JP2015111517A - Light source device - Google Patents
Light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015111517A JP2015111517A JP2013253269A JP2013253269A JP2015111517A JP 2015111517 A JP2015111517 A JP 2015111517A JP 2013253269 A JP2013253269 A JP 2013253269A JP 2013253269 A JP2013253269 A JP 2013253269A JP 2015111517 A JP2015111517 A JP 2015111517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- condensing
- laser
- source device
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
【課題】レーザ支持光の照度を十分に確保できる光源装置を提供する。【解決手段】この光源装置1では、集光拡張部Kにより、発光封体11内で集光するレーザ光Lの集光領域がレーザ光Lの光軸LA方向又は光軸LAに交差する面内方向に拡張する。これにより、発光封体11内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域Mを拡張することが可能となり、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。【選択図】図1A light source device capable of sufficiently ensuring the illuminance of laser support light is provided. In this light source device 1, a condensing region of laser light L condensed in a light emitting envelope 11 by a condensing extension K is a surface intersecting the optical axis LA direction or the optical axis LA of the laser light L. Expand inward. As a result, it is possible to expand the light emission region M of the laser support light that is lit and maintained in the light emitting envelope 11, and the illuminance of the laser support light can be sufficiently ensured without increasing the output of the laser unit 2. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device.
従来、筐体内のイオン化ガスにレーザ光を照射し、プラズマ状態を維持して紫外線を発生させる光源装置がある。例えば特許文献1に記載の光源では、ガラス製の筐体内に配置した対向電極間に給電することで電極間の放電によるプラズマを発生させており、当該プラズマにレーザ光を継続して照射させることでプラズマ発光であるレーザ支持光を点灯・維持している。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a light source device that emits ultraviolet rays while irradiating an ionized gas in a housing with laser light to maintain a plasma state. For example, in the light source described in Patent Document 1, plasma is generated by discharge between electrodes by supplying power between opposed electrodes arranged in a glass casing, and the plasma is continuously irradiated with laser light. The laser supporting light that is plasma emission is turned on and maintained.
しかしながら、上述した従来の光源装置では、レーザが集光する微小範囲がレーザ支持光の発光領域となるため、レーザ支持光は、輝度が十分に得られるが、照度が得られにくいという問題があった。レーザ支持光の照度を確保するには発光領域を拡大する必要があるが、単純に発光領域を拡大すると、レーザ支持光の点灯・維持のためにレーザの高出力化が必要となることが考えられる。 However, in the conventional light source device described above, since the minute range in which the laser is focused becomes the light emitting region of the laser support light, the laser support light has a sufficient brightness, but there is a problem that it is difficult to obtain the illuminance. It was. In order to secure the illuminance of the laser support light, it is necessary to enlarge the light emitting area. However, if the light emission area is simply enlarged, it is necessary to increase the output of the laser to turn on and maintain the laser support light. It is done.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、レーザ支持光の照度を十分に確保できる光源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a light source device that can sufficiently ensure the illuminance of laser support light.
上記課題の解決のため、本発明に係る光源装置は、レーザ光を出射するレーザ部と、内部空間に発光ガスが封入された発光封体を備えた光源と、レーザ光を発光封体内に集光させる光学系と、光学系によるレーザ光の集光領域をレーザ光の光軸方向又は光軸方向に交差する面内方向に拡張する集光拡張部と、を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a light source device according to the present invention includes a laser unit that emits laser light, a light source that includes a light emitting envelope in which a light emitting gas is sealed in an internal space, and a laser light that is collected in the light emitting envelope. It is characterized by comprising an optical system that emits light, and a condensing extension portion that expands the condensing region of the laser light by the optical system in the optical axis direction of the laser light or in an in-plane direction intersecting the optical axis direction.
この光源装置では、集光拡張部により、発光封体内で集光するレーザ光の集光領域がレーザの光軸方向又は光軸方向に交差する面内方向に拡張する。これにより、光源となる発光封体内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域を拡張することが可能となり、レーザ部を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。 In this light source device, the condensing region of the laser beam condensed in the light emitting envelope is expanded in the optical axis direction of the laser or in the in-plane direction intersecting the optical axis direction by the condensing extension portion. As a result, it is possible to expand the light emission region of the laser support light that is lit and maintained in the light emitting envelope serving as the light source, and it is possible to sufficiently ensure the illuminance of the laser support light without increasing the output of the laser part.
