ベッセルビーム発生装置
【課題】本発明は、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供する。
【解決手段】光源と、前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置である。
【解決手段】光源と、前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非回折性ビームの一種であるベッセルビームに関し、特に、ベッセルビーム発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、加工用や顕微鏡用に有用な焦点深度の深いビームが求められており、これに適したビームを発生させる装置として、ベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生装置が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６１０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のベッセルビーム発生装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメータレンズ等により平行光として空間伝播させ、これを円錐状のアキシコンプリズムに入射してベッセルビームを発生させるものであった。
【０００５】
このため、従来のベッセルビーム発生装置では、平行光を得るためのコリメーション調整やレーザ光に対する各光学部品の光軸の調芯調整の難易度が高く、組立て調整作業が困難であった。
【０００６】
また、従来のベッセルビーム発生装置は、その形状が大きく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が低かった。
【０００７】
そこで、本発明は、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。
【０００９】
本発明は、光源と、前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記フェルールは、前記レンズの挿入を止める第１位置決め部と、前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第２位置決め部と、を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記レンズから前記ベッセルビーム発生素子へ平行に光が入射するようにして、前記レンズと前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記レンズは、前記光ファイバと略同じ直径であり、前記光ファイバを伝搬する光を平行光にして出射する屈折率分布型のレンズである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記ベッセルビーム発生素子は、入射端側のコアまたはコア及びクラッドが円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記円錐形状は、９０度以上１５０度未満の頂角を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置を説明する図であり、（ａ）はベッセルビーム発生装置の概略断面図であり、（ｂ）はフェルールの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置を説明する図であり、（ａ）はベッセルビーム発生装置の概略断面図であり、（ｂ）はフェルールの概略断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０は、光源１１と、光ファイバ１２と、レンズ１３と、ベッセルビーム発生素子１４と、フェルール１５と、を備える。以下、順に説明する。
【００２０】
［光源１１］
光源１１には、例えば、レーザ光源を用いる。
【００２１】
［光ファイバ１２］
光ファイバ１２は、光源１１から出射した光を伝搬する。光ファイバ１２は、コア１２ａとクラッド１２ｂとを有している。
【００２２】
［レンズ１３］
レンズ１３は、例えば光ファイバ１２のクラッド１２ｂと略同じ直径のものとし、光ファイバ１２の出射端に融着などの方法により取り付ける。
【００２３】
レンズ１３には、例えば、光ファイバ１２を伝搬する光を平行光にして出射するコリメータレンズを用いる。コリメータレンズとしては、グリンレンズなどの屈折率分布型のレンズを用いることができる。
【００２４】
［ベッセルビーム発生素子１４］
ベッセルビーム発生素子１４は、レンズ１３から出射した光でベッセルビームを発生させる。すなわち、ベッセルビーム発生素子１４は、レンズ１３から出射した光が入射した場合に、ベッセルビームを出射する。
【００２５】
ベッセルビーム発生素子１４としては、例えば、入射端側のコア１４ａ（またはコア１４ａ及びクラッド１４ｂ）が円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバ１４を用いる。なお、この円錐形状が９０度以上１５０度未満の頂角を有する光ファイバ１４は、入射した光を効率よくベッセルビームにして出射するため、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生素子１４として特に好ましく用いることができる。
【００２６】
［フェルール１５］
フェルール１５は、レンズ１３が入射端に挿入され、ベッセルビーム発生素子１４が出射端に挿入される。
【００２７】
フェルール１５は、レンズ１３の挿入を止める第１位置決め部１５ａ、１５ｂと、ベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める第２位置決め部１５ｃ、１５ｄと、を有している。
【００２８】
第１位置決め部１５ａ、１５ｂと第２位置決め部１５ｃ、１５ｄとは、レンズ１３からベッセルビーム発生素子１４へ平行に光が入射するようにして、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める。
【００２９】
より好ましい例では、第１位置決め部１５ａ、１５ｂと第２位置決め部１５ｃ、１５ｄとは、レンズ１３からベッセルビーム発生素子１４へ入射する光の平行度が最大となるようにして、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める。
【００３０】
なお、第１位置決め部１５ａ、１５ｂや第２位置決め部１５ｃ、１５ｄは、レンズ１３やベッセルビーム発生素子１４の形状に合わせた形状にすることが好ましい。
【００３１】
例えば、レンズ１３を光ファイバ１２の出射端に挿入する場合は、第１位置決め部１５ａ、１５ｂの形状を図１に示すような下がり壁とし、この下がり壁に光ファイバ１２の出射端を押し当ててレンズ１３の挿入を止め、フェルール内におけるレンズ１３の位置決めを行うことが好ましい。
【００３２】
また、例えば、ベッセルビーム発生素子１４の入射端側の形状を円錐形状にする場合は、第２位置決め部１５ｃ、１５ｄの形状を図１に示すような円錐形状の壁とし、この円錐形状の壁にベッセルビーム発生素子１４を押し当ててベッセルビーム発生素子１４の挿入を止め、フェルール内におけるベッセルビーム発生素子１４の位置決めを行うことが好ましい。
【００３３】
フェルール１５は、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とを挿入した場合に、これらと嵌合する形状であることが好ましい。このようにすれば、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とをフェルール内において容易に位置決めすることができる。
【００３４】
