特許7154669IP Force 特許公報全文掲載

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細径ビーム生成装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】任意の光源から発せられる光に基づき、出射位置からの距離に依存せず所定の大きさ以下の径を有する直線状の細径ビームを生成できる、細径ビーム生成装置を提供する。
【解決手段】光源と、光源からの発散光をコリメートするか、又は所定の立体角範囲内に集光する集光手段と、集光手段から出射する光線の少なくとも一部を、入射光束より狭い領域に集約する第１の光線集約手段と、第１の光線集約手段から出射する光線を直線状の細径ビームとして集約する第２の光線集約手段と、を有し、第１の光線集約手段及び第２の光線集約手段はいずれも奇数次数非球面である光学素子、又は光学系であり、第２の光線集約手段は、第１の光線集約手段による光線の集約位置に配置され、第１の光線集約手段と第２の光線集約手段は異なる形状を有する、細径ビーム生成装置。
【選択図】図１

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

従来の技術においては、焦点位置のみ、若しくは短い焦点位置の前後でしか細径ビーム光を得ることが出来ないため、レーザ描画や切断加工に使用する際は焦点位置に対象物が正確に置かれている必要があり、その搬送機構や焦点を合わせるフォーカス機構が複雑かつ精密でなければならず、装置全体の構造が大きなものになってしまっていた。また、レーザ光の光ファイバー結合においては、従来は結合レンズでビーム光をフォーカスして光ファイバー端面に光を入力していたが、結合点から発散する角度があるために、結合に損失が出るため、例としてシングルモードファイバー（コア径３μｍ）にレーザーダイオードの光を入れる際には、概ね３０％の結合効率しか得られないといった問題点があった。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

（１） 本発明は、光源と、前記光源からの発散光をコリメートするか、又は所定の立体角範囲内に集光する集光手段と、前記集光手段から出射する光線の少なくとも一部を、入射光束より狭い領域に集約する第１の光線集約手段と、前記第１の光線集約手段から出射する光線を直線状の細径ビームとして集約する第２の光線集約手段と、を有し、前記第１の光線集約手段及び前記第２の光線集約手段はいずれも奇数次数非球面である光・・・　続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、任意の光源から発せられる光に基づき、出射位置からの距離に依存せず所定の大きさ以下の径を有する直線状の細径ビームを生成できる、細径ビーム生成装置を提供できる。

この特許の権利範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 本発明の第１細径ビーム生成装置の構成を示す模式図である。
【図2】 本発明の第２細径ビーム生成装置の構成を示す模式図である。
【図3】 図２におけるＡ－Ａ線断面図である。
【図4A】 本発明の第２第１の光線集約手段、及び第２の光源集約手段を示す斜視図である。
【図4B】 本発明の第２第１の光線集約手段、及び第２の光源集約手段を示す斜視図である。
【図5】 本発明の第３細径ビーム生成装置の構成を示す模式図である。
【図6】 本発明の第４細径ビーム生成装置の構成を示す模式図である。
【図7】 奇数次数非球面と偶数次数非球面に対する入射光線がそれぞれ偏心した場合の影響を比較する模式図である。
【図8】 第１細径ビーム生成装置の光学シミュレーション結果を示す図である。
【図9】 第２細径ビーム生成装置の光学シミュレーション結果を示す図である。
【図10】 第３細径ビーム生成装置の光学シミュレーション結果を示す図である。
【図11】 第４細径ビーム生成装置の光学シミュレーション結果を示す図である。

代表図 図1本件の代表的な図

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 細径ビーム生成装置 ２ 光源 ３ コリメータレンズ（コリメータ光学系） ４１、４１ａ１、４１ｂ２、４２ｂ１ 第１の光線集約手段 ４２、４２ａ１、４２ｂ２ 第２の光線集約手段 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 細径ビーム Ｘ 光軸

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