JPH021811A - 光ビームホモジナイザおよびその形成方法 - Google Patents
光ビームホモジナイザおよびその形成方法Info
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- JPH021811A JPH021811A JP63142996A JP14299688A JPH021811A JP H021811 A JPH021811 A JP H021811A JP 63142996 A JP63142996 A JP 63142996A JP 14299688 A JP14299688 A JP 14299688A JP H021811 A JPH021811 A JP H021811A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lasers (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
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〕
本発明はエキシマレーザ光のように横断面内に強度分布
を持つ光ビーム（以下、強度分布ビーム）を横断面内の
強度分布が均一である光ビーム（以下、均一ビーム）に
変換する光ビームホモジナイザとその形成方法に関する
ものである。
を持つ光ビーム（以下、強度分布ビーム）を横断面内の
強度分布が均一である光ビーム（以下、均一ビーム）に
変換する光ビームホモジナイザとその形成方法に関する
ものである。
従来の光ビームホモジナイザについては、文献「ソリッ
ド・ステート・テクノロジー（Ｓｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ
ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ ） Ｊ １９８０年、８月号
。
ド・ステート・テクノロジー（Ｓｏｌｉｄ−３ｔａｔｅ
ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ ） Ｊ １９８０年、８月号
。
１１５〜１２０頁に記載されている。第５図（ａ）は、
上記文献に記載されたプリズムを用いた従来の光ビーム
ホモジナイザの構成図である。第５図（ａ）に示した光
ビームホモジナイザにおいては、強度分布ビーム２を４
つに分割したプリズム１３に入射させ、プリズム１３の
各々より出射したビームを重ね合わせることにより均一
ビーム６に変換している。
上記文献に記載されたプリズムを用いた従来の光ビーム
ホモジナイザの構成図である。第５図（ａ）に示した光
ビームホモジナイザにおいては、強度分布ビーム２を４
つに分割したプリズム１３に入射させ、プリズム１３の
各々より出射したビームを重ね合わせることにより均一
ビーム６に変換している。
プリズムまたはレンズまたはミラーを用いた従来の光ビ
ームホモジナイザは、上記文献に記されているように強
度分布ビーム２を横断面方向に分割し重ね合わせること
により横断面内の強度分布を均一化して均一ビーム６を
得ている。しがし、第５図（ｂ）に示したように均一ビ
ームの強度分布は強度分布ビームを榊断面方向に分割す
る際の分割数によって横断面内の強度分布の均一性に限
界がある。このなめ、前記の均一ビームを用いて半導体
プロセスであるＣＶＤやアニーリングなどを行うと均一
ビームの横断面内の不均一に起因した加工むらが生じる
欠点があった。
ームホモジナイザは、上記文献に記されているように強
度分布ビーム２を横断面方向に分割し重ね合わせること
により横断面内の強度分布を均一化して均一ビーム６を
得ている。しがし、第５図（ｂ）に示したように均一ビ
ームの強度分布は強度分布ビームを榊断面方向に分割す
る際の分割数によって横断面内の強度分布の均一性に限
界がある。このなめ、前記の均一ビームを用いて半導体
プロセスであるＣＶＤやアニーリングなどを行うと均一
ビームの横断面内の不均一に起因した加工むらが生じる
欠点があった。
本発明の目的は、従来の欠点を解決し、横断面内に強度
分布を持つ強度分布ビームを横断面内に強度分布が均一
である均一ビームに変換する光ビームホモジナイザとそ
の形成方法を提供することにある。
分布を持つ強度分布ビームを横断面内に強度分布が均一
である均一ビームに変換する光ビームホモジナイザとそ
の形成方法を提供することにある。
本発明による光ホモジナイザは、平行光を一点に集光す
る集光素子を少くとも２つ、光軸を合せ、かつ、互いの
焦点が同じ位置になるよう対向して配置し、前記焦点位
置に散乱体を配置した構成となっている。
る集光素子を少くとも２つ、光軸を合せ、かつ、互いの
焦点が同じ位置になるよう対向して配置し、前記焦点位
置に散乱体を配置した構成となっている。
さらに、本発明によるもう１つの光ビームホモジナイザ
は、入射した平行光を自己内部の一点に集光する集光性
透明体の内部の焦点位置に散乱体を置いて構成となって
いる。
は、入射した平行光を自己内部の一点に集光する集光性
透明体の内部の焦点位置に散乱体を置いて構成となって
いる。
また、本発明による光ビームホモジナイザの形成方法は
