JPS62251717A - レ−ザビ−ム方向補正装置 - Google Patents
レ−ザビ−ム方向補正装置Info
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- JPS62251717A JPS62251717A JP9455886A JP9455886A JPS62251717A JP S62251717 A JPS62251717 A JP S62251717A JP 9455886 A JP9455886 A JP 9455886A JP 9455886 A JP9455886 A JP 9455886A JP S62251717 A JPS62251717 A JP S62251717A
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- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- voltage
- lens
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- Pending
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (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
〔産業上の利用分野〕
本発明は精密加工用光源としてのレーザ装置に係り、特
に出射方向の安定なレーザ装置に好適なケーザビーム方
向補正装置に関する。 〔従来の技術〕 レーザ装置は使用環境温度が変動したり、入力電力が変
化すると、共振器構成部品の熱膨張により共振器の光路
構成が変化し、レーザ出力、出射方向が微妙に変化する
。これはレーザ装置を精密加工装置、例えばＩＣの描画
装置、光ディスクの原盤カッター等に使用する場合、加
工光点のゆらぎとなり問題である。特に出射方向の変動
が問題で、これに対し、昭和６０年度電子通信学会総合
全国大会予稿集、 １０５５ページにおいて報告されて
いるような対策がなされている。これを第２図に示す。 レーザ１からの光ビームは、２枚のミラー１３．１６の
角度を２方向角度駆動機構１３゜１４を用いて適当に動
かすことにより一定方向に出射する如くになされる。光
ビームの途中に２枚のビー１１スプリッター１７．１８
を首き、分離して取出した光ビームを２次元位置センサ
２０および２］で受け、ビーム位置を検出し、比較回路
２３．２２により基準位置信号と比較し、その結果で２
方向角度駆動機横１３．１４を動かす制御を行っている
。ここで、ビームスプリッター、７と２次元位置センサ
ー２０およびミラー１６の受光点迄の距離を等しくする
ことが、出射ビーム方向変動をなくす為に重点な点とな
る。 〔発明が解決しようとする間層点〕 上記従来技術においては、（ｉ）レーザ装置からの出射
光が発散光であることに対しては何ら考慮していないの
で、平行光を使用するためには、別途にコリソート用レ
ンズが必要となる。（ｉｉ）ミラー１９からの出射光方
向の変動分をΔθ、レーザ１の出射光方向の変動分をΔ
φ、ビームスプリッター、７と２次元位置センサ２０、
およびミラー１６の受光点迄の距離をａおよびｂ、ミラ
ー１；３と２次元位置センサー２ｏの距離をＴ、工、ミ
ラー１６と２次元センサー２１の距離をＬ２、ミラー】
；ｌとレーザビー１１の仮想収束点の距離をＴ、ｏとす
ると、Δ０は下式のようになる。 即ち、出射光方向の変動分ΔθをＯにするためには、ａ
＝ ｂでなければならないが、これの調整は簡易では
ない。（Ｄｉ ）レーザ装置からの出射光方向と、光ビ
ーム方向補正装置からの出射光方向が必ず異なるために
、機器に搭載の場合に余分な光学系を要し、コストアッ
プとなる。等の問題があった０本発明のＩ］的は、これ
らの欠点のない、レーザビーム方向補正装置を提供する
ことにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記１１的は、補正レンズ、ビームスプリッタ−２平板
ガラスから成るビームシフター、レンズ、２次元位置セ
ンサ、補正レンズ及び平行平板の位置及び角度を変える
ための２軸駆動機構、２方向角度駆動機閘、２次元位置
センサの出力を基準位置信号と比較し、差があれば出力
を発生する比較回路を、第１図に示されるように配置し
、閉ループ制御系を構成することで達成される。 〔作用〕 第３図に本発明の動作を示す。説明に不要な部分は消略
しである。実線は正常な場合のレーザビームの経路を示
し、点線はレーザ１からのレーザ光の出射方向がずれた
場合のレーザビーム経路、一点鎖線は本発明のレーザビ
ーム方向補正装置が動作した場合のレーザビームの経路
を示す。補正レンズ２はレーザ１からの出射光が補正レ
ンズ２を透過後に平行ビームになるように置かれている
。 精密光加工用のレーザ１としてアルゴンイオン
に出射方向の安定なレーザ装置に好適なケーザビーム方
向補正装置に関する。 〔従来の技術〕 レーザ装置は使用環境温度が変動したり、入力電力が変
化すると、共振器構成部品の熱膨張により共振器の光路
構成が変化し、レーザ出力、出射方向が微妙に変化する
。これはレーザ装置を精密加工装置、例えばＩＣの描画
装置、光ディスクの原盤カッター等に使用する場合、加
