이 스텝 S35에서는, 중심 연산 스텝 S34에서 산출된 중심 위치 C2를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서, 변조광 P2가 입사되는 타겟면 TA상의 영역을, 각도 방향으로 M개의 부채꼴의 영역 R1 … RM으로 분할한다. 이때, 각 영역 R1 … RM 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록, 영역 R1 … RM의 크기를 설정한다. 또한, 도 15에는, 일례로서 단면 원형 모양의 변조광 P2가 도시되어 있고, 그 광강도 분포의 중심은 원의 중심과 일치한다. 그리고 동 도면에는, 이 변조광 P2의 입사 영역을 12개의 영역 R1 … R12로 분할하는 예가 도시되어 있다.
이어서, 영역 Sm에서부터 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구한다(광로 길이 산출 스텝 S36). 이 광로 길이 산출 스텝 S36에서는, 영역 S1에서부터 영역 R1까지의 광로 길이 LB1, 영역 S2에서부터 영역 R2까지의 광로 길이 LB2, … , 영역 SM에서부터 영역 RM까지의 광로 길이 LBM을 산출한다. 그리고 광로 길이 LBm에 기초하여 영역 Sm의 위상을 결정한다. 예를 들면, 광로 길이 LBm1과 다른 광로 길이 LBm2의 광로차 LBm1－LBm2(m1, m2는 1 이상 M 이하의 정수, m1≠m2)를 위상차로 환산함으로써, 각 영역 Sm의 위상을 결정할 수 있다. 혹은, 광로 길이 LBm과 변조광 P2의 광축 길이 LB0의 차 LBm－LB0를 위상차로 환산함으로써, 각 영역 Sm의 위상을 결정할 수 있다. 이렇게 하여 모든 영역 S1 … SM에 대해 위상을 결정함으로써, 위상 분포가 산출된다(위상 분포 산출 스텝 S37). 또한, 영역 S1 … SM의 각 위상차를 구할 때에 이용하는 전파 함수는, 기하 광학적인 것으로 한정하지 않고, 프레넬 전파 법칙이나 헬름홀츠 방정식에 기초해도 좋다.
＜변조광의 생성＞
변조광 생성 스텝 S4에서는, 위상 분포 산출 스텝 S3에 의해서 산출된 위상 분포를 나타내는 제어 신호가 제어부(30)로부터 공간광 변조기(20)에 제공된다. 공간광 변조기(20)는, 이 위상 분포를 위상 변조면(20a)에 표시하고, 위상 변조면(20a)에 입사된 판독광 P1을 변조하여 변조광 P2를 생성한다. 변조광 P2는 소정의 강도 분포를 수반하여 타겟면 TA에 도달한다.
이상에 설명한 본 실시 형태의 위상 변조 장치 및 위상 변조 방법에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면 판독광 P1의 빔 지름이 변화했을 경우에도, 위상 분포를 변경함으로써, 임의의 단면 형상의 광을 간편하면서 또한 용이하게 생성할 수 있다. 또, 타겟면 TA의 위치의 변경이나 강도 분포 형상의 변경 등에도 용이하게 대응할 수 있다. 또한, 원하는 강도 분포를 실현하기 위한 위상 분포를 정밀도 좋게 구할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 판독광 P1이 입사되는 위상 변조면(20a)상의 영역, 및 변조광 P2가 입사되는 타겟면 TA상의 영역의 각각을, 중심을 원점으로 하는 극좌표계의 각도 방향으로 분할하는 예를 나타냈지만, 분할의 형태는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 위상 변조면(20a)상의 영역의 분할수와 타겟면 TA상의 영역의 분할수가 같은 수인 다른 다양한 형태로, 이들 영역을 분할할 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 위상 분포 산출 스텝에 있어서 산출된 위상 분포에, 다른 기능을 실현하기 위한 홀로그램을 중첩하여, 이들 기능을 동시에 실현시켜도 좋다. 일례로서는, 산출된 위상 분포에, 푸리에형 홀로그램을 복소 진폭법에 의해 중첩시킴으로써, 2개의 기능을 동시에 실현할 수 있다. 혹은, 위상 분포를 산출할 때의 위상 변조면에 있어서의 계산 대상 영역을 한정하고, 계산 대상 영역 외의 영역에 푸리에형 홀로그램 등의 정보를 매립함으로써, 2개의 기능을 동시에 실현할 수 있다. 또, 상기 실시 형태에서는 공간광 변조기가 이용되고 있으므로, 위상 변조면에 표시되는 홀로그램을 변경함으로써, 기능을 용이하게 전환할 수 있다. 일례로서는, 위상 분포 산출 스텝에 있어서 산출되는 위상 분포(홀로그램)와 푸리에형 홀로그램을 서로 전환함으로써, 2개의 다른 기능을 하나의 위상 변조 장치에 있어서 실현해도 좋다.