また、集光拡張部は、レーザ光の集光領域に複数の集光位置を形成する集光位置形成部を有していることが好ましい。この場合、複数の集光位置の形成によりレーザ光の集光領域を十分に拡張でき、レーザ支持光の照度を一層確保できる。 Moreover, it is preferable that the condensing extension part has the condensing position formation part which forms a some condensing position in the condensing area | region of a laser beam. In this case, by forming a plurality of condensing positions, the condensing region of the laser light can be sufficiently expanded, and the illuminance of the laser supporting light can be further secured.
また、集光位置形成部は、レーザ光の一部分の光路長を他部分の集光位置に対してレーザ光の光軸方向に変化させる光路長調整板によって構成されていることが好ましい。このような光路長調整板を用いることにより、簡単な構成でレーザ光の集光領域に複数の集光位置を形成できる。 Moreover, it is preferable that the condensing position formation part is comprised by the optical path length adjustment board which changes the optical path length of a part of laser beam to the optical axis direction of a laser beam with respect to the condensing position of another part. By using such an optical path length adjusting plate, a plurality of condensing positions can be formed in the laser light condensing region with a simple configuration.
また、集光位置形成部は、光路長調整板を複数有し、複数の光路長調整板は、レーザ光に対する進出位置が互いに異なるようにレーザ光の光軸方向に配置されていることが好ましい。この場合、簡単な構成でレーザ光の集光領域に複数の集光位置を形成できる。 In addition, the condensing position forming unit preferably includes a plurality of optical path length adjustment plates, and the plurality of optical path length adjustment plates are preferably arranged in the optical axis direction of the laser light so that the advance positions with respect to the laser light are different from each other. . In this case, a plurality of condensing positions can be formed in the laser light condensing region with a simple configuration.
また、光路長調整板をレーザ光に対して駆動させる駆動部を有していることが好ましい。この場合、レーザ光の集光領域の拡張状態を可変にできる。 Moreover, it is preferable to have a drive part which drives an optical path length adjustment board with respect to a laser beam. In this case, the expanded state of the condensing region of the laser beam can be made variable.
また、集光位置形成部は、レーザ光の光路長を光軸方向の軸回りに変化させる光路長調整板によって構成されていることが好ましい。このような光路長調整板を用いることにより、簡単な構成でレーザ光の集光領域に複数の集光位置を形成できる。 Moreover, it is preferable that the condensing position formation part is comprised by the optical path length adjustment plate which changes the optical path length of a laser beam to the surroundings of the axis | shaft of an optical axis direction. By using such an optical path length adjusting plate, a plurality of condensing positions can be formed in the laser light condensing region with a simple configuration.
また、集光位置形成部は、レーザ光の光路長を光軸の径方向に変化させる光路長調整板によって構成されていることが好ましい。このような光路長調整板を用いることにより、簡単な構成でレーザ光の集光領域に複数の集光位置を形成できる。 Moreover, it is preferable that the condensing position formation part is comprised by the optical path length adjustment plate which changes the optical path length of a laser beam to the radial direction of an optical axis. By using such an optical path length adjusting plate, a plurality of condensing positions can be formed in the laser light condensing region with a simple configuration.
また、集光位置形成部は、レンズアレイによって構成されていることが好ましい。この場合、レンズアレイによって容易にレーザ光の集光領域を拡大できる。 Moreover, it is preferable that the condensing position formation part is comprised by the lens array. In this case, the condensing region of the laser light can be easily enlarged by the lens array.
また、集光位置形成部は、光変調素子によって構成されていることが好ましい。この場合、光変調素子によって容易にレーザ光の集光領域を拡大できる。 Moreover, it is preferable that the condensing position formation part is comprised by the light modulation element. In this case, the condensing region of the laser light can be easily expanded by the light modulation element.
また、集光拡張部は、レーザ光の集光領域における集光形状を光軸方向に交差する面内方向に延在させる集光形状調整部を有していることが好ましい。この場合、集光形状の延在によりレーザ光の集光領域を十分に拡張でき、レーザ支持光の照度を一層確保できる。 Moreover, it is preferable that the condensing extension part has the condensing shape adjustment part which extends the condensing shape in the condensing area | region of a laser beam to the in-plane direction which cross | intersects an optical axis direction. In this case, the condensing region of the laser light can be sufficiently expanded by extending the condensing shape, and the illuminance of the laser supporting light can be further secured.
また、集光形状調整部は、シリンドリカルレンズによって構成されていることが好ましい。この場合、シリンドリカルレンズによって容易にレーザ光の集光形状を延在させることができる。 Moreover, it is preferable that the condensing shape adjustment part is comprised by the cylindrical lens. In this case, the condensing shape of the laser beam can be easily extended by the cylindrical lens.
