光学装置的制作方法

1.本发明涉及光学装置。


背景技术：

2.例如在激光加工机中输出的激光束具有高斯形状的轮廓的情况下，照射区域的中心部分和周边部分的激光束的功率不同，由此对象物中的被照射的激光束的功率强的部分可能会损伤，或者弱的部分的加工可能会变得不充分。为了应对该问题，公知有根据用途将光源输出的激光束的轮廓整形为所希望的形状的光束整形元件。例如在下述专利文献1中，公开了具备2个双折射晶体和设置在它们之间的1/2波片的激光加工用光学装置。在该激光加工用光学装置中，通过使高斯形状的激光束进行2次双折射而分离为4个激光束，从而能够扩大激光束的强度分布的平坦部分。
3.专利文献1：日本特开昭61
‑
198210号公报
4.当从光源生成的激光束的功率增大时，例如由于高次模的混入，激光束的轮廓有时会从均等的高斯形状走形，成为非对称。若利用上述专利文献1所公开的激光加工用光学装置对这样的激光束进行整形，则由于原来的激光束为非对称，因此难以获得均匀的轮廓。


技术实现要素：

5.本公开是鉴于这样的状况而完成的，本公开的目的在于提供一种能够调整入射光的轮廓的整形的形态的光学装置。
6.本公开的一侧面所涉及的光学装置具备：第一光学部件，由具有双折射性的材料构成，并配置为光学轴与入射光的行进方向不平行且不正交；第二光学部件，由具有双折射性的材料构成，并配置为光学轴与入射光的行进方向不平行且不正交；以及第三光学部件，设置在第一光学部件与第二光学部件之间，对于第一光学部件的出射光，使相互正交的偏振光成分产生{1/4 m
×
(1/2)}
×
λ的光路差，其中m为整数，第一光学部件、第二光学部件以及第三光学部件中的至少任一个构成为能够绕入射光的轴转动。
7.根据本公开，能够提供一种能够调整入射光的轮廓的整形的形态的光学装置。
附图说明
8.图1是表示本公开的第一实施方式所涉及的光学装置的构成例的立体图。
9.图2是用于对单轴晶体的双折射进行说明的图。
10.图3是表示单轴晶体的光学轴与入射光所成的角同寻常光线及非寻常光线的分离宽度的关系的图表。
11.图4a是用于对1/4波片的原理进行说明的图。
12.图4b是用于对1/4波片的原理进行说明的图。
13.图5a是表示入射到图1所示的第一光学部件前的激光束的示意图。
14.图5b是表示穿过图1所示的第一光学部件后的激光束的示意图。
15.图5c是表示穿过图1所示的1/4波片后的激光束的示意图。
16.图5d是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的示意图。
17.图6是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的另一例的示意图。
18.图7是表示使图1所示的第二光学部件转动的情况下的构成例的立体图。
19.图8a是表示在使图1所示的第二光学部件转动的情况下，穿过第二光学部件后的激光束的示意图。
20.图8b是表示在使图1所示的第二光学部件转动的情况下，穿过第二光学部件后的激光束的示意图。
21.图9是表示本公开的第二实施方式所涉及的光学装置的构成例的立体图。
22.图10a是表示入射到图1所示的第一光学部件前的激光束的轮廓的仿真结果的图表。
23.图10b是表示穿过图1所示的第一光学部件后的激光束的轮廓的仿真结果的图表。
24.图10c是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的轮廓的仿真结果的图表。
具体实施方式
25.以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图的记载中，相同或类似的构成要素用相同或类似的附图标记表示。附图是例示，各部的尺寸、形状是示意性的，不应理解成本将申请发明的权利范围限定于该实施方式。
26.参照图1，对本公开的第一实施方式所涉及的光学装置进行说明。图1是表示本公开的第一实施方式所涉及的光学装置的构成例的立体图。
27.本实施方式所涉及的光学装置100例如设置于利用激光束对对象物进行加工的激光加工机等，作为对光源生成的激光束的轮廓进行整形的光束整形元件发挥功能。
28.如图1所示，光学装置100例如具备第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30。此外，以下，为了便于说明，如图1所示，使用相互正交的x轴、y轴以及z轴的正交坐标系对各部件进行说明，但这些坐标系与各部件的晶体轴没有关系。