工光点のゆらぎとなり問題である。特に出射方向の変動
が問題で、これに対し、昭和６０年度電子通信学会総合
全国大会予稿集、 １０５５ページにおいて報告されて
いるような対策がなされている。これを第２図に示す。 レーザ１からの光ビームは、２枚のミラー１３．１６の
角度を２方向角度駆動機構１３゜１４を用いて適当に動
かすことにより一定方向に出射する如くになされる。光
ビームの途中に２枚のビー１１スプリッター１７．１８
を首き、分離して取出した光ビームを２次元位置センサ
２０および２］で受け、ビーム位置を検出し、比較回路
２３．２２により基準位置信号と比較し、その結果で２
方向角度駆動機横１３．１４を動かす制御を行っている
。ここで、ビームスプリッター、７と２次元位置センサ
ー２０およびミラー１６の受光点迄の距離を等しくする
ことが、出射ビーム方向変動をなくす為に重点な点とな
る。 〔発明が解決しようとする間層点〕 上記従来技術においては、（ｉ）レーザ装置からの出射
光が発散光であることに対しては何ら考慮していないの
で、平行光を使用するためには、別途にコリソート用レ
ンズが必要となる。（ｉｉ）ミラー１９からの出射光方
向の変動分をΔθ、レーザ１の出射光方向の変動分をΔ
φ、ビームスプリッター、７と２次元位置センサ２０、
およびミラー１６の受光点迄の距離をａおよびｂ、ミラ
ー１；３と２次元位置センサー２ｏの距離をＴ、工、ミ
ラー１６と２次元センサー２１の距離をＬ２、ミラー】
；ｌとレーザビー１１の仮想収束点の距離をＴ、ｏとす
ると、Δ０は下式のようになる。 即ち、出射光方向の変動分ΔθをＯにするためには、ａ
＝ ｂでなければならないが、これの調整は簡易では
ない。（Ｄｉ ）レーザ装置からの出射光方向と、光ビ
ーム方向補正装置からの出射光方向が必ず異なるために
、機器に搭載の場合に余分な光学系を要し、コストアッ
プとなる。等の問題があった０本発明のＩ］的は、これ
らの欠点のない、レーザビーム方向補正装置を提供する
ことにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記１１的は、補正レンズ、ビームスプリッタ−２平板
ガラスから成るビームシフター、レンズ、２次元位置セ
ンサ、補正レンズ及び平行平板の位置及び角度を変える
ための２軸駆動機構、２方向角度駆動機閘、２次元位置
センサの出力を基準位置信号と比較し、差があれば出力
を発生する比較回路を、第１図に示されるように配置し
、閉ループ制御系を構成することで達成される。 〔作用〕 第３図に本発明の動作を示す。説明に不要な部分は消略
しである。実線は正常な場合のレーザビームの経路を示
し、点線はレーザ１からのレーザ光の出射方向がずれた
場合のレーザビーム経路、一点鎖線は本発明のレーザビ
ーム方向補正装置が動作した場合のレーザビームの経路
を示す。補正レンズ２はレーザ１からの出射光が補正レ
ンズ２を透過後に平行ビームになるように置かれている
。 精密光加工用のレーザ１としてアルゴンイオン
【ノーザ
がよく用いられるが、単一波長発振を行オ）せる場合、
レーザの光共振器は出力光取出し側に凹面鏡、他端番コ
はプリズムと平面鏡を用いる。この場合、上記平面鏡上
の一点からレーザ光が出射するかの如くに、レーザ発振
する。出射方向が変動した場合、平１＋ｒ鏡−１−の別
の一点から１／−ザ光が出射するため、補１１ユ（ノン
ズ２を透過したレーザビームは平行ビームではあるが方
向の異なる光となり、点線に示すように２次元位置セン
サ６の５１１の一点にレンズ７により集光される。従っ
て２次元位置センサ６の出力は正常レーザビームの場合
と異なる値となる。この出力値が変わらないように補正
レンズ２をレーザビーム方向と垂直な方向が平行に動か
すと、一点鎖線で示されるレーザビーｔ１となり、正常
な場合のレーザビームどは進行方向が平行にずれたレー
ザビームとなって、ビームシフター：３に入射する。２
次元位置センザＬ 、１に入射する位置が正常レーザビ
ームの場合と同じ、即ち２次元位置センサ１１からの出
力値が正常レーザビームの場合と同じになるように、ビ
ームシフター３をレーザビーム方向に対し傾ける。これ
により、ビームシフター３を出射したレーザビー１１を
正常レーザビームと同一とすることが出来る。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。レー
ザ１よりのレーザビーム上に、補正レンズ２．ビー１１
スプリッター８．ビー１１シフター３゜ビー１１スプリ
ツター１２を、この順序に配置する。 補正レンズ２は、レーザビーム上、レーザ出射端近くに
、レンズ通過後のレーザビームが平行ビｌｚとなる様に
設置する。補正レンズ２は二輔駆Ｉ…＋Ｐ構・１により
、レーザビート、方向に垂直な２方向に微動させること
ができる。ビームスプリッタ−８により分離されたレー
ザビー１１はレンズ７により、２欣元位置センサに］−
に集束し結像する。 ２次元位置センサからはセンサ上のレーザビーム位置に
応じた出力電圧が発生する。もちろん、レーザパワーが
変化した場合でも、それを補償できる回路となっている
。この出力電圧を比較回路５は、これに内蔵された〕ん
べｆ１電圧と比較し、値が異なれば、その差に応じた電
圧を出力し２＠駆動機閘４を駆動し、レンズ２を動かす
。この閉ループ制御系により、レーザ１からのレーザビ