また、集光形状調整部は、光変調素子によって構成されていることが好ましい。この場合、光変調素子によって容易にレーザ光の集光形状を延在させることができる。 Moreover, it is preferable that the condensing shape adjustment part is comprised by the light modulation element. In this case, the condensing shape of the laser light can be easily extended by the light modulation element.
本発明に係る光源装置によれば、レーザ支持光の照度を十分に確保できる。 According to the light source device of the present invention, the illuminance of the laser support light can be sufficiently secured.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る光源装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
[第1実施形態]
Hereinafter, a preferred embodiment of a light source device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光源装置の概略を示す図である。同図に示すように、光源装置1は、レーザ光Lを発生させるレーザ部2と、レーザ部2からのレーザ光Lを導光する光学系3と、互いに対向する対向電極13,13を収容する発光封体11(光源7)とを含んで構成されている。この光源装置1では、対向電極13,13の間に放電を発生させ、その放電経路が発生する確率の高い領域である放電領域にレーザ光Lを照射することで、光源7である発光封体11内において、連続レーザ光Lの集光位置Fを含む所定の発光領域を有するプラズマ発光である高輝度のレーザ支持光を発生させることができる。発光封体11から取り出されたレーザ支持光は、例えば半導体検査用の光源や分光計測用の光として使用される。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a light source device according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the light source device 1 houses a
レーザ部2は、例えばレーザダイオードである。レーザ部2は、連続レーザ及びパルスレーザのいずれであってもよいが、本実施形態では連続レーザが用いられている。レーザ部2からは、発光ガスGの吸収スペクトルに合わせ、例えば波長980nmのレーザ光Lが連続波で出射する。レーザ光Lの出力は、各種光学条件を踏まえて十分な強度が選択され、例えば30W程度となっている。レーザ部2から出射したレーザ光Lは、光ファイバ4によって光学系3に導光される。光学系3は、レーザ部2からのレーザ光Lを発光封体11に向けて集光する光学系である。光学系3は、例えば2つのレンズ5,6によって構成されている。光ファイバ4のヘッド4aから出射したレーザ光Lは、レンズ5によって平行光化した後、レンズ6によって光軸LAをもって発光封体11に向けて集光する。
The
発光封体11は、より具体的には、内部空間Sに発光ガスGが高圧に封入されたバルブ12と、内部空間S内で互いに対向する対向電極13,13とを含んで構成されている。バルブ12は、例えばガラスによって中空の球状に形成されている。バルブ12の内部空間Sには、発光ガスGとして例えばキセノンガスが高圧で封入されている。対向電極13,13は、例えばタングステン等の高融点金属によって棒状に形成されており、その先端側で互いに対向している。
More specifically, the
対向電極13の基端側は、バルブ12の壁部を貫通してバルブ12の外部に引き出され、図示しない電源部に接続された給電部材14にそれぞれ接続されることで、電極間放電のための電力が対向電極13,13に供給されている。なお、対向電極13,13が直接バルブ12の壁部を貫通するのではなく、対向電極13,13と電気的に接続された導電部材がバルブ12の壁部を貫通してバルブ12の外部に引き出され、給電部材14にそれぞれ接続されていてもよい。
The base end side of the
以上のような光源装置1では、給電部材14を介して対向電極13,13の間に高電圧を付加することにより、対向電極13,13の間に放電領域が形成され、放電によって内部空間S内の発光ガスGがイオン化及びプラズマ化される。この放電領域にレーザ光Lが照射されることで、高輝度のレーザ支持光が点灯し、レーザ支持光へのレーザ光Lの照射を継続させることで、対向電極13,13への電力供給が停止されても、レーザ光Lによるエネルギー供給を受けてレーザ支持光が維持される。なお、予めレーザ光Lを放電領域に集光させておき、その後、対向電極13,13間で放電領域を形成してもよい。さらに、レーザ支持光の点灯後は、対向電極13,13への給電を停止してもよく、給電を継続してもよい。
In the light source device 1 as described above, a high voltage is applied between the
ここで、光源装置1では、光学系3によるレーザ光Lの集光領域を拡張する集光拡張部Kが設けられている。本実施形態では、集光拡張部Kは、レーザ光Lの集光領域に複数の集光位置を形成する集光位置形成部22となっている。より具体的には、集光位置形成部22は、図1に示すように、レーザ光Lに対して透過性を有する光路長調整板23と、光路長調整板23をレーザ光Lのレーザ光路に対して進退させるアクチュエータ(駆動部)24とによって構成されている。
Here, the light source device 1 is provided with a condensing extension portion K that extends a condensing region of the laser light L by the