또, 상기 각 실시 형태의 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치는, 변조광의 강도 분포 혹은 위상 분포, 또는 강도 분포 및 위상 분포의 양쪽을 계측하고, 그 계측 결과를 위상 분포 산출 스텝에 있어서의 위상 분포 계산에 반영시키는 피드백 시스템을 추가로 구비해도 좋다. 혹은, 상기 각 실시 형태의 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치는, 변조광의 강도 분포 혹은 위상 분포, 또는 강도 분포 및 위상 분포의 양쪽을 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 미리 산출된 복수의 위상 분포 중에서 적절한 위상 분포를 선택하는 피드백 시스템을 추가로 구비해도 좋다. 또, 상기 각 실시 형태의 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치는, 위상 분포 산출 스텝에 있어서의 위상 분포 계산을 외부 신호로부터의 제어에 기초하여 행해도 좋다.
또, 상기 제1 실시 형태에서는, 위상 변조면상 및 타겟면상의 양쪽에 있어서 일차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출하고 있고, 또 상기 제2 실시 형태에서는, 위상 변조면상 및 타겟면상의 양쪽에 있어서 이차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출하고 있다. 본 발명에서는, 예를 들면 위상 변조면상 및 타겟면상 중 어느 한쪽에 있어서 일차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출하고, 다른 쪽에 있어서 이차원 강도 분포에 기초하여 위상 분포를 산출해도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은 원하는 강도 분포를 정밀도 좋게 실현하기 위한 위상 분포를 간단하고 쉽게 구할 수 있는 위상 변조 방법 및 위상 변조 장치로서 실시 가능하다.
1A, 1B … 위상 변조 장치, 10 … 광원,
20 … 공간광 변조기, 20a … 위상 변조면,
30 … 제어부, 31 … 기억부,
32 … 계산부, 33 … 선택부,
34 … 구동부, 35 … 외부 입력부,
40 … 계측부, 41 … 빔 스플리터,
42 … 광 센서, 50 … 대물 렌즈,
P1 … 판독광, P2 … 변조광,
TA … 타겟면.

Claims (14)

  1. 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지는 공간광 변조기를 이용하여, 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 상기 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 위상 변조 방법으로서,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 산출 스텝과,
    상기 위상 분포를 상기 위상 변조면에 표시시키고, 상기 판독광을 상기 위상 변조면에 입사시켜서 상기 변조광을 생성하는 변조광 생성 스텝을 구비하고,
    상기 위상 분포 산출 스텝이,
    상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 상기 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 상기 타겟면상의 영역을, 상기 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 상기 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 B1 … BN의 크기를 설정하는 스텝과,
    상기 영역 An으로부터 상기 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 상기 광로 길이 Ln에 기초하여 상기 영역 An의 위상을 결정함으로써, 상기 위상 분포를 산출하는 스텝을 포함하는 위상 변조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위상 분포 산출 스텝이, 상기 위상 변조면에 입사되는 상기 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포를 계측하는 계측 스텝을 추가로 포함하는 위상 변조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 위상 변조면에서부터 상기 타겟면까지의 상기 변조광의 광로(光路)가 공극(空隙)으로 이루어지는 위상 변조 방법.