、透明体あるいは集光性透明体にレーザ光を照射するこ
とによって透明体あるいは集光性透明体内焦点位置に周
囲とは屈折率、組織密度等の物理的・化学的性質の異な
る領域を形成する工程を備えた構成となっている。
、透明体あるいは集光性透明体にレーザ光を照射するこ
とによって透明体あるいは集光性透明体内焦点位置に周
囲とは屈折率、組織密度等の物理的・化学的性質の異な
る領域を形成する工程を備えた構成となっている。
本発明による光ビームホモジナイザは、集光素子及び散
乱体からなり、かつ集光素子の焦点位置に散乱体が設置
されている。このような光ビームホモジナイザにおいて
は、強度分布ビームは集光素子の焦点位置にて集光され
るため散乱体の影響を受けやすく、強度分布ビームは散
乱され均一な強度分布となり均一ビームを得ることがで
きる。
乱体からなり、かつ集光素子の焦点位置に散乱体が設置
されている。このような光ビームホモジナイザにおいて
は、強度分布ビームは集光素子の焦点位置にて集光され
るため散乱体の影響を受けやすく、強度分布ビームは散
乱され均一な強度分布となり均一ビームを得ることがで
きる。
さらに、本発明の光ビームホモジナイザの散乱体はレー
ザ光を用いた加工により形成することができる。すなわ
ち、透明体あるいは集光性透明体内部の焦点位置にレー
ザ光を照射することにより焦点位置を熱あるいは光化学
反応によって加工し、集光性透明体内に散乱体を形成す
ることができる。
ザ光を用いた加工により形成することができる。すなわ
ち、透明体あるいは集光性透明体内部の焦点位置にレー
ザ光を照射することにより焦点位置を熱あるいは光化学
反応によって加工し、集光性透明体内に散乱体を形成す
ることができる。
次に、図面を用いて本発明を説明する。
第１図に本発明による光ビームホモジナイザの第１の実
施例を示す。入射側凸レンズ１に入射した強度分布ビー
ム２は、焦点位置３に集光される。集光された光は、焦
点位置３に置いて散乱体４の影響を受け、散乱される。
施例を示す。入射側凸レンズ１に入射した強度分布ビー
ム２は、焦点位置３に集光される。集光された光は、焦
点位置３に置いて散乱体４の影響を受け、散乱される。
この光を出射側凸レンズ５にて平行光にし、均一ビーム
６を得ることにより、強度分布ビーム２を均一ビーム６
に変換する。この実施例では集光素子として１枚の凸レ
ンズを用いたが、例えばカメラのレンズのように、数枚
のレンズを貼り合せ、または組合せて集光素子としても
よい。また第１図の構成を数組直列に配置してもよい。
６を得ることにより、強度分布ビーム２を均一ビーム６
に変換する。この実施例では集光素子として１枚の凸レ
ンズを用いたが、例えばカメラのレンズのように、数枚
のレンズを貼り合せ、または組合せて集光素子としても
よい。また第１図の構成を数組直列に配置してもよい。
尚、散乱体には裏面に凹凸のあるガラス球を用いた。
第２図（ａ）に本発明による光ビームホモジナイザの第
２の実施例を示す。入射側凹面鏡７に入射した強度分布
ビーム２は、焦点位置３に集光される。集光された光は
、焦点位置３に置いた散乱体４の影響を受け、散乱され
る。この光を出射側凹面鏡８にて平行光にし、均一ビー
ム６を得ることにより、強度分布ビーム２を均一ビーム
６に変換する。
２の実施例を示す。入射側凹面鏡７に入射した強度分布
ビーム２は、焦点位置３に集光される。集光された光は
、焦点位置３に置いた散乱体４の影響を受け、散乱され
る。この光を出射側凹面鏡８にて平行光にし、均一ビー
ム６を得ることにより、強度分布ビーム２を均一ビーム
６に変換する。
この実施例では出射側凹面鏡８に孔を設けているが、出
射側凹面鏡に孔を設けることなく、第２図（ｂ）の如く
各凹面鏡を配置してもよい。この場合は均一ビーム中に
入射側凹面鏡の影ができないのでより均一性のよいビー
ムとなる。また、集光素子として凹面鏡を用いているが
、平面鏡と凸レンズを組合せて集光素子としてもよい。
射側凹面鏡に孔を設けることなく、第２図（ｂ）の如く
各凹面鏡を配置してもよい。この場合は均一ビーム中に
入射側凹面鏡の影ができないのでより均一性のよいビー
ムとなる。また、集光素子として凹面鏡を用いているが
、平面鏡と凸レンズを組合せて集光素子としてもよい。
この場合は平面鏡と凸レンズの配置を工夫することで、
各集光素子の配置の自由度が大となる。散乱体は第１の
実施例と同じものを用いた。
各集光素子の配置の自由度が大となる。散乱体は第１の
実施例と同じものを用いた。
第３図に本発明による集光性透明体内１部の焦点位置に
散乱体を具備する光ビームホモジナイザの実施例を示す
。凸レンズ９は、内部に焦点位置３を含むように光軸方
向に長くする。入射側凸レンズ面１０に入射した強度分
布ビーム２は、凸レンズ９内部の焦点位置３に集光され
る。集光された光は、焦点位置３に設けた散乱体４の影
響を受け、散乱される。この光を出射側凸レンズ面１１
にて平行にし、均一ビーム６を得ることにより、強度分
布ビーム２を均一ビーム６に変換する。
散乱体を具備する光ビームホモジナイザの実施例を示す
。凸レンズ９は、内部に焦点位置３を含むように光軸方
向に長くする。入射側凸レンズ面１０に入射した強度分
布ビーム２は、凸レンズ９内部の焦点位置３に集光され