光路長調整板23は、例えば合成石英ガラス等からなる厚さ1mm〜2mm程度の一律な厚みを有する平板状部材であって、発光封体11の外部におけるレーザ光路の雰囲気とは異なる光屈折率を有すると共に、レーザ光Lに対して十分な透過性を備えた透明媒体によって形成されている。光路長調整板23の基端側は、アクチュエータ24に固定されており、光路長調整板23は、アクチュエータ24の駆動によってレーザ光Lの光軸LAに略直交する方向に駆動するようになっている。アクチュエータ24は、レーザ光Lによってレーザ支持光の点灯を行う際、図1に示すように、光学系3、より詳細には、レンズ6と発光封体11との間のレーザ光路上において、レーザ光Lの略半分のみが光路長調整板23を通るように、つまり、レーザ光Lの光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lの断面において、当該断面の略半分の領域を覆うように、光路長調整板23の先端側をレーザ光Lに対して進出させる。
The optical path
光路長調整板23の進出により、レーザ光Lには、光路長調整板23を通過する成分と通過しない成分とが存在することになり、それぞれの成分において焦点位置が変化する。これにより、レーザ光Lは、光軸LA上において発光封体11内で2つの集光位置Fa,Fbを有する。光路長調整板23を通る成分の集光位置Faは、光路長調整板23を通らない成分の集光位置Fbに比べて、レーザ光Lの光軸LA方向の前方側(図1における下方側)に位置する。したがって、図2(a)に示すように、2つの集光位置Fa,Fbによってレーザ光Lの集光領域が光軸LA方向に拡張され、発光封体11内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域Mを光軸LA方向に拡張することが可能となるので、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。
As the optical path
また、光路長調整板23の厚さを更に大きくした場合、集光位置Faと集光位置Fbとの間隔を更に大きくすることができる。この場合、図2(b)に示すように、発光封体11内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域Mを分離することができる。この場合もレーザ支持光の照度を十分に確保できるほか、発光領域M,Mを輝点とするレーザ支持光をそれぞれ別々に用いることにより、検査対象物等の多点同時測定を実施することも可能となる。
Further, when the thickness of the optical path
また、光源装置1では、アクチュエータ24によって光路長調整板23をレーザ光Lに対して進退させることが可能となっており、レーザ光Lの集光領域の拡張状態が可変となっている。したがって、レーザ支持光の照度を必要とする場合に光路長調整板23をレーザ光Lに対して進出させ、レーザ支持光の輝度を必要とする場合に光路長調整板23をレーザ光Lから退避させることで、光源装置1を種々の使用態様に対応させることができる。
[第2実施形態]
In the light source device 1, the
[Second Embodiment]
図3は、本発明の第2実施形態に係る光源装置の概略を示す図である。同図に示すように、第2実施形態に係る光源装置31は、対向電極13,13に代えて、易電子放射物質を含む金属構造体(電子放射構造体)35を発光封体11内に備えて光源7としている点で第1実施形態と異なっている。この光源装置31では、金属構造体35に連続レーザ光Lを照射すると、金属構造体35の近傍における連続レーザ光Lの照射領域に、発光ガスGによるプラズマが発生する。なお、プラズマは、連続レーザ光Lの照射によって金属構造体35から放射された電子が発光ガスGをイオン化し、イオン化された発光ガスGに連続レーザ光Lが照射されることで発生していると推測される。そして、発生したプラズマに連続レーザ光Lを継続的に照射する(プラズマに対して継続的にレーザエネルギーを供給する)ことで、光源7である発光封体11内において、連続レーザ光Lの集光位置Fを含む所定の発光領域を有するプラズマ発光である高輝度のレーザ支持光を点灯・維持させることができる。また、この光源装置31は、光路長調整板23を複数用いている点で第1実施形態と異なっている。
FIG. 3 is a diagram showing an outline of a light source device according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the
本実施形態では、バルブ12は、金属構造体35が位置すると共に球状の外径及び球状の内部空間Sを有する球状部分(本体部)12aと、球状部分12aの一部から円柱状に突出する突出部分(突出部)12bとを有している。また、金属構造体35は、バルブ12の内部空間Sにその全体が収容されると共に、例えばタングステンといった高融点金属によって形成され、易電子放射物質として例えばバリウムを含有する電子放射部35aと、電子放射部35aを支持する支持部35bとを有している。レーザ光Lが照射される電子放射部35aは、例えば細径の円柱状に形成され、レーザ光Lの入射部となる先端35cがバルブ12の頂部を向くようにして球状部分12aの内部に配置されている。なお、レーザ光Lのバルブ12への入射部は、バルブ12の上面部に限られず、バルブ12の側面部であってもよい。また、金属構造体35へのレーザ光Lの入射部も、先端35cに限られず、電子放射部35aの側面部であってもよい。
In the present embodiment, the