29.第一光学部件10、1/4波片30以及第二光学部件20依次设置在从光源(未图示)照射的激光束l1的光路上。在本实施方式中，第一光学部件10、1/4波片30以及第二光学部件20形成为沿着z轴观察的俯视时大致相同大小的圆形平板状，具有与由x轴及y轴规定的平面(以下，也称为xy平面。其他平面也同样。)平行的两个主面、和与z轴平行的厚度。激光束l1从z轴负方向朝向正方向与z轴平行地直进，依次穿过第一光学部件10、1/4波片30以及第二光学部件20。此外，激光束l1的行进方向也可以是反向。
30.第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30的材质只要是具有双折射性的材料，则没有特别限定。例如第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30可以由水晶、金红石或者蓝宝石等结晶材料构成，或者也可以由具有双折射性的树脂等构成。在本实施方式中，作为一个例子，对第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30均由人工水晶构成的情况进行说明。人工水晶是具有一个方向的光学轴的单轴晶体，且具有双折射性。人工水晶例如与玻璃等其他材料相比，在宽波长的范围内具有高透射率。人工水晶即使在供波长较短且能量较强的光(例如，深紫外光)穿过的情况下，光学的特征也不易受损而劣化的进展较慢。另外，由于人工水晶不具有潮解性，因此耐水性优良。
31.图2是用于对单轴晶体的双折射进行说明的图。单轴晶体200具有一个方向的光学轴cx。在向单轴晶体200入射的入射光l的行进方向与单轴晶体200的光学轴cx不平行且不正交的情况下，入射到单轴晶体200的入射光l被分离为振动面正交的寻常光线l
o
和非寻常光线l
e
而行进，产生所谓的双折射。这是因为，在光学部件的晶体构造上，光线的相位速度根据行进方向而不同，由此折射率根据振动面而不同。
32.将单轴晶体200的厚度设为t，将寻常光线l
o
的折射率设为n
o
，将非寻常光线l
e
的折射率设为n
e
，将单轴晶体200的光学轴cx与入射光l所成的角设为α。寻常光线l
o
与非寻常光线l
e
的分离宽度d由以下的数学式(1)表示。
33.[数学式1]
[0034][0035]
图3是表示单轴晶体的光学轴与入射光所成的角同寻常光线及非寻常光线的分离宽度的关系的图表。在该图表中，横轴表示光学轴与入射光所成的角α(deg)，纵轴表示寻常光线与非寻常光线的分离宽度d。基于上述数学式(1)，关于光学轴与入射光所成的角α同寻常光线与非寻常光线的分离宽度d的关系，绘制图3所示的图表。根据该图表，在角度α为45度附近，分离宽度d最大。换言之，即使单轴晶体的厚度t较薄，也能够获得较大的分离宽度d。根据该图表可知，在角度α为35度～55度附近，分离宽度d相对于α的变化量的变化量较小。
[0036]
回到图1，第一光学部件10的光学轴c1及第二光学部件20的光学轴c2均在xz平面上，配置为与入射光的行进方向不平行且不正交。根据上述图3，光学轴c1及光学轴c2与入射光所成的角分别可以为例如35度～55度左右。此外，光学轴与入射光所成的角是指由光学轴与入射光的行进方向规定的角度中较小的角度。
[0037]
第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30中的至少任一个构成为能够绕向各部件的入射光的轴在xy平面内转动。例如在第二光学部件20能够转动的情况下，能够适当地调整第二光学部件20的光学轴c2相对于入射光的倾斜方向。该倾斜方向的调整的效果在后面叙述。
[0038]
1/4波片30在激光束l1的光路上且设置在第一光学部件10与第二光学部件20之间。1/4波片30的厚度可以比第一光学部件10及第二光学部件20的厚度薄。1/4波片30的光学轴c3配置在xy平面上，且与x轴所成的角为锐角。即，1/4波片30的光学轴c3与入射光的行进方向正交。波片30的光学轴c3与x轴所成的角例如可以为45度左右。
[0039]
1/4波片30根据穿过的光的振动面，使光的行进速度不同，由此使相互正交的偏振光成分产生{1/4 (1/2)
×
m}
×
λ(m为整数)的光路差。此外，λ为光的波长。由此，1/4波片30具有例如将直线偏振光转换为圆偏振光、椭圆偏振光，将圆偏振光、椭圆偏振光转换为直线偏振光的功能。参照图4a及图4b，对该功能进一步说明。
[0040]