る。集光された光は、焦点位置３に設けた散乱体４の影
響を受け、散乱される。この光を出射側凸レンズ面１１
にて平行にし、均一ビーム６を得ることにより、強度分
布ビーム２を均一ビーム６に変換する。
この実施例では端部に集光作用のある透明媒体に凸レン
ズを用いたが、端部を平坦または凹面にし、この部分に
平凸レンズ、凸レンズ等を貼り合せた構成としてもよい
。あるいは端部形状は任意とし、イオン交換、不純物拡
散等により端部の組成を変え、端部屈折率を変化せしめ
て集光作用を生じるように構成してもよい。屈折率の変
化は端部だけでなく全体に渡って変化、すなわち透明体
内に屈折率分布を形成して集光機能をもたせてもよい。
ズを用いたが、端部を平坦または凹面にし、この部分に
平凸レンズ、凸レンズ等を貼り合せた構成としてもよい
。あるいは端部形状は任意とし、イオン交換、不純物拡
散等により端部の組成を変え、端部屈折率を変化せしめ
て集光作用を生じるように構成してもよい。屈折率の変
化は端部だけでなく全体に渡って変化、すなわち透明体
内に屈折率分布を形成して集光機能をもたせてもよい。
次に、第３図に示した本発明による集光性透明体内部の
焦点位置に散乱体を具備する光ビームホモジナイザの散
乱体の形成方法を説明する。第４図（ａ）に散乱体を形
成する前の、内部に焦点位置を持つ凸レンズ９を示す。
焦点位置に散乱体を具備する光ビームホモジナイザの散
乱体の形成方法を説明する。第４図（ａ）に散乱体を形
成する前の、内部に焦点位置を持つ凸レンズ９を示す。
この凸レンズ９に第４図（ｂ）に示すように入射側凸レ
ンズ面１０よりレーザ光１２を入射すると、レーザ光１
２は焦点位置３に集光される。レーザ光が集光されたた
め、焦点位置３におけるレーザ光のパワー密度は増大す
る。レーザ光のパワー密度が増大したため、焦点位置３
は熱あるいは光化学反応によって加工され、散乱体が形
成される。この結果、第４図（Ｃ）に示すように、レー
ザ光１２を照射したことにより焦点位置３に散乱体４を
形成することができる。
ンズ面１０よりレーザ光１２を入射すると、レーザ光１
２は焦点位置３に集光される。レーザ光が集光されたた
め、焦点位置３におけるレーザ光のパワー密度は増大す
る。レーザ光のパワー密度が増大したため、焦点位置３
は熱あるいは光化学反応によって加工され、散乱体が形
成される。この結果、第４図（Ｃ）に示すように、レー
ザ光１２を照射したことにより焦点位置３に散乱体４を
形成することができる。
また、散乱体は透明体を凸レンズにする以前、すなわち
端部を集光機能を設ける以前、すなわち端部に集光機能
を設ける以前の透明体に集光光学系を介してレーザ光を
照射して形成し、この後、透明体端部を加工して集光性
をもたせて集光性透明体としてもよい。
端部を集光機能を設ける以前、すなわち端部に集光機能
を設ける以前の透明体に集光光学系を介してレーザ光を
照射して形成し、この後、透明体端部を加工して集光性
をもたせて集光性透明体としてもよい。
実施例では表面に凹凸のあるガラス球を散乱体に用いた
が、他の材料、例えば、気泡を多数内包するガラス球、
ガラス板あるいはオパール（石英の微粒子の集合体であ
る）のように微粒子の集合体から成る球や板等、光を散
乱するものであればどのようなものでもよい。
が、他の材料、例えば、気泡を多数内包するガラス球、
ガラス板あるいはオパール（石英の微粒子の集合体であ
る）のように微粒子の集合体から成る球や板等、光を散
乱するものであればどのようなものでもよい。
以上述べたように本発明によれば、横断面内に強度分布
を持つ強度分布ビームを横断面内に強度分布が均一であ
る均一ビームに変換することができる。
を持つ強度分布ビームを横断面内に強度分布が均一であ
る均一ビームに変換することができる。
さらに、本発明による集光性透明体内部の焦点位置に散
乱体を具備する光ビームホモジナイザにおいては、集光
素子および散乱体を一体化することにより、外部から機
械的に振動を受けても集光素子と散乱体との位置関係が
不動であるため、光軸がずれにくい。
乱体を具備する光ビームホモジナイザにおいては、集光
素子および散乱体を一体化することにより、外部から機
械的に振動を受けても集光素子と散乱体との位置関係が
不動であるため、光軸がずれにくい。
また、本発明による光ビームホモジナイザの散乱体の形
成方法は、レーザ光により焦点位置を正確に検出し加工
するために簡便かつ正確な形成方法である。
成方法は、レーザ光により焦点位置を正確に検出し加工
するために簡便かつ正確な形成方法である。
第１図は本発明の第１の実施例である光ビームホモジナ
イザの構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の
実施例である光ビームホモジナイザの構成図、第３図は
本発明による集光性透明体内部の焦点位置に散乱体を具
備する光ビームホモジナイザの実施例の構成図である。 また、第４図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は本発明による光ビームホモジナイザの
散乱体の形成方法を示す概念図であり、第４図（ａ）、
散乱体を形成する前、（ｂ）は形成中、（ｃ）は形成し