一方、支持部35bは、例えばモリブデンといった高融点金属によって円柱状に形成された棒状部材37を有している。支持部35bの先端側には、電子放射部35a(先端35c)が球状部分12a内の内部空間Sの所望の位置(ここでは後述する集光位置Fdに一致する位置)に配置されるように支持されており、支持部35bの基端側は、突出部分12b内の内部空間Sに配置されている。なお、電子放射部35aと支持部35bとは、必ずしも構成材料を変える必要はなく、電子放射部35aに用いる材料で支持部35bを一体に形成してもよい。また、同一の金属で基体を一体に形成し、電子放射部35aに相当する部分にのみ易電子放射物質を含有させてもよい。また、電子放射部35aや金属構造体35の全体が易電子放射物質自体で構成されていてもよい。さらに、電子放射構造体の基体は、タングステンやモリブデンといった金属(導電物)に限られず、セラミック等の絶縁物であってもよい。
On the other hand, the
また、発光封体11は、バルブ12の内部空間S内における金属構造体35の位置決め部36として、支持部35bである棒状部材37を把持する小径部38を有している。小径部38は、突出部分12bの内壁の一部を用いて設けられ、棒状部材37に当接するように突出部分12bの内径が他の部分よりも縮径された状態となっている。なお、小径部38は、棒状部材37の周面に接触しているだけであり、棒状部材37への融着はなされていない。また、小径部38は、図3に例示した位置よりも基端寄り(図面下側)に設けてもよく、先端側(図面上側)寄りに設けてもよい。さらに、小径部38を複数設けてもよい。
Further, the
また、光源装置31では、レーザ光Lの光軸LAに沿って、例えば3枚の光路長調整板23A,23B,23Cがレーザ部2側から順に所定の間隔をもって配置されている。これらの光路長調整板23A,23B,23Cは、その先端側において、レーザ光Lの光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lに対する進出位置が互いに異なるように支持部材32に取り付けられている。より具体的には、光路長調整板23A,23B,23Cのレーザ光Lに対する進出度合いは、光路長調整板23A、光路長調整板23B、光路長調整板23Cの順で大きくなっており、換言すれば、光路長調整板23A、光路長調整板23B、光路長調整板23Cの順で、その先端側とレーザ光Lの光軸LAとの間隔が大きくなっている。
In the
このような光路長調整板23A,23B,23Cを用いることにより、レーザ光Lは、発光封体11内で、光路長調整板23A,23B,23Cのいずれも通らない成分による集光位置Fa、光路長調整板23Aのみを通る成分による集光位置Fb、光路長調整板23A,23Bを通る成分による集光位置Fc、及び光路長調整板23A,23B,23Cの全てを通る成分による集光位置Fdの4つの集光位置を光軸LA方向に有する。
By using such optical path
したがって、光源装置31では、これら4つの集光位置Fa〜Fdによってレーザ光Lの集光領域が光軸LA方向に拡張され、発光封体11内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域Mを光軸LA方向に拡張することが可能となるので、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。
Therefore, in the
なお、光路長調整板23A,23B,23Cは、その先端側において、レーザ光Lの光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lに対する進出位置が互いに異なるように支持部材32に取り付けられていればよく、その順番は問わないし、求められる条件に応じてその数を変更してもよい。また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に光路長調整板23A,23B,23Cの厚さを大きくし、発光封体11内で点灯・維持されるレーザ支持光の発光領域Mを分離してもよい。また、支持部材32をアクチュエータ24に取り付け、レーザ光Lの集光領域の拡張状態を可変としてもよい。
[光路長調整板の変形例]
The optical path
[Modification of optical path length adjustment plate]
上記実施形態では、一律な厚みを有する平板状の透明媒体からなる光路長調整板を例示したが、光路長調整板は種々の変形例をとり得る。図4(a)は、光路長調整板の変形例を示す図である。同図に示すように、変形例に係る光路長調整板33は、合成石英ガラス等の透明媒体によって円板状に形成されており、その中心Oをレーザ光Lの光軸LAが通過するように配置されている。この光路長調整板33は、中心Oを基準として例えば90°の位相角をもって周方向に厚さが異なる部分を有し、厚さが最大の第1の部分33aから時計回りに、厚さが二番目に大きい第2の部分33b、厚さが三番目に大きい第3の部分33c、及び厚さが最小の第4の部分33dとなっている。光路長調整板33は、例えばレンズ6と発光封体11との間でレーザ光Lの光軸LAと同軸に配置される。
In the said embodiment, although the optical path length adjustment plate which consists of a flat transparent medium which has uniform thickness was illustrated, an optical path length adjustment plate can take a various modification. FIG. 4A is a diagram showing a modification of the optical path length adjusting plate. As shown in the figure, the optical path
このような光路長調整板33を用いる場合、図4(b)に示すように、レーザ光Lは、発光封体11内で、第1の部分33aを通る成分による集光位置Fa、第2の部分33bを通る成分による集光位置Fb、第3の部分33cを通る成分による集光位置Fc、及び第4の部分33dを通る成分による集光位置Fdの4つの集光位置を光軸LA方向に有する。したがって、これら4つの集光位置Fa〜Fdによってレーザ光Lの集光領域を光軸LA方向に拡張できる。なお、光路長調整板33において、厚さが最小の第4の部分33dを形成する代わりに、当該部分を厚さのない(透明媒体が存在しない)切欠部分としてもよい。