图4a及图4b是用于对1/4波片的原理进行说明的图。图4a及图4b表示直线偏振光的光入射到1/4波片300的情况下的状况。1/4波片300的光学轴cy与入射光的行进方向正交。
[0041]
图4a表示光的偏振光方向相对于1/4波片300的光学轴cy向y轴正方向侧倾斜45度的情况下的状况。此时，由于1/4波片300的各向异性，构成入射光的直线偏振光的x成分及y
成分相互相位偏移90度而射出。因此，直线偏振光的光成为从1/4波片300观察时顺时针的圆偏振光而射出。另一方面，图4b表示光的偏振光方向相对于1/4波片300的光学轴cy向y轴负方向侧倾斜45度的情况下的状况。在该情况下，直线偏振光的光成为从1/4波片300观察时逆时针的圆偏振光而射出。这样，振动面相互正交的直线偏振光通过1/4波片的透射而被转换为相互反向旋转的圆偏振光。此外，直线偏振光与圆偏振光之间的转换在相反方向也成立，若图4a及图4b中的入射光与出射光相反，则圆偏振光被转换为直线偏振光。
[0042]
参照图1以及图5a至图5d对利用了上述原理的光学装置100中的激光束的轮廓的整形进行说明。图5a是表示入射到图1所示的第一光学部件前的激光束的示意图，图5b是表示穿过图1所示的第一光学部件后的激光束的示意图，图5c是表示穿过图1所示的1/4波片后的激光束的示意图，图5d是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的示意图。此外，为了便于说明，假设入射到第一光学部件10前的激光束l1的偏振光为圆偏振光，截面形状为正圆状来进行说明，但激光束的偏振光、截面形状以及轮廓没有特别限定。例如激光束可以是自然光，也可以是椭圆偏振光。激光束的截面形状也可以是椭圆形状、多边形形状。在图5a～图5d中，光的偏振光方向由箭头显示。
[0043]
如图5a所示，入射到第一光学部件10前的激光束l1是电场的振动面向规定的方向旋转的圆偏振光。如上所述，第一光学部件10配置为光学轴c1与入射光的行进方向不平行且不正交。由此，穿过第一光学部件10的光通过双折射作用而被分离为两个激光束并输出(参照图1)。所分离出的两个激光束l10和激光束l20成为具有相互正交的振动面的直线偏振光(参照图5b)。此外，为了便于说明，假设激光束l10和激光束l20的振动面分别与图1中的x轴及y轴平行。
[0044]
所分离出的两个激光束l10和激光束l20穿过1/4波片30。这里，1/4波片30的光学轴c3配置为与从第一光学部件10射出的激光束l10、l20的行进方向正交，并且与激光束l10、l20的振动面所成的角分别为45度。即，激光束l10、l20与1/4波片30的关系性分别相当于图4a及图4b所示的状况。因此，两个激光束l10、l20分别通过1/4波片30的透射，而转换为相互反向旋转的圆偏振光即激光束l30、l40并输出(参照图5c)。
[0045]
转换为圆偏振光的激光束l30和激光束l40分别入射到第二光学部件20。第二光学部件20与第一光学部件10同样，配置为光学轴c2与入射光的行进方向不平行且不正交。由此，穿过第二光学部件20的激光束l30、l40分别通过双折射作用而被分离为两个激光束并输出。分别被分离为两个的激光束l31和激光束l32以及激光束l41和激光束l42成为具有相互正交的振动面的直线偏振光(参照图5d)。另外，从第二光学部件20射出的光被分离为四个激光束l31、l32、l41、l42，在x轴方向呈直线状扩展分布。这四个激光束l31、l32、l41、l42的重叠整体成为光学装置100的出射光的轮廓。
[0046]
这样，当第一光学部件10的光学轴c1和第二光学部件20的光学轴c2配置为相同方向时，如图5d所示，四个激光束l31、l32、l41、l42呈直线状扩展分布。当使这四个激光束重叠时，出射光的截面形状成为在一个方向延伸的椭圆形状。在进行激光加工时，在对象物中，在照射光的截面形状的长轴方向容易产生龟裂，因此这样的轮廓例如在欲控制龟裂的方向的情况等下是有效的。
[0047]
图6是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的另一例的示意图。例如在入射到第一光学部件10前的激光束的截面形状为椭圆形状的情况下，光学装置100也可以在
该椭圆形状的短轴方向分布四个激光束l31a、l32a、l41a，、l42a。由此，如图6所示，能够使出射光的截面形状整体接近正圆形状。
[0048]
接下来，对第一光学部件10及第二光学部件20在xy平面上的转动进行说明。