ーム出射方向が変動しても、補正レンズ２を出たビーｔ
５の出射方向は平行となる。補正レンズ２の２＠駆動機
構は、閉ループ系の動作が途中で停止した場合でも、直
前の状態を保持していることが必要であす、モータｌｉ
−リＪの微１シ１送り機構が好適である。レーザビーム
を更にビームスプリッター、２により分Ｉ龍し、２次元
位置センサ】１上に照射させろ。 ２次元位置センサ１１は、センサ上のレーザビー１１位
「ｔに応じた電圧を出力する。比較回路１０は、この出
力を内蔵の基Ｉ？！電圧と比較し、差があれば、差に応
じた電圧を出力する。２方向角度駆動９はこの電圧に応
じ、ビームシフター３をレーザビーム方向に対し傾ける
。この閉ループ制御系により、ビームシフター３を通過
したレーザビームの方向。 位置は一定となる。２方向角）ｉｉ駆動機閘は前述の２
軸駆動機楕と同様の理由で、モーター駆動の微動送り機
構が好適である。レーザ］からのビーム拡がりは一定と
仮定したが、これが変動する場合、２次元位置センサ６
の代りに、光ディスクプレヤー等で用いられる焦点検出
光学系を用い、２軸駆動機構４の代りに３軸駆動機構を
用い、補正レンズ２をレーザビーム方向にも駆動させる
ことにより、ビーム拡がりの変動がある場合でも、一定
の方向１位置のレーザビームを得ろことが可能である。 〔発明の効果〕 以−１−１本発明によれば、レーザ装置からの出射光方
向が変動した場合でも、出射方向１位置の一定な平行Ｌ
ノーザビー１１を得ろことが出来、またレーザピー１１
位置が変わらないため、余分の光学系を要せず、精密光
加工機の設計９組立調整が容易となる効果がある。
がよく用いられるが、単一波長発振を行オ）せる場合、
レーザの光共振器は出力光取出し側に凹面鏡、他端番コ
はプリズムと平面鏡を用いる。この場合、上記平面鏡上
の一点からレーザ光が出射するかの如くに、レーザ発振
する。出射方向が変動した場合、平１＋ｒ鏡−１−の別
の一点から１／−ザ光が出射するため、補１１ユ（ノン
ズ２を透過したレーザビームは平行ビームではあるが方
向の異なる光となり、点線に示すように２次元位置セン
サ６の５１１の一点にレンズ７により集光される。従っ
て２次元位置センサ６の出力は正常レーザビームの場合
と異なる値となる。この出力値が変わらないように補正
レンズ２をレーザビーム方向と垂直な方向が平行に動か
すと、一点鎖線で示されるレーザビーｔ１となり、正常
な場合のレーザビームどは進行方向が平行にずれたレー
ザビームとなって、ビームシフター：３に入射する。２
次元位置センザＬ 、１に入射する位置が正常レーザビ
ームの場合と同じ、即ち２次元位置センサ１１からの出
力値が正常レーザビームの場合と同じになるように、ビ
ームシフター３をレーザビーム方向に対し傾ける。これ
により、ビームシフター３を出射したレーザビー１１を
正常レーザビームと同一とすることが出来る。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。レー
ザ１よりのレーザビーム上に、補正レンズ２．ビー１１
スプリッター８．ビー１１シフター３゜ビー１１スプリ
ツター１２を、この順序に配置する。 補正レンズ２は、レーザビーム上、レーザ出射端近くに
、レンズ通過後のレーザビームが平行ビｌｚとなる様に
設置する。補正レンズ２は二輔駆Ｉ…＋Ｐ構・１により
、レーザビート、方向に垂直な２方向に微動させること
ができる。ビームスプリッタ−８により分離されたレー
ザビー１１はレンズ７により、２欣元位置センサに］−
に集束し結像する。 ２次元位置センサからはセンサ上のレーザビーム位置に
応じた出力電圧が発生する。もちろん、レーザパワーが
変化した場合でも、それを補償できる回路となっている
。この出力電圧を比較回路５は、これに内蔵された〕ん
べｆ１電圧と比較し、値が異なれば、その差に応じた電
圧を出力し２＠駆動機閘４を駆動し、レンズ２を動かす
。この閉ループ制御系により、レーザ１からのレーザビ
ーム出射方向が変動しても、補正レンズ２を出たビーｔ
５の出射方向は平行となる。補正レンズ２の２＠駆動機
構は、閉ループ系の動作が途中で停止した場合でも、直
前の状態を保持していることが必要であす、モータｌｉ
−リＪの微１シ１送り機構が好適である。レーザビーム
を更にビームスプリッター、２により分Ｉ龍し、２次元
位置センサ】１上に照射させろ。 ２次元位置センサ１１は、センサ上のレーザビー１１位
「ｔに応じた電圧を出力する。比較回路１０は、この出
力を内蔵の基Ｉ？！電圧と比較し、差があれば、差に応
じた電圧を出力する。２方向角度駆動９はこの電圧に応
じ、ビームシフター３をレーザビーム方向に対し傾ける
。この閉ループ制御系により、ビームシフター３を通過
したレーザビームの方向。 位置は一定となる。２方向角）ｉｉ駆動機閘は前述の２
軸駆動機楕と同様の理由で、モーター駆動の微動送り機
構が好適である。レーザ］からのビーム拡がりは一定と
仮定したが、これが変動する場合、２次元位置センサ６
の代りに、光ディスクプレヤー等で用いられる焦点検出
光学系を用い、２軸駆動機構４の代りに３軸駆動機構を
用い、補正レンズ２をレーザビーム方向にも駆動させる
ことにより、ビーム拡がりの変動がある場合でも、一定
の方向１位置のレーザビームを得ろことが可能である。 〔発明の効果〕 以−１−１本発明によれば、レーザ装置からの出射光方