When such an optical path
なお、光路長調整板33において、厚さの異なる部分が並ぶ順番は問わないし、求められる条件に応じて、その数(位相角)を変更してもよい。また、光路長調整板33において、厚さを変えるのではなく、光屈折率の異なる材料を同様に並べてもよく、厚さと材料の組み合わせによって同様の光透過条件を構成してもよい。また、所定の点を基準として位相角を設定するものであれば、その外形は円板状でなくてもよく、レーザ光Lの入射方向も図とは逆の方向であってもよい。
In the optical path
また、図5(a)は、光路長調整板の別の変形例を示す図である。同図に示すように、別の変形例に係る光路長調整板34は、合成石英ガラス等の透明媒体によって円板状に形成されており、その中心Oをレーザ光Lの光軸LAが通過するように配置されている。この光路長調整板34は、中心Oを基準として径方向に同心円状となるように厚さの異なる部分を有し、中心側から外側に向かって順に厚さが最小の第1の部分34a、二番目に厚さが大きい第2の部分34b、及び厚さが最大の第3の部分34cとなっている。光路長調整板34は、例えばレンズ6と発光封体11との間でレーザ光Lの光軸LAと同軸に配置される。
FIG. 5A is a diagram showing another modification of the optical path length adjusting plate. As shown in the figure, the optical path
このような光路長調整板34を用いる場合、図5(b)に示すように、レーザ光Lは、発光封体11内で、第1の部分34aを通る部分による集光位置Fa、第2の部分34bを通る部分による集光位置Fb、及び第3の部分34cを通る部分による集光位置Fcの3つの集光位置を光軸LA方向に有する。したがって、これら4つの集光位置Fa〜Fcによってレーザ光Lの集光領域を光軸LA方向に拡張できる。なお、光路長調整板34において、厚さが最小の第1の部分34aを形成する代わりに、当該部分を厚さのない(透明媒体が存在しない)切抜部分としてもよい。
When such an optical path
なお、光路長調整板34において、厚さの異なる部分が並ぶ順番は問わないし、求められる条件に応じて、その数を変更してもよい。また、光路長調整板34において、厚さを変えるのではなく、光屈折率の異なる材料を同様に並べてもよく、厚さと材料の組み合わせによって同様の光透過条件を構成してもよい。また、所定の点を基準として同心円を設定するものであれば、その外形は円板状でなくてもよく、レーザ光Lの入射方向も図とは逆の方向であってもよい。
[第3実施形態]
In the optical path
[Third Embodiment]
図6は、本発明の第3実施形態に係る光源装置の概略を示す図である。同図に示すように、第3実施形態に係る光源装置41は、集光拡張部Kである集光位置形成部42としてレンズアレイ43を用いている点で第1実施形態と異なっている。より具体的には、光源装置41では、例えば片凸レンズが配列されてなるレンズアレイ43がレンズ5,6間に配置されている。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of a light source device according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, a
この光源装置41では、レーザ光Lがレンズアレイ43を通ることにより、レーザ光Lの集光位置Fa,Fb,Fcが光軸LAに直交する方向(光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lの断面の面内方向)に形成される。したがって、これらの集光位置Fa〜Fcによってレーザ光Lの集光領域を光軸LAに直交する方向に拡張でき、レーザ支持光の発光領域を拡張できるので、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。
[第4実施形態]
In the
[Fourth Embodiment]
図7は、本発明の第4実施形態に係る光源装置を示す概略図である。同図に示すように、第4実施形態に係る光源装置51は、集光拡張部Kである集光位置形成部52として光変調素子である空間光変調器53を用いている点で第1実施形態と異なっている。
FIG. 7 is a schematic view showing a light source device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the
空間光変調器53は、光の波面を制御することによってレーザ光Lのパターン調整や収差補正を行う装置である。この空間光変調器53では、例えば平行配向されたネマティック液晶層液晶によって入射したレーザ光Lを位相変調して反射し、光強度や偏光方向を維持した状態で光の位相のみを変調する。液晶の状態(位相変調量)は、不図示のコントローラからの信号により画素ごとに制御される。
The spatial
本実施形態では、空間光変調器53は、例えばレンズ5,6間に反射される。レンズ5,6の後段側には、更に2つのレンズ54,55が配置されている。光ファイバ4のヘッド4aから出射したレーザ光Lは、レンズ5,6間の空間光変調器53で反射した後、レンズ54によって平行光化された後、レンズ55によって発光封体11に向けて集光する。空間光変調器53で位相変調を受けたレーザ光Lは、光軸LAに直交する方向(光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lの断面の面内方向)に例えば3つの集光位置Fa,Fb,Fcを形成する。したがって、これらの集光位置Fa〜Fcによってレーザ光Lの集光領域を光軸LAに直交する方向に拡張でき、レーザ支持光の発光領域を拡張できるので、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。
[第5実施形態]