[0049]
图7是表示使图1所示的第二光学部件转动的情况下的构成例的立体图。图8a及图8b是表示在使图1所示的第二光学部件转动的情况下，穿过第二光学部件后的激光束的示意图。
[0050]
图7是使图1所示的第二光学部件20绕入射光的轴从y轴向x轴的方向转动90度而成的结构。即，在图7中，第二光学部件20的光学轴c2配置为在yz平面上且与z轴所成的角为锐角。在该情况下，入射到第一光学部件10的激光束l1通过第一光学部件10的透射而沿着x轴方向分离为两个激光束。分离出的两个激光束通过1/4波片30的透射而从直线偏振光转换为圆偏振光。转换为圆偏振光的两个激光束通过第二光学部件20的透射，而沿着与第一光学部件10不同的y轴方向分别分离为两个激光束。因此，如图8a所示，从第二光学部件20射出的光在x轴方向及y轴方向双方扩展。即，四个激光束l31b、l32b、l41b、l42b的各中心描绘出矩形形状。由此，能够使例如具有高斯形状的轮廓的激光束分散为四个，整体转化为所谓的高顶礼帽形的轮廓。这样的轮廓如以往公知的那样，在进行均匀且没有不均的激光加工方面是有效的。
[0051]
另外，通过调整第二光学部件20的转动角度，将第二光学部件20的光学轴c2配置在xz平面与yz平面之间，从而能够如图8b所示，使四个激光束l31c、l32c、l41c、l42c的各中心分散为描绘出平行四边形形状。
[0052]
或者，例如在输入到光学装置100的激光束的轮廓不是高斯形状而具有非对称性的情况下，也可以有意地使四个光束不均匀地分离，以便吸收该非对称性。这样，根据光学装置100，由于能够使第一光学部件10、第二光学部件20转动，因此能够根据入射光的轮廓、整形后的激光束的用途，来调整四个光束的分离的方向。
[0053]
即，例如在专利文献1所公开的结构中，在两个双折射材料之间设置有1/2波片。在该情况下，由第一个双折射材料分离为两个的光以直线偏振光的状态入射到第二个双折射材料，因此各双折射材料的光学轴的配置存在制约。然而，当例如从光源生成的激光束的功率增大时，由于高次模的混入等，激光束的轮廓有时会从均等的高斯形状走形，成为非对称。若对于这样的激光束，使用上述专利文献1所公开的激光加工用光学装置，则由于即使原来的激光束为非对称，基于双折射的分离方向也被决定，因此难以获得均匀的轮廓。
[0054]
在这一点，根据本实施方式，由于在第一光学部件10与第二光学部件20之间设置有1/4波片30，因此能够将穿过第一光学部件10而成为直线偏振光的两个激光束转换为例如圆偏振光。由于圆偏振光没有特定的偏振光面，因此在向第二光学部件20入射时对偏振光面没有制约。因此，能够分别独立地调整第一光学部件10及第二光学部件20的光学轴的朝向。根据入射的激光束的轮廓、激光束的用途，通过使第一光学部件10及第二光学部件20绕入射光的轴转动，能够调整激光束的轮廓的整形的形态。
[0055]
另外，例如在使用相位调制型的空间光调制器(slm：spatial light modulator)进行光束整形的结构中，以光的相位单一为前提。但是，当例如激光束的输出功率增大时，由于由寄生振荡引起的噪声、高次模的混入等而导致相位不是单一的，因此利用slm的整形变得困难。在这一点，根据本实施方式，由于能够与相位无关地使光分离，因此与使用slm的
结构相比，即使是输出功率大的激光束，也能适当地发挥功能。此外，在使用slm等装置的结构中响应时间成为问题，但本实施方式所涉及的光学装置100根据光的偏振光状态被动地动作，因此能够稳定地获得一定的效果。另外，在本实施方式中，由水晶、蓝宝石等结晶材料构成第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30，由此也能够提高对激光束的耐性。
[0056]
此外，第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30的材料不限于人工水晶，可以是具有双折射性的各种部件。例如，第一光学部件10和第二光学部件20能够增大寻常光线和非寻常光线的折射率差大的一方分离出的激光束的分离宽度，从而能够使第一光学部件10及第二光学部件20的大小小型化。另一方面，1/4波片30若折射率大则变得过薄，加工性差。因此，也可以由折射率比水晶大的蓝宝石或金红石等构成第一光学部件10和第二光学部件20，由水晶构成1/4波片30。
[0057]