なお、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とは、フェルール１５に挿入された後、接着剤などでフェルール１５に固定することができる。
【００３５】
以上説明した本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０によれば、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とをフェルール１５に挿入することにより、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とを予め定めた位置関係でフェルール内に配置できるため、コリメーション調整や光軸の調芯調整が容易になる。
【００３６】
また、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０は、フェルール１５を用いて構成されているため、その形状が小さく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が高い。
【００３７】
したがって、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ベッセルビーム発生装置
１１ 光源
１２ 光ファイバ
１２ａ コア
１２ｂ クラッド
１３ レンズ
１４ 光ファイバ（ベッセルビーム発生素子）
１４ａ コア
１４ｂ クラッド
１５ フェルール
１５ａ 第１位置決め部（下がり壁）
１５ｂ 第１位置決め部（下がり壁）
１５ｃ 第２位置決め部（円錐形状の壁）
１５ｄ 第２位置決め部（円錐形状の壁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非回折性ビームの一種であるベッセルビームに関し、特に、ベッセルビーム発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年は、加工用や顕微鏡用に有用な焦点深度の深いビームが求められており、これに適したビームを発生させる装置として、ベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生装置が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２６１０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のベッセルビーム発生装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメータレンズ等により平行光として空間伝播させ、これを円錐状のアキシコンプリズムに入射してベッセルビームを発生させるものであった。
【０００５】
このため、従来のベッセルビーム発生装置では、平行光を得るためのコリメーション調整やレーザ光に対する各光学部品の光軸の調芯調整の難易度が高く、組立て調整作業が困難であった。
【０００６】
また、従来のベッセルビーム発生装置は、その形状が大きく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が低かった。
【０００７】
そこで、本発明は、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記課題は、次の手段により解決される。
【０００９】
本発明は、光源と、前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記フェルールは、前記レンズの挿入を止める第１位置決め部と、前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第２位置決め部と、を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１１】
また、本発明は、前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記レンズから前記ベッセルビーム発生素子へ平行に光が入射するようにして、前記レンズと前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１２】
また、本発明は、前記レンズは、前記光ファイバと略同じ直径であり、前記光ファイバを伝搬する光を平行光にして出射する屈折率分布型のレンズである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記ベッセルビーム発生素子は、入射端側のコアまたはコア及びクラッドが円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバである、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記円錐形状は、９０度以上１５０度未満の頂角を有する、ことを特徴とする上記のベッセルビーム発生装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置を説明する図であり、（ａ）はベッセルビーム発生装置の概略断面図であり、（ｂ）はフェルールの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置を説明する図であり、（ａ）はベッセルビーム発生装置の概略断面図であり、（ｂ）はフェルールの概略断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０は、光源１１と、光ファイバ１２と、レンズ１３と、ベッセルビーム発生素子１４と、フェルール１５と、を備える。以下、順に説明する。
【００２０】
［光源１１］
光源１１には、例えば、レーザ光源を用いる。
【００２１】
［光ファイバ１２］
光ファイバ１２は、光源１１から出射した光を伝搬する。光ファイバ１２は、コア１２ａとクラッド１２ｂとを有している。
【００２２】
［レンズ１３］
レンズ１３は、例えば光ファイバ１２のクラッド１２ｂと略同じ直径のものとし、光ファイバ１２の出射端に融着などの方法により取り付ける。
【００２３】
レンズ１３には、例えば、光ファイバ１２を伝搬する光を平行光にして出射するコリメータレンズを用いる。コリメータレンズとしては、グリンレンズなどの屈折率分布型のレンズを用いることができる。
【００２４】
［ベッセルビーム発生素子１４］
ベッセルビーム発生素子１４は、レンズ１３から出射した光でベッセルビームを発生させる。すなわち、ベッセルビーム発生素子１４は、レンズ１３から出射した光が入射した場合に、ベッセルビームを出射する。
【００２５】
ベッセルビーム発生素子１４としては、例えば、入射端側のコア１４ａ（またはコア１４ａ及びクラッド１４ｂ）が円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバ１４を用いる。なお、この円錐形状が９０度以上１５０度未満の頂角を有する光ファイバ１４は、入射した光を効率よくベッセルビームにして出射するため、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生素子１４として特に好ましく用いることができる。
【００２６】
［フェルール１５］
フェルール１５は、レンズ１３が入射端に挿入され、ベッセルビーム発生素子１４が出射端に挿入される。
【００２７】
フェルール１５は、レンズ１３の挿入を止める第１位置決め部１５ａ、１５ｂと、ベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める第２位置決め部１５ｃ、１５ｄと、を有している。
【００２８】
第１位置決め部１５ａ、１５ｂと第２位置決め部１５ｃ、１５ｄとは、レンズ１３からベッセルビーム発生素子１４へ平行に光が入射するようにして、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める。
【００２９】
より好ましい例では、第１位置決め部１５ａ、１５ｂと第２位置決め部１５ｃ、１５ｄとは、レンズ１３からベッセルビーム発生素子１４へ入射する光の平行度が最大となるようにして、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４の挿入を止める。
【００３０】
なお、第１位置決め部１５ａ、１５ｂや第２位置決め部１５ｃ、１５ｄは、レンズ１３やベッセルビーム発生素子１４の形状に合わせた形状にすることが好ましい。
【００３１】
例えば、レンズ１３を光ファイバ１２の出射端に挿入する場合は、第１位置決め部１５ａ、１５ｂの形状を図１に示すような下がり壁とし、この下がり壁に光ファイバ１２の出射端を押し当ててレンズ１３の挿入を止め、フェルール内におけるレンズ１３の位置決めを行うことが好ましい。
【００３２】
また、例えば、ベッセルビーム発生素子１４の入射端側の形状を円錐形状にする場合は、第２位置決め部１５ｃ、１５ｄの形状を図１に示すような円錐形状の壁とし、この円錐形状の壁にベッセルビーム発生素子１４を押し当ててベッセルビーム発生素子１４の挿入を止め、フェルール内におけるベッセルビーム発生素子１４の位置決めを行うことが好ましい。
【００３３】
フェルール１５は、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とを挿入した場合に、これらと嵌合する形状であることが好ましい。このようにすれば、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とをフェルール内において容易に位置決めすることができる。
【００３４】
なお、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とは、フェルール１５に挿入された後、接着剤などでフェルール１５に固定することができる。
【００３５】
以上説明した本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０によれば、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とをフェルール１５に挿入することにより、レンズ１３とベッセルビーム発生素子１４とを予め定めた位置関係でフェルール内に配置できるため、コリメーション調整や光軸の調芯調整が容易になる。
【００３６】
また、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０は、フェルール１５を用いて構成されているため、その形状が小さく、設置の自由度や加工時の取扱いの自由度が高い。
【００３７】
したがって、本発明の実施形態に係るベッセルビーム発生装置１０によれば、組立て調整作業が容易で、コンパクトで取扱いが容易なベッセルビーム発生装置を提供することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３９】
１０ ベッセルビーム発生装置
１１ 光源
１２ 光ファイバ
１２ａ コア
１２ｂ クラッド
１３ レンズ
１４ 光ファイバ（ベッセルビーム発生素子）
１４ａ コア
１４ｂ クラッド
１５ フェルール
１５ａ 第１位置決め部（下がり壁）
１５ｂ 第１位置決め部（下がり壁）
１５ｃ 第２位置決め部（円錐形状の壁）
１５ｄ 第２位置決め部（円錐形状の壁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、
前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、
前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、
を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置。
【請求項２】
前記フェルールは、
前記レンズの挿入を止める第１位置決め部と、
前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第２位置決め部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項３】
前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記レンズから前記ベッセルビーム発生素子へ平行に光が入射するようにして、前記レンズと前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める、ことを特徴とする請求項２に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項４】
前記レンズは、前記光ファイバと略同じ直径であり、前記光ファイバを伝搬する光を平行光にして出射する屈折率分布型のレンズである、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項５】
前記ベッセルビーム発生素子は、入射端側のコアまたはコア及びクラッドが円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバである、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項６】
前記円錐形状は、９０度以上１５０度未満の頂角を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射した光を伝搬する光ファイバと、
前記光ファイバの出射端に取り付けられたレンズと、
前記レンズから出射した光でベッセルビームを発生させるベッセルビーム発生素子と、
前記レンズが入射端に挿入され、前記ベッセルビーム発生素子が出射端に挿入されるフェルールと、
を備えたことを特徴とするベッセルビーム発生装置。
【請求項２】
前記フェルールは、
前記レンズの挿入を止める第１位置決め部と、
前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める第２位置決め部と、
を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項３】
前記第１位置決め部と前記第２位置決め部とは、前記レンズから前記ベッセルビーム発生素子へ平行に光が入射するようにして、前記レンズと前記ベッセルビーム発生素子の挿入を止める、ことを特徴とする請求項２に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項４】
前記レンズは、前記光ファイバと略同じ直径であり、前記光ファイバを伝搬する光を平行光にして出射する屈折率分布型のレンズである、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項５】
前記ベッセルビーム発生素子は、入射端側のコアまたはコア及びクラッドが円錐形状とされた、入射した光をベッセルビームにして出射する光ファイバである、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のベッセルビーム発生装置。
【請求項６】
前記円錐形状は、９０度以上１５０度未満の頂角を有する、ことを特徴とする請求項５に記載のベッセルビーム発生装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−１５９７４９（Ｐ２０１２−１５９７４９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２４９（Ｐ２０１１−２０２４９）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
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