In the present embodiment, the spatial
[Fifth Embodiment]
図8は、本発明の第5実施形態に係る光源装置を示す概略図である。同図に示すように、第5実施形態に係る光源装置61は、集光位置形成部22に代えて、レーザ光Lの集光領域における集光形状を光軸LAに交差する面内方向に延在させる集光形状調整部62を集光拡張部Kとして有している点で第1実施形態と異なっている。
FIG. 8 is a schematic view showing a light source device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
より具体的には、集光形状調整部62は、シリンドリカルレンズ63によって構成されている。シリンドリカルレンズ63は、例えばレンズ5,6間に配置されている。シリンドリカルレンズ63は、入射するレーザ光Lを1軸方向のみについて変化させ、レーザ光Lの集光形状を光軸LAに直交する方向(光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lの断面の面内方向)について線状に変化させる。これにより、レーザ光Lは、光軸LA方向に第1の集光位置Faと第2の集光位置Fbとを有し、図8(a)に示すように、正面側から見た場合には、第1の集光位置Faで焦点を結ぶと共に第2の集光位置Fbで光軸LAに直交する方向に延在し、図8(b)に示すように、側面側から見た場合には、第1の集光位置Faで光軸LAに直交する方向に延在すると共に第2の集光位置Fbで焦点を結ぶ。
More specifically, the condensing
このような光源装置61においても、集光形状の延在によりレーザ光Lの集光領域を十分に拡張でき、レーザ支持光の発光領域を拡張できるので、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。なお、本実施形態では、レーザ光Lの第1の集光位置Fa及び第2の集光位置Fbのいずれか一方が発光封体11内に配置されるようにしてもよく、第1の集光位置Fa及び第2の集光位置Fbの双方が発光封体11内に配置されるようにしてもよい。
[第6実施形態]
Even in such a
[Sixth Embodiment]
図9は、本発明の第6実施形態に係る光源装置の概略を示す図である。同図に示すように、第6実施形態に係る光源装置71は、集光形状調整部73及び集光位置形成部74として光変調素子である回折光学素子75を有している点で第1実施形態と異なっている。
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a light source device according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the
より具体的には、回折光学素子75は、例えばレンズ5,6間に配置されている。回折光学素子75は、その回折パターンに応じて、入射するレーザ光Lを1軸方向のみについて変化させる集光形状調整部73として機能し、図9(a)に示すように、レーザ光Lの集光形状を光軸LAに直交する方向(光軸LAと垂直な方向におけるレーザ光Lの断面の面内方向)について線状に変化させる。これにより、レーザ光Lが集光位置Faにおいて光軸LAに直交する方向に延在し、レーザ光Lの集光領域を十分に拡張できるので、レーザ支持光の照度を十分に確保できる。
More specifically, the diffractive
また、回折光学素子75は、その回折パターンを変更することで集光位置形成部74として機能し、例えばレーザ光Lの集光位置Fa,Fb,Fcを光軸LAに直交する方向に形成する。したがって、これらの集光位置Fa〜Fcによってレーザ光Lの集光領域を光軸LAに直交する方向に拡張でき、レーザ部2を高出力化させることなくレーザ支持光の照度を十分に確保できる。なお、図9(a)及び図9(b)に示す形態において、レーザ光Lの集光位置をよりレーザ部2側から遠くにするために、図7に示したレンズ54,55のようなレンズ群をレンズ6の後段側に配置してもよい。
Further, the diffractive
本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、集光位置形成部(光路長調整板)の厚みの変化は、平板部間の段差部によって形成されているが、なだらかな面で平板部をつないでもよく、さらに、一面がなだらかに厚みを連続的に変化させるような傾斜面を有していてもよい。また、レーザ支持光の発光領域Mは、それぞれ独立した複数のレーザ光Lの集光位置によって形成されるのみではなく、多数の集光位置が実質的に連続して配置されることで形成されてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the change in the thickness of the condensing position forming portion (optical path length adjusting plate) is formed by the stepped portion between the flat plate portions, but the flat plate portions may be connected by a gentle surface. However, it may have an inclined surface that gradually changes the thickness. In addition, the light emission region M of the laser support light is not only formed by a plurality of independent condensing positions of the laser light L, but is formed by arranging a large number of condensing positions substantially continuously. May be.
