JPH01303403A - 一体型ビーム整形光学系 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ光等の指向性の良いビームの強度分布
のタテ／ヨコ比を自由に変形できるビーム整形光学系に
関する。

（従来の技術〕 従来、レーザビームの断面強度分布は、ガスレーザの場
合には等方、半導体レーザの場合は異方であるが、それ
ぞれ、等方を異方に、異方を等方に、あるいは、異方を
タテ／ヨコ比の異なる異方にそれぞれ変換するための整
形光学系として、プリズム、あるいはプリズムの組が使
用されるのが普通であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術は、−個あるいは複数個のプリズ
ムを別々に配置していたため、これを実装する際、アラ
イメント個所が多く、工程管理個所が増え、組上がった
光学系のコスト高、あるいは機械的、熱的振動による経
時的な配置精度の狂いなど、多くの問題点があった。

本発明の目的は、上述の欠点を解消し、レーザビーム光
源と、ビーム変換プリズム光学系とのアライメントを格
段に容易化し、部品点数を減らし、組立精度の向上を実
現するビーム変換光学系を実現することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、ビーム変換に使用する個々バラバラのプリ
ズムを一体化することで達成される。すなわち、これま
でのプリズムはガラス素子を、断面が三角形をなすよう
に磨いたものであるが、本発明では逆に、ガラス素材を
断面が三角形あるいは台形などをなすべく、くりぬくこ
とによってプリズムを形成する。

つまり、一つのガラスブロックに、単一、あるいは複数
個の三角柱形状の空腔を形成することにより、負のプリ
ズムを作成し、これをビームが通過する毎にアナモフィ
ックなビーム光束径の拡大、あるいは縮少機能を持たせ
るものである。

〔作用〕

すなわち、第１図（ａ）において光束１がガラスブロッ
ク２に入射し、くりぬかれた空気層３に入る。しかる後
、再びガラスブロックに斜めに入射し、屈折を受けて、
ビーム光束が狭められ、ガラス素材中を通過する。そし
て再び第２のくりぬかれた空気層４に入り、対面に斜め
に入射して屈折を受け、さらにビーム光束が狭められて
ガラスブロック外に狭められたビーム光束５として射出
される。

以上の経過はビーム径を縮少する状況の説明であり、平
面図（ｂ）にも示すように、等方強度分布のビームを偏
平なビーム５にビーム整形するものである。

このビームの過程を射出側から逆にたどれば、偏平ビー
ム５を、等方ビーム１にビーム整形できることは云うま
でもない。

さらに第１図（ａ）の断面に対し、第１図（ｂ）よりも
狭いビーム径を持つ場合（第１図（Ｃ））には、左方か
ら入射したタテ長のビーム１′を、等方のビーム５′に
変形することも可能であり、右方からの入射を考えれば
、等方ビームをタテ長のビーム１′に変換する機能を持
つと考えてよい。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第２図に示す。すなわち。

この実施例では入射ビーム６と射出ビーム１２とは同一
の光軸７上にあるため、ビーム整形に伴うビームの平行
移動シフトが生じない利点がある。

これは、空気層８で屈折されたビームが、ガラスブロッ
ク９の底面１０で全反射され、ビームが折り返しを受け
て空気層１１に入射し、再び屈折されて射出ビーム１２
となるためである。

第３図は本発明の第２の実施例である。すなわち、ビー
ムの拡大率又は縮少率を稼ぎたい場合には、第１図、あ
るいは第２図で示したプリズムを増加し、より大きな又
は小さな径のビームを得んとするものである。この例で
は入射ビーム１３と射出ビーム１４とはビームの平行移
動なく整形することが可能である。

又、本発明によれば例えば、第４図に示すように強度分
布の異方性を有する半導体レーザ１５からのビームをコ
リメータ１６よりコリメートし、これを前記実施例の如
きビーム整形器１７に導入し、フォーカスレンズ１８に
より被走査面（光ディスクあるいは回転ドラムなど）１
９上に任意の形状のスポットを照射することが可能とな
る。

〔発明の効果〕

以上述べて来たように本発明によれば、複数のプリズム
作用を一体化することが可能となり、例えばたてよこ比
の異なる強度分布を持つ半導体レーザビームの整形、あ
るいは、たてよこ比がさらに大幅に違ってくる、フェー
ズドアレー型半導体レーザビームの整形等にも利用する
ことが可能である。そして、従来、個々のプリズムをそ
れぞれ１個づつ、光学系上に７ライメントしていたもの
が、１個のブロックによって単一化され、アライメント
工程数の低減、あるいはプリズム相互間の機械あるいは
熱的振動からのプロテクトなど、散散の効果を見い出す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明のためのプリズムの側断面図
および正面図、第２図、第３図は本発明の実施例のプリ
ズムの側断面図および平面図、第４図は本発明の実施例
による光スポツト照射光学系の模式図である。 １・・・光束、２・・・ガラスブロック、３，４・・・
プリズムを形成する空腔。 ＼、−” 第　１　　図 （３，１５ ＼　　　　　　　　　　　　　　　　　　（３３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ビームの強度分布を縦横比変換するアナモフイツク
   型ビーム整形光学系において、空気層にプリズム作用を
   持たせたことを特徴とする一体型ビーム整形光学系。