或者，在使具有折射率差的材质彼此密接的情况下，在部件间的界面处可能会产生由反射引起的光量损失、杂散光。因此，第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30也可以全部由相同的材质构成。由此，能够抑制光量的损失、杂散光的产生。
[0058]
在第一光学部件10中的激光束的分离宽度与第二光学部件20中的激光束的分离宽度没有差异的情况下，根据情况分离的两个光束整体重叠，因此在使光束均匀地分布的情况下不优选。另一方面，若第一光学部件10中的激光束的分离宽度与第二光学部件20中的激光束的分离宽度之差过大，则分离大的一侧的效果变得显著，无法充分地获得光学部件的转动带来的调整的效果。因此，在第一光学部件10和第二光学部件20中，优选较小的分离宽度d2相对于较大的分离宽度d1为(1/2)*d1≤d2＜d1。为了满足该分离宽度d1、d2的条件，第一光学部件10和第二光学部件20可以使厚度不同，或者也可以是各光学轴c1、c2与入射光的行进方向所成的角不同。
[0059]
第一光学部件10、第二光学部件20以及1/4波片30中的能够转动的部件没有特别限定。例如，由于生成激光束的放大器的偏振光依赖性，有时在特定的偏振光中混入高次模。在该情况下，由第一光学部件10分离出的两个光束中的一方的光束的截面形状为椭圆形状或者具有双峰强度分布，由此两光束的强度比可能具有偏差。为了校正该偏差并使轮廓为优选的形状，也可以使第一光学部件10和第二光学部件20双方都能够转动。例如，优选第二光学部件20能够相对于第一光学部件10相对地转动至少180度。具体而言，例如也可以是光学装置100整体相对于入射光具有至少180度的可动区域，第二光学部件20相对于光学装置100具有180度的可动区域的结构。或者，也可以是第一光学部件10和第二光学部件20能够分别转动，第一光学部件10具有至少180度的可动区域，第二光学部件20具有360度的可动区域的结构。
[0060]
在上述实施方式中，对调整激光束的分离方向的方式进行了说明，但也可以代替分离方向，或者除分离方向之外，而调整经分离的光的强度比。具体而言，通过使1/4波片30绕入射光的轴转动，能够调整分离出的激光束的强度比。例如，在由第一光学部件10分离出的两个光束中的一方的光束的非对称性大的情况下，也可以调整1/4波片30的光学轴c3的角度以使该一方的光束的强度比另一方的光束的强度弱。
[0061]
在1/4波片30的光学轴c3与入射到1/4波片30的两个激光束的振动面所成的角都不是45度，并且既不正交也不平行的情况下，直线偏振光分别转换为各种椭圆率的椭圆偏振光并输出。或者，在1/4波片30的光学轴c3与入射到1/4波片30的两个激光束的一方的振
动面正交，与另一方的振动面平行的情况下，这些激光束都以直线偏振光的状态输出。这样，通过使1/4波片30转动来改变光学轴c3的角度，能够有意地使从第二光学部件20射出的四个激光束的强度比不均匀，进而能够抵消由第一光学部件10分离出的两个激光束的不均匀性。
[0062]
在上述实施方式中，示出了光学装置100具备两个光学部件(第一光学部件10及第二光学部件20)和一个1/4波片30的结构，但光学装置所具有的光学部件的数量不限定于此。光学装置例如也可以在相当于第一光学部件10的光学部件的后面具备n个(n为2以上的整数)相当于1/4波片30与第二光学部件20的组合的组合。在该情况下，能够将激光束分离为合计2
n 1
个。
[0063]
另外，在上述实施方式中，1/4波片30是设置在第一光学部件10与第二光学部件20之间的第三光学部件的一个具体例，但第三光学部件只要是使相互正交的偏振光成分产生{1/4 (1/2)
×
m}
×
λ的光路差的结构，则不限定于1/4波片。该第三光学部件也可以由真零级波片(m＝0)构成，或者也可以由多级波片(m＝1、2、3、
···
)构成。在本说明书中，“光学部件”不限于由一个构成要素构成的部件，也包括包含多个构成要素而构成的单元。第三光学部件例如也可以包含两张波片，并通过这两张波片的厚度之差来实现{1/4 (1/2)
×
m}
×
λ的光路差。在该情况下，与由一张波片构成第三光学部件的情况相比，能够使两张波片各自的厚度变厚，从而加工性提高。
[0064]
接下来，参照图9对本公开的第二实施方式所涉及的光学装置进行说明。
[0065]
图9是表示本公开的第二实施方式所涉及的光学装置的构成例的立体图。此外，在以下的说明中，省略与上述实施方式共通的事项的描述，仅对不同点进行说明。特别是，对于相同结构带来的相同的作用效果，在每个实施方式中没有依次提及。本实施方式所涉及的光学装置100a与上述第一实施方式所涉及的光学装置100相比，还具备1/4波片40。