た後の状態をあられす。さらに、第５図（ａ）は従来の
光ビームホモジナイザの構成図、第５図（ｂ）は従来の
光ビームホモジナイザにおける均一ビームの横断面内の
強度分布である。 １・・・入射側凸レンズ、２・・・強度分布ビーム、３
・・・焦点位置、４・・・散乱体、５・・・出射側凸レ
ンズ、６・・・均一ビーム、７・・・入射側凹面鏡、８
・・・出射側凹面鏡、９・・・凸レンズ、１０・・・入
射側凸レンズ面、１１・・・出射側凸レンズ面、１２・
・・レーザ光、１３・・・プリズム。
イザの構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の
実施例である光ビームホモジナイザの構成図、第３図は
本発明による集光性透明体内部の焦点位置に散乱体を具
備する光ビームホモジナイザの実施例の構成図である。 また、第４図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は本発明による光ビームホモジナイザの
散乱体の形成方法を示す概念図であり、第４図（ａ）、
散乱体を形成する前、（ｂ）は形成中、（ｃ）は形成し
た後の状態をあられす。さらに、第５図（ａ）は従来の
光ビームホモジナイザの構成図、第５図（ｂ）は従来の
光ビームホモジナイザにおける均一ビームの横断面内の
強度分布である。 １・・・入射側凸レンズ、２・・・強度分布ビーム、３
・・・焦点位置、４・・・散乱体、５・・・出射側凸レ
ンズ、６・・・均一ビーム、７・・・入射側凹面鏡、８
・・・出射側凹面鏡、９・・・凸レンズ、１０・・・入
射側凸レンズ面、１１・・・出射側凸レンズ面、１２・
・・レーザ光、１３・・・プリズム。
Claims (3)
- （１）平行光を一点に集光する集光素子を少くとも２つ
、互いの焦点が同じ位置になるよう配置し、前記集光素
子の焦点の位置（以下、焦点位置）に散乱体を置いたこ
とを特徴とする光ビームホモジナイザ。 - （２）入射した平行光を自己内部の一点に集光する集光
性透明体の内部焦点位置に散乱体を設けたことを特徴と
する光ビームホモジナイザ。 - （３）透明体または集光性透明体に集光光学系を介して
、または集光光学系を介さず直接にレーザ光を照射して
、前記透明体または集光性透明体内焦点位置に物理的・
化学的性質が周囲とは異なる領域を形成する工程を有す
ることを特徴する光ビームホモジナイザの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142996A JPH021811A (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 光ビームホモジナイザおよびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63142996A JPH021811A (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 光ビームホモジナイザおよびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021811A true JPH021811A (ja) | 1990-01-08 |
Family
ID=15328518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63142996A Pending JPH021811A (ja) | 1988-06-09 | 1988-06-09 | 光ビームホモジナイザおよびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH021811A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100862954B1 (ko) * | 2002-01-15 | 2008-10-13 | 노키아 코포레이션 | 레스큐 비컨 |
| US8432500B2 (en) | 2008-09-23 | 2013-04-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lighting device with thermally variable reflecting element |
-
1988
- 1988-06-09 JP JP63142996A patent/JPH021811A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100862954B1 (ko) * | 2002-01-15 | 2008-10-13 | 노키아 코포레이션 | 레스큐 비컨 |
| US8432500B2 (en) | 2008-09-23 | 2013-04-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Lighting device with thermally variable reflecting element |
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