向が変動した場合でも、出射方向１位置の一定な平行Ｌ
ノーザビー１１を得ろことが出来、またレーザピー１１
位置が変わらないため、余分の光学系を要せず、精密光
加工機の設計９組立調整が容易となる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図は従来例の
１と略図、第ご３図は本発明の動作説明図である。 ］・・・レーザ、２・・・補正レンズ、；３・・・ビー
ムシフター、４・・・２＠駆動機構、５，１０・・・比
較回路、６゜１１・・・２次元位置センサ、７・・・レ
ンズ、８．１２・・・ビーｌ、スプリッター、９・・・
２方向角度駆動機構。
１と略図、第ご３図は本発明の動作説明図である。 ］・・・レーザ、２・・・補正レンズ、；３・・・ビー
ムシフター、４・・・２＠駆動機構、５，１０・・・比
較回路、６゜１１・・・２次元位置センサ、７・・・レ
ンズ、８．１２・・・ビーｌ、スプリッター、９・・・
２方向角度駆動機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザビーム上に設けられた、第１のレンズ、第１
のビームスプリッター、平行平板ガラスおよび第２のビ
ームスプリッターと、上記第１のビームスプリッターよ
り取出されたレーザビーム上に設けられた、第２のレン
ズおよび第１の２次元位置センサと、上記第２のビーム
スプリッターより取出されたレーザビーム上に設けられ
た第２の２次元位置センサと、上記第１のレンズをレー
ザビームと垂直な２方向に移動させる機構と、上記平行
平板ガラスをレーザビームに対し２方向に傾ける機構と
、上記第１、第２の２次元位置センサからの出力を基準
信号と比較し、上記２つの機構を制御する制御回路より
成ることを特徴とするレーザビーム方向補正装置。 ２、上記移動及び傾け機構がモーター駆動の微動機構か
ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレ
ーザビーム方向補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9455886A JPS62251717A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | レ−ザビ−ム方向補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9455886A JPS62251717A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | レ−ザビ−ム方向補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62251717A true JPS62251717A (ja) | 1987-11-02 |
Family
ID=14113652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9455886A Pending JPS62251717A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | レ−ザビ−ム方向補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62251717A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0256735A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学的記録再生装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55142307A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical axis position correcting device |
| JPS60126620A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | レ−ザビ−ム合成装置 |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP9455886A patent/JPS62251717A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55142307A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical axis position correcting device |
| JPS60126620A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Hitachi Ltd | レ−ザビ−ム合成装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0256735A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学的記録再生装置 |
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