[0066]
1/4波片40与1/4波片30同样，沿着z轴观察的俯视时呈与第一光学部件10及第二光学部件20大致相同大小的圆形平板状，具有与xy平面平行的两个主面和与z轴平行的厚度。1/4波片40的光学轴c4配置为在xy平面上，与从第二光学部件20射出的四个激光束的各振动面所成的角分别为45度。即，1/4波片40的光学轴c4与1/4波片30的光学轴c3同样，与入射光的行进方向正交。1/4波片40设置在第二光学部件20的后面，由此将从第二光学部件20输出的四个激光束从直线偏振光转换为圆偏振光并射出。
[0067]
这样，本实施方式所涉及的光学装置100a通过具备1/4波片40，使从光学装置100a射出的激光束成为圆偏振光，即没有偏振光面。由于射出的激光束没有方向依赖性，因此例如在用于激光加工机等的情况下，能够均匀地加工对象物。
[0068]
此外，1/4波片40的光学轴c4与从第二光学部件20射出的四个激光束的各振动面所成的角不限于45度，也可以是其他的锐角。在该情况下，出射光成为椭圆偏振光，但与上述光学装置100相比，激光束的方向依赖性变弱。另外，1/4波片40例如也可以是与第二光学部件20一起转动的结构。1/4波片40是使相互正交的偏振光成分产生{1/4 n
×
(1/2)}
×
λ(n为整数)的光路差的第四光学部件的一个具体例，但第四光学部件的结构没有限定。
[0069]
图10a是表示入射到图1所示的第一光学部件前的激光束的轮廓的仿真结果的图表。图10b是表示穿过图1所示的第一光学部件后的激光束的轮廓的仿真结果的图表。图10c是表示穿过图1所示的第二光学部件后的激光束的轮廓的仿真结果的图表。在图10a～图
10c所示的图表中，底面表示被照射的激光的位置，高度表示激光束的强度。在本仿真中，将激光直径设为约2mm，将第一光学部件10中的分离宽度设为约0.4mm，将第二光学部件20中的分离宽度设为约0.54mm，将第一光学部件10中的分离方向与第二光学部件20中的分离方向所成的角设为约68度。
[0070]
如图10a所示，入射光具备具有三个局部峰值的三峰轮廓。当该激光束穿过第一光学部件10时，被分离为两个激光束，其一部分重叠，由此，如图10b所示，在某一方向上激光强度被平均，三个局部峰值消失。另外，穿过1/4波片30和第二光学部件20，由此如图10c所示，在另一个方向上激光强度也被平均。由此，激光束的截面形状接近正圆形状，能够获得高顶礼帽形状的轮廓。根据该仿真结果可知，即使入射光的强度分布不均匀，通过该入射光的分离和重叠，也能够获得整体均匀的轮廓。
[0071]
此外，在上述各实施方式中，示出了转换激光束的例子，但光学装置100、100a转换的光不限于激光束，也可以是其他光。
[0072]
以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。此外，以上说明的各实施方式是为了使本发明容易理解，并不是为了限定本发明而解释的。本发明能够在不脱离其主旨的情况下进行变更或改进，并且本发明也包括其等效物。即，本领域技术人员对各实施方式进行适当的设计变更，只要具备本发明的特征，就包括在本发明的范围内。例如，各实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的的内容，能够适当地变更。另外，各实施方式具备的各要素能够在技术上尽可能地进行组合，这些要素的组合物只要包括本发明的特征就包括在本发明的范围内。
[0073]
附图标记说明
[0074]
100、100a
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光学装置；10
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第一光学部件；20
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第二光学部件；30、40
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1/4波片；200
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单轴晶体；300
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1/4波片。