1,31,41,51,61,71…光源装置、2…レーザ部、3…光学系、7…光源、11…発光封体、22,42,52,74…集光位置形成部、23,23A〜23C,33,34…光路長調整板、24…アクチュエータ(駆動部)、43…レンズアレイ、53…空間光変調器(光変調素子)、62,73…集光形状調整部、75…回折光学素子(光変調素子)、Fa〜Fd…集光位置、G…発光ガス、K…集光拡張部、L…レーザ光、LA…光軸、S…内部空間。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
内部空間に発光ガスが封入された発光封体を備えた光源と、
前記レーザ光を前記発光封体内に集光させる光学系と、
前記光学系による前記レーザ光の集光領域を前記レーザ光の光軸方向又は前記光軸方向に交差する面内方向に拡張する集光拡張部と、を備えたことを特徴とする光源装置。 A laser unit that emits laser light;
A light source including a light emitting envelope in which a luminescent gas is sealed in an internal space;
An optical system for condensing the laser light in the light emitting envelope;
A light source device, comprising: a condensing extension unit that extends a condensing region of the laser light by the optical system in an optical axis direction of the laser light or an in-plane direction intersecting the optical axis direction.
前記複数の光路長調整板は、前記レーザ光に対する進出位置が互いに異なるように前記レーザ光の光軸方向に配置されていることを特徴とする請求項3記載の光源装置。 The condensing position forming unit includes a plurality of the optical path length adjusting plates,
4. The light source device according to claim 3, wherein the plurality of optical path length adjusting plates are arranged in an optical axis direction of the laser light so that advance positions with respect to the laser light are different from each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013253269A JP6211912B2 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013253269A JP6211912B2 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Light source device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015111517A true JP2015111517A (en) | 2015-06-18 |
| JP6211912B2 JP6211912B2 (en) | 2017-10-11 |
Family
ID=53526207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013253269A Active JP6211912B2 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6211912B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11367989B1 (en) | 2020-12-21 | 2022-06-21 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light emitting unit and light source device |
| US11972931B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-04-30 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light emitting sealed body, light emitting unit, and light source device |
| US11862922B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-01-02 | Energetiq Technology, Inc. | Light emitting sealed body and light source device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532829A (en) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド | Laser-driven light source |
| US20110085337A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-14 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Light source device |
-
2013
- 2013-12-06 JP JP2013253269A patent/JP6211912B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532829A (en) * | 2006-03-31 | 2009-09-10 | エナジェティック・テクノロジー・インコーポレーテッド | Laser-driven light source |
| US20110085337A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-14 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Light source device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6211912B2 (en) | 2017-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101432349B1 (en) | Laser drive light source | |
| JP6200612B2 (en) | Light source device | |
| US10032622B2 (en) | Light source device | |
| JP5322217B2 (en) | Light source device | |
| TWI469196B (en) | Exposure device | |
| ATE394708T1 (en) | DEVICE FOR GENERATING EXTREME UV LIGHT AND APPLICATION TO A LITHOGRAPHY SOURCE WITH EXTREME UV RADIATION | |
| JP6211912B2 (en) | Light source device | |
| KR20120034124A (en) | Plasma light source system | |
| TWI240943B (en) | Light source apparatus and image display apparatus | |
| JP6224445B2 (en) | Light source device | |
| US20150163893A1 (en) | Plasma light source apparatus and plasma light generating method | |
| JP6209071B2 (en) | Light source device | |
| JP5947329B2 (en) | Light source device | |
| WO2020157809A1 (en) | Electron beam application device | |
| WO2023034399A9 (en) | Cathode-ray tube ultraviolet light source | |
| JP2007025613A (en) | Light source for exposure | |
| WO2015083528A1 (en) | Light source device | |
| JP6223467B2 (en) | Lighting device and lighting fixture | |
| JP7095236B2 (en) | Plasma light source system | |
| WO2017212710A1 (en) | Laser-driving light source device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161122 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170906 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170912 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170914 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6211912 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |