(Diffractive Optical Element : DOE)
(Diffractive Optical Element : DOE)
• 光の回折現象を利用して、レーザー光を様々なパターン、形状に変えられる光学素子
DOE
分岐レーザー光
入力:ガウシアン 出力:トップハット
対応波長領域が広い:紫外線~赤外線
+ + + +
DOEの概念
DOE格子周期の異なる回折格子
P
Θ≒λ/p
m=-1
m=0
m=+1
・・・・
・・・・
回折格子による光の回折
回折格子
凸凹構造
平面波
↑波の山 ↑波の山
スリット
←波の山が重なって強めあう。
光の回折を利用して分岐
スクリーン
多数の光を作る従来法の例
3本レーザー装置3台
レーザー装置
レーザー装置
レーザー装置
一部透過ミラー
光路、光の強さなど調整が必要
レーザー装置1台で行う場合
全反射ミラー
DOEを使えば
ミラー
レンズ
集光点
集光点
レーザー
DOE
レンズ
多点スポットが簡単
集光点拡大イメージ
DOEレーザー光
入射位置を変えても追従して同じパターンが出る
DOEを回転させると・・・ ⇒ パターンも回転する
⇒アライメントがラフで良い
設計仕様(お客様)
・波長・入射径・焦点距離・パターン
設計
シミュレーション
検査
(ARコート)
出荷
評価
DOE作製
社内で設計から完成までワンストップ体制
希望パターン DOE設計解
◇設計仕様・波長:532nm・焦点距離:100mm・パターン
入射光源
◇設計に必要なのは波長、焦点距離、パターン
1
1 1
1
2 1 2
シミュレーション
評価結果希望パターン
弊社DOEの特長:回折効率が高い(>90%)
設計値 実際のDOE構造(実測値)X
Y
Z
他社:バイナリー構造
弊社:マルチレベル構造
マルチレベルの効果
希望パターン
他社:低効率⇒ノイズが多い
弊社:高効率⇒ノイズが非常に少ない
回折
効率
(%
)
階調数
階調数 vs 回折効率
高い回折効率(変換効率)
弊社の強み:設計値通りのDOE構造を形成可能
Z1
42
9n
mDOE構造 設計
Z1
48
6n
m
■表面粗さは小さく、滑らか
■目標構造(Z):1486 nm
■構造(Z):1429 nm
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24001000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
Fab
rica
ted
hei
gh
t(n
m)
Designed height (nm)設計値(nm)
製造
後測
定値
(nm
)
さまざまな構造ができる
ビームパターンの作製実績(一例)
強度が異なる光強度勾配を有する分岐
リング
ライン分岐
文字
リング
レーザー加工の実例①
加工状況
16分岐 21分岐分岐なし
ビーム
プロファイル
実際の加工中の様子
9分岐:一方向走査
9分岐:定点加工
レーザー加工の実例②
設計値@1m
実測値@1m
255µm
255µm
◇表示用
光源一つでこんなことができる!
◇センサー光源用(グリッド)
反射型DOE
収差補正技術
輝度補正技術
丸から四角
レーザー レーザー0次光
1次光
1次光
0次光
1次光
1次光
8分岐リングパターン
0次光
DOE DOE
従来 設計改善・加工精度向上
0次光位置
0次光位置強度は、各8点合計の1/245 0.4%
ビームプロファイラによる強度測定
DOE挿入箇所
DOEを差し替えるだけで、ビームパターン・形状を変更できる
弊社独自の設計技術・高精度加工技術
設計した凹凸構造を基板上に忠実に再現
高効率・低ノイズ・0次光抑制
⇒加工したいところだけを加工できる
様々なパターン、ビーム形状を実現可能
⇒強度比・分布も自由自在
紫外光から赤外光まで対応可能 高耐久性 アライメントがラフで良い
社内で設計から完成までワンストップ体制 レーザーヘッドと合わせたご提案も可能
是非ご検討ください!!