  4. 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 상기 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광을 출력하는 광원과,
    이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 상기 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 연산부를 구비하고,
    상기 위상 분포 연산부가, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 상기 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 상기 타겟면상의 영역을, 상기 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 상기 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 B1 … BN의 크기를 설정하고, 상기 영역 An으로부터 상기 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 상기 광로 길이 Ln에 기초하여 상기 영역 An의 위상을 결정함으로써, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 변조 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 위상 변조면에 입사되는 상기 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 강도 분포를 계측하는 계측부를 추가로 구비하는 위상 변조 장치.
  6. 광축을 포함하는 임의의 단면에 있어서의 강도 분포가 상기 광축에 대해 축대칭이 되는 판독광을 출력하는 광원과,
    이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 상기 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 위상 분포를 기억하는 기억부를 가지고 있고,
    상기 위상 분포는, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 판독광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개(N은 2 이상의 정수)의 영역 A1 … AN으로 분할함과 아울러, 상기 판독광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 A1 … AN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 A1 … AN의 크기를 설정하고, 상기 타겟면상의 영역을, 상기 변조광의 광축을 중심으로 하는 동심원 모양의 N개의 영역 B1 … BN으로 분할함과 아울러, 상기 변조광의 광축을 포함하는 단면에서의 상기 영역 B1 … BN에 있어서의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 상기 영역 B1 … BN의 크기를 설정하고, 상기 영역 An으로부터 상기 영역 Bn까지의 광로 길이 Ln(n은 1에서부터 N까지의 각 정수)을 구하고, 상기 광로 길이 Ln에 기초하여 상기 영역 An의 위상을 결정함으로써 산출된 것인 위상 변조 장치.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상 변조면에서부터 상기 타겟면까지의 상기 변조광의 광로가 공극으로 이루어지는 위상 변조 장치.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟면에 배치된 대물 렌즈를 추가로 구비하는 위상 변조 장치.
  9. 이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지는 공간광 변조기를 이용하여, 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 위상 변조 방법으로서,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 산출 스텝과,
    상기 위상 분포를 상기 위상 변조면에 표시시키고, 상기 판독광을 상기 위상 변조면에 입사시켜서 상기 변조광을 생성하는 변조광 생성 스텝을 구비하고,
    상기 위상 분포 산출 스텝이,
    상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하는 제1 스텝과,
    상기 영역 Sm에서부터 상기 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 상기 광로 길이 LBm에 기초하여 상기 영역 Sm의 위상을 결정함으로써, 상기 위상 분포를 산출하는 제2 스텝을 포함하는 위상 변조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 스텝에 있어서, 상기 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 S1 … SM으로 분할하고,
    상기 제2 스텝에 있어서, 상기 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하는 위상 조정 방법.
  11. 판독광을 출력하는 광원과,
    이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 상기 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 분포 연산부를 구비하고,
    상기 위상 분포 연산부가, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하고, 상기 영역 Sm에서부터 상기 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 상기 광로 길이 LBm에 기초하여 상기 영역 Sm의 위상을 결정함으로써, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 산출하는 위상 변조 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 위상 분포 연산부가, 상기 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 상기 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하는 위상 변조 장치.
  13. 판독광을 출력하는 광원과,
    이차원 배열된 복수의 영역을 포함하는 위상 변조면을 가지고, 상기 판독광의 위상을 상기 복수의 영역 마다 변조함으로써 변조광을 생성하는 공간광 변조기와,
    상기 위상 변조면에서부터 소정의 광학 거리만큼 떨어진 타겟면에 있어서 상기 변조광이 소정의 강도 분포를 가지도록, 상기 위상 변조면에 표시시키는 위상 분포를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 위상 분포를 기억하는 기억부를 가지고 있고,
    상기 위상 분포는, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개(M은 2 이상의 정수)의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 각 영역 마다의 강도 분포의 적분치가 서로 같아지도록 M개의 영역 R1 … RM으로 분할하고, 상기 영역 Sm에서부터 상기 영역 Rm까지의 광로 길이 LBm(m은 1에서부터 M까지의 각 정수)를 구하고, 상기 광로 길이 LBm에 기초하여 상기 영역 Sm의 위상을 결정함으로써 산출된 것인 위상 변조 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 위상 분포는, 상기 판독광의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 판독광이 입사되는 상기 위상 변조면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 S1 … SM으로 분할하고, 상기 타겟면상의 강도 분포의 중심 위치를 산출하여, 상기 변조광이 입사되는 상기 타겟면상의 영역을, 상기 중심 위치를 좌표의 중심으로 하는 극좌표계에 있어서 각도 방향으로 분할함으로써 상기 M개의 영역 R1 … RM으로 분할된 것인 위상 변조 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210013618A (ko) * 2018-05-31 2021-02-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 측정 장치 및 타겟 측정 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106662739B (zh) * 2014-06-03 2020-06-12 Mtt创新公司 应用于成像、照明和投影的高效的动态高对比度透镜作用
KR102262214B1 (ko) * 2014-09-23 2021-06-08 삼성전자주식회사 홀로그래픽 3차원 영상 표시 장치 및 방법
JP6516554B2 (ja) 2015-05-15 2019-05-22 浜松ホトニクス株式会社 変調パターン算出装置、光制御装置、変調パターン算出方法および変調パターン算出プログラム
CN105763332B (zh) * 2015-12-31 2019-02-22 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种基于多点函数拟合的波前反馈控制的方法
US10310335B2 (en) * 2016-02-29 2019-06-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Reducing orders of diffraction patterns
US20170277003A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Phase modulator for holographic see through display
KR20170116272A (ko) * 2016-04-08 2017-10-19 삼성디스플레이 주식회사 구조 조명 현미경 및 이를 이용한 영상 처리 방법
CN106725319B (zh) * 2016-12-12 2019-09-10 四川大学 一种光通过散射介质聚焦的单元裂解调制方法
CN107688284B (zh) * 2017-08-29 2024-03-12 西北核技术研究所 一种粒子场全息同轴和离轴再现光路系统及方法
CN111474188B (zh) * 2019-01-24 2021-07-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于动态调制的单次曝光波前重建和相位成像装置和方法
CN116625649B (zh) * 2023-07-25 2023-10-20 中国测试技术研究院 一种面向双焦光学系统的参数测定及检验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121749A (ja) 2001-08-09 2003-04-23 Olympus Optical Co Ltd 顕微鏡
US20100000978A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machining device and laser machining method
JP2012022252A (ja) * 2010-07-16 2012-02-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ光整形用光学部品の設計方法、及び、レーザ光整形用光学部品の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3476463A (en) * 1965-05-11 1969-11-04 Perkin Elmer Corp Coherent light optical system yielding an output beam of desired intensity distribution at a desired equiphase surface
KR100972180B1 (ko) * 2001-03-20 2010-07-26 톰슨 라이센싱 광학 구성부품을 조명하기 위한 장치, 광기록매체로부터 읽거나 광기록매체에 쓰기 위한 장치와 광 위상 요소의 위상 분포를 결정하기 위한 설계 방법
JP3844460B2 (ja) 2002-08-05 2006-11-15 パイオニア株式会社 空間光変調器
GB0329012D0 (en) 2003-12-15 2004-01-14 Univ Cambridge Tech Hologram viewing device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121749A (ja) 2001-08-09 2003-04-23 Olympus Optical Co Ltd 顕微鏡
US20100000978A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Laser machining device and laser machining method
JP2012022252A (ja) * 2010-07-16 2012-02-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ光整形用光学部品の設計方法、及び、レーザ光整形用光学部品の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210013618A (ko) * 2018-05-31 2021-02-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 측정 장치 및 타겟 측정 방법

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