(57)【要約】【課題】バンドル型レーザービームを集めてシングル型レーザービームに切り換える時に、レーザービームのエネルギー密度を均一にするレーザーシステムを提供する。【解決手段】入力端と連結されるバンドル型光ケーブルに伝送されるレーザービームを出力端と連結されるシングル型光ケーブルに伝送する光ケーブルジャンパーと、前記光ケーブルジャンパーの後方において前記シングル型光ケーブルと連結されてレーザービームを被写体に照射するレーザーガンを含む。【選択図】図１
2010140030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端と連結されるバンドル型光ケーブルに伝送されるレーザービームを出力端と連結されるシングル型光ケーブルに伝送する光ケーブルジャンパーと、
前記光ケーブルジャンパーの後方において前記シングル型光ケーブルと連結されて、レーザービームを被写体に照射するレーザーガンと、
を含むことを特徴とするレーザーシステム。
【請求項２】
前記出力端及び前記レーザーガンの各ＮＡは、前記レーザービームのエネルギー分布が最大値の既設定値％領域におけるレーザービームプロファイルの第１直径と、前記レーザービームのフォーカス領域におけるレーザービームプロファイルの第２直径との差を
前記既設定値％領域とフォーカス領域との間の距離で割った値に限定されることを特徴とする、請求項１に記載のレーザーシステム。
【請求項３】
前記ＮＡのうち、前記レーザーガンのＮＡは０より大きく０．２５より小さいことを特徴とする、請求項２に記載のレーザーシステム。
【請求項４】
前記レーザーガンのＮＡは０．０５以上であり０．２５より小さいことを特徴とする、請求項３に記載のレーザーシステム。
【請求項５】
前記ＮＡのうち、前記出力端のＮＡは０．０５〜０．１５であることを特徴とする、請求項４に記載のレーザーシステム。
【請求項６】
前記光ケーブルジャンパーは、
鏡筒と、
前記鏡筒に内蔵される一対のマイクロレンズと、
を含むことを特徴とする、請求項５に記載のレーザーシステム。
【請求項７】
前記鏡筒は、
前記出力端を形成し、前記一対のマイクロレンズを内蔵する第１鏡筒と、
前記第１鏡筒にねじ結合されて前記入力端を形成する第２鏡筒と、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載のレーザーシステム。
【請求項８】
前記光ケーブルジャンパーと連結される前記シングル型光ケーブルの曲率半径を調節してレーザービームをミキシングするモードスクランブラーをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のレーザーシステム。
【請求項９】
前記モードスクランブラーは、
前記シングル型光ケーブルに対応して提供されるプレートと、
前記プレートに装着されて前記シングル型光ケーブルの両側を緩く固定する一対のクランプと、
前記プレートに装着されて、前記一対のクランプの間の前記シングル型光ケーブルの曲率半径を制御する曲率半径調節機構と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のレーザーシステム。
【請求項１０】
前記曲率半径調節機構は、
前記プレートに固定装着される本体と、
前記本体で引入／引出作動され前記シングル型光ケーブルと連結されるロードと、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載のレーザーシステム。
【請求項１１】
前記シングル型光ケーブルは前記モードスクランブラーの一側で巻かれて、少なくとも１つの円を形成することを特徴とする、請求項９，１０のいずれかに記載のレーザーシステム。
【請求項１２】
前記レーザーガンの一側において前記シングル型光ケーブルを直線状態に維持する第１ブラケットをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載のレーザーシステム。
【請求項１３】
前記第１ブラケットは互いに対向結合される第１プレートと第２プレートを含み、前記第１プレートと前記第２プレートは、互いに対向して前記シングル型光ケーブルの断面に対応する半円形の第１溝と第２溝を各々形成することを特徴とする、請求項１２に記載のレーザーシステム。
【請求項１４】
前記第１溝と前記第２溝は前記シングル型光ケーブルの長さ方向に対応する直線で形成され、前記第１溝と前記第２溝の断面によって形成される円の直径は前記シングル型光ケーブルの直径より大きく形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のレーザーシステム。
【請求項１５】
前記レーザーガンが装着される第２ブラケットが垂直方向に移動するようにガイドに取り付けられ、前記ガイドと前記第１ブラケットは前記レーザーシステムの移動部の一側に固定装着されることを特徴とする、請求項１４に記載のレーザーシステム。
【請求項１６】
前記第１ブラケットの前記レーザーガン反対側端部と、前記レーザーガンと連結される前記シングル型光ケーブル端部との間の距離は少なくとも５０ｍｍに設定されることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載のレーザーシステム。
【請求項１７】
前記既設定値％はエネルギー総量の８６．５％であることを特徴とする、請求項２〜１６のいずれかに記載のレーザーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーザーは狭い領域に高いエネルギーを集中させられ、光の形態を有するため、半導体やディスプレイの精密パターニング加工及びシーリング工程に多く用いられる。レーザービームは進行による拡散が少ないが、レーザービームの断面すべての領域においてエネルギーが均一に流れるのではない。つまり、レーザービームの断面におけるエネルギーの流れはガウンシアン分布により中央に集中する。
【０００３】
レーザービームを伝送する光ケーブルはバンドル型（ｂｕｎｄｌｅ  ｔｙｐｅ）とシングル型（ｓｉｎｇｌｅ  ｔｙｐｅ）があって、必要及び用途によりバンドル型光ケーブルをシングル型光ケーブルに連結することができる。バンドル型光ケーブルとシングル型光ケーブルを連結する場合、バンドル型レーザービームをシングル型レーザービームに切り換えるレーザービームミキシング装置が使用される。レーザービームミキシング装置は入力されるレーザービームを一定の比率で混合して出力する。
【０００４】
レーザーシステムにレーザービームミキシング装置を新規に装着する場合、レーザーシステムのビーム特性によりレーザービームミキシング装置を調整しなければならない。例えば、調整はレーザービームミキシング装置の入力端と出力端に備えられる各レンズにレーザービームセンターを一致させて、入力端レンズと出力端レンズとの間の距離を調整する作業を含む。
【０００５】
しかし、レーザービームが３次元空間を進行するため、両レンズの間の距離を調整しながら両レンズにレーザービームセンターを一致させる作業が困難であるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明が第１の目的とするところは、バンドル型レーザービームを集めてシングル型レーザービームに切り換える時、レーザービームのエネルギー密度を均一にすることが可能な、新規かつ改良されたレーザーシステムを提供することにある。
【０００７】
また、本発明が第２の目的とするところは、レーザーシステムを切り換える時、入力されるレーザービームに対して両レンズの間の距離調整、及び両レンズにレーザービームセンターを一致させる作業を要しない、新規かつ改良されたレーザーシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力端に連結されるバンドル型光ケーブルに伝送されるレーザービームを出力端に連結されているシングル型光ケーブルに伝送する光ケーブルジャンパーと、上記光ケーブルジャンパーの後方において上記シングル型光ケーブルに連結されてレーザービームを被写体に照射するレーザーガンと、を含むことを特徴とするレーザーシステムが提供される。
【０００９】
ここで、上記出力端及び上記レーザーガンの各ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、上記レーザービームのエネルギー分布が最大値の既設定値％領域におけるレーザービームプロファイルの第１直径と、上記レーザービームのフォーカス領域におけるレーザービームプロファイルの第２直径との差を、上記既設定値％領域とフォーカス領域との間の距離で割った値に限定されていてもよい。
【００１０】
上記ＮＡのうち、上記レーザーガンのＮＡは０より大きく０．２５より小さくてもよい。また、上記レーザーガンのＮＡは０．０５以上であり０．２５より小さくてもよい。また、上記ＮＡのうち、上記出力端のＮＡは０．０５〜０．１５であってもよい。
【００１１】
また、上記光ケーブルジャンパーは、鏡筒、及び上記鏡筒に内蔵される一対のマイクロレンズを含んでいてもよい。上記鏡筒は、上記出力端を形成し、上記一対のマイクロレンズを内蔵する第１鏡筒と、上記第１鏡筒にねじ結合されて上記入力端を形成する第２鏡筒と、を含んでいてもよい。
【００１２】
また、上記レーザーシステムは、上記光ケーブルジャンパーに連結される上記シングル型光ケーブルの曲率半径を調節して、レーザービームをミキシングするモードスクランブラーをさらに含んでいてもよい。ここで、上記モードスクランブラーは、上記シングル型光ケーブルに対応して提供されるプレート、上記プレートに装着されて上記シングル型光ケーブルの両側を緩く固定する一対のクランプ、及び上記プレートに装着されて上記一対のクランプとの間の上記シングル型光ケーブルの曲率半径を制御する曲率半径調節機構と、をさらに含んでいてもよい。さらに、上記曲率半径調節機構は、上記プレートに固定装着される本体、及び上記本体で引入／引出作動して上記シングル型光ケーブルと連結されるロードと、を含んでいてもよい。また、上記シングル型光ケーブルは上記モードスクランブラーの一側において巻かれて少なくとも１つの円を形成していてもよい。
【００１３】
また、上記レーザーシステムは、上記レーザーガンの一側において上記シングル型光ケーブルを直線状に維持する第１ブラケットをさらに含んでいてもよい。ここで、上記第１ブラケットは、互いに対向結合される第１プレートと第２プレートとを含み、上記第１プレートと上記第２プレートは、対向結合されて上記シングル型光ケーブルの断面に対応する半円形の第１溝と第２溝を各々形成していてもよい。さらに、上記第１溝と上記第２溝は上記シングル型光ケーブルの長さ方向に対応する直線で形成され、上記第１溝と上記第２溝の断面によって形成される円の直径は上記シングル型光ケーブルの直径より大きく形成されていてもよい。さらに、上記レーザーガンが装着される第２ブラケットが垂直方向に移動するようにガイドに取り付けられ、上記ガイドと上記第１ブラケットは上記レーザーシステムの移動部の一側に固定装着されていてもよい。また、上記第１ブラケットの上記レーザーガンの反対側端部と上記レーザーガンと連結される上記シングル型光ケーブル端部との間の距離は少なくとも５０ｍｍに設定されていてもよい。
【００１４】
上記既設定値％はエネルギー総量の８６．５％であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、入力されるレーザービームに対して両レンズとの間の距離調整、及び両レンズにレーザービームセンターを一致させる作業を不要とすることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、バンドル型レーザービームをシングル型レーザービームに切り換える時、レーザービームのエネルギー密度を均一にすることができる。さらに、エネルギー密度が均一に調節されたレーザービームのセンターが揺れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレーザーシステムのブロック図である。
【図２】図１の光ケーブルジャンパーの分解断面図である。
【図３】図１のレーザーシステムに適用されるＮＡを定義する概念図である。
【図４】図１のモードスクランブラーの斜視図である。
【図５】第１、第２ブラケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施形態によるレーザーシステムのブロック図である。図１を参照すると、第１実施形態のレーザーシステム１００はバンドル型光ケーブル１とシングル型光ケーブル２を連結する光ケーブルジャンパー１０と、モードスクランブラー２０と、レーザーガン３０及び第１ブラケット４０を含む。
【００２０】
レーザーソース５０は複数のレーザーダイオード（図示せず）を備える。レーザーダイオードの並列組み合わせによって、レーザーソース５０の最終パワーが決定される。バンドル型光ケーブル１はレーザーソース５０、つまりレーザーダイオードと連結される光ファイバーを一つにまとめてバンドルを形成する。バンドル型光ケーブル１の端部でレーザービームはレーザーダイオード及び光ファイバーの固有特性によってエネルギー密度が不均一な状態を形成する。
【００２１】
光ケーブルジャンパー１０は入力端１１と出力端１２を有し、入力端１１にバンドル型光ケーブル１が連結され、出力端１２にシングル型光ケーブル２が連結される。従って、光ケーブルジャンパー１０は入力端１１のバンドル型光ケーブル１に伝送されるレーザービームを出力端１２のシングル型光ケーブル２に伝送する。
【００２２】
このとき、光ケーブルジャンパー１０は入力端１１に入力されるレーザービームを一対のマイクロレンズ１３、１４を通して縮小させた後、出力端１２に伝送する。光ケーブルジャンパー１０は、バンドル型光ケーブル１とシングル型光ケーブル２との連結にあたりマイクロレンズ１３、１４を用いるため構成が単純になり、また全体的にレーザーシステム１００の構成が単純になる。また光ケーブルジャンパー１０では一対のマイクロレンズ１３、１４の間でレーザービームのセンターを合わせるための別途の追加調整作業が不要となる。
【００２３】
図２は図１の光ケーブルジャンパーの分解断面図である。図２を参照すると、光ケーブルジャンパー１０は一対のマイクロレンズ１３、１４を内蔵する第１鏡筒１５と、第１鏡筒１５にねじ結合される第２鏡筒１６を含む。一対のマイクロレンズ１３、１４はレーザービームを縮小させるように、例えば、１．２８：１の比率で設定される。
【００２４】
第１鏡筒１５は出力端１２を形成し、出力端１２にシングル型光ケーブル２が連結される。第２鏡筒１６は入力端１１を形成し、入力端１１にバンドル型光ケーブル１が連結される。入力端１１のバンドル型光ケーブル１に伝送されるレーザービームはマイクロレンズ１３、１４によって、１．２８：１の比率で縮小されて出力端１２のシングル型光ケーブル２に伝送される。
【００２５】
図３は図１のレーザーシステムに適用されるＮＡを定義する概念図である。図３を参照すると、本発明の第１実施形態においてＮＡはレーザービームのエネルギー密度分布による２設定領域の第１直径（Ｄ１）と第２直径（Ｄ２）との差（Ｄ１−Ｄ２）を２直径の間の距離（Ｌ）で割った値（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ）に設定される。本実施形態におけるＮＡは光ケーブルジャンパー１０において設定される第１ＮＡとレーザーガン３０において設定される第２ＮＡを含む。
【００２６】
第１直径（Ｄ１）はレーザービームプロファイル上で、エネルギー総量の既設定値％（例えば、８６．５％）領域に設定される。第２直径（Ｄ２）はレーザービームプロファイル上で、レーザービームサイズが最小の地点、つまり、フォーカス領域に設定される。つまり、光ケーブルジャンパー１０の出力端１２に設定される第１ＮＡは光ケーブルジャンパー１０から出力されるレーザービームエネルギー総量の８６．５％領域（Ａ１）に形成されるレーザービームプロファイルの第１直径（Ｄ１）とフォーカス領域（Ａ２）に形成されるレーザービームプロファイルの第２直径（Ｄ２）との差（Ｄ１−Ｄ２）を２領域の間の距離（Ｌ）で割った値（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ）に設定される。例えば、光ケーブルジャンパー１０の出力端１２に設定される第１ＮＡは０．０５〜０．１５を含む。
【００２７】
第１ＮＡが０．０５未満の場合、第１、第２鏡筒１５、１６及びマイクロレンズ１３、１４の直径が略同じになって直径の差が殆ど生じなかったり、第１、第２鏡筒１５、１６の長さが過度に長くなったりする。また、第１ＮＡが０．１５を超える場合、第１、第２鏡筒１５、１６及びマイクロレンズ１３、１４の直径差が過度に大きいか、または第１、第２鏡筒１５、１６の長さが過度に短くなる。従って、第１ＮＡは、マイクロレンズ１３、１４の間においてレーザービームのセンター調整を便利にすると共に、大きさと製作上困難がない範囲内に限定される。
【００２８】
また、第１ＮＡを０．０５〜０．１５に限定する根拠については、後述の第２ＮＡを０より大きく０．２５より小さいように限定したり、さらに０．０５以上で０．２５より小さいように限定したりする根拠を参照することができる。
【００２９】
モードスクランブラー２０は光ケーブルジャンパー１０の後方に配置されて、シングル型光ケーブル２の曲率、つまり、第１曲率半径（Ｒ１）を調整する。つまり、光ケーブルジャンパー１０の出力端１２でビームのセンターが正確に合わない場合、シングル型光ケーブル１２は第１曲率半径（Ｒ１）に屈曲されてレーザービームのセンターをシングルコアの中心に一致させることができる。
【００３０】
図４は図１のモードスクランブラーの斜視図である。図４を参照すると、モードスクランブラー２０はプレート２１、一対のクランプ２２及び曲率半径調節機構２３を含む。プレート２１は設けられるシングル型光ケーブル２の途中、つまり、シングル型光ケーブル２に部分的に対応して提供される。
【００３１】
一対のクランプ２２はプレート２１上でシングル型光ケーブル２の両側を緩く固定することによって、プレート２１上でシングル型光ケーブル２の第１曲率半径（Ｒ１）を調節する時、シングル型光ケーブル２が長さ方向に滑動できるようにする。
【００３２】
曲率半径調節機構２３は一対のクランプ２２の間でプレート２１に装着されて、シングル型光ケーブル２の第１曲率半径（Ｒ１）を制御できるように形成される。例えば、曲率半径調節機構２３はプレート２１に固定装着される本体（２３ａ）と、本体（２３ａ）で引入／引出作動をするロード（２３ｂ）を含む。つまり、曲率半径調節機構２３はマイクロメートル単位に形成できる。
【００３３】
曲率半径調節機構２３は本体（２３ａ）でロード（２３ｂ）を引入／引出作動させることによってロード（２３ｂ）と連結されたシングル型光ケーブル２の第１曲率半径（Ｒ１）を調節することができる。
【００３４】
また、シングル型光ケーブル２は曲率半径調節機構２３の後方において巻かれて、少なくとも１つの円を形成することができる。円状に巻かれているシングル型光ケーブル２は第２曲率半径（Ｒ２）の円を形成する。
【００３５】
第２曲率半径（Ｒ２）の円はシングル型光ケーブル２に伝送されるレーザービームをシングルコア内でさらに散乱させるためエネルギー密度を均一にミキシングする。この時、第１曲率半径（Ｒ１）が第２曲率半径（Ｒ２）より大きい場合、ＮＡの追加改善によってビームプロファイルでエネルギー密度をさらに均一にすることができる。
【００３６】
レーザーガン３０はモードスクランブラー２０の後方においてシングル型光ケーブル２と連結されてシングル型光ケーブル２を通して伝送されるレーザービームをターゲットに照射する。このために、レーザーガン３０は伝送されるレーザービームをターゲットに照射する１：１比の光学系（図示せず）を備える。
【００３７】
第１ブラケット４０はレーザーガン３０の一側においてシングル型光ケーブル２を直線状態で維持させる。つまり、第１ブラケット４０は、モードスクランブラー２０でミキシングされてセンターが正確に合ったレーザービームを伝送するシングル型光ケーブル２がレーザーガン３０の直前で揺れることを防止する。すなわち、第１ブラケット４０は、シングル型光ケーブル２に伝送されるレーザービームのセンターがレーザーガン３０の光学系（図示せず）センターに一致しないことを防止する。
【００３８】
図５は第１、第２ブラケットの斜視図である。図５を参照すると、第１ブラケット４０は互いに対向して結合される第１プレート４１と第２プレート４２を含む。図５に例示した第１、第２プレート４１、４２はねじ４３で結合される。
【００３９】
第１、第２プレート４１、４２は互いに対向する間に半円形の第１溝４１ａと第２溝４２ａを各々形成する。第１、第２溝４１ａ、４２ａの断面はシングル型光ケーブル２の断面に対応する。また第１、第２溝４１ａ、４２ａはシングル型光ケーブル２の長さ方向に対応するように直線で形成される。
【００４０】
第１、第２溝４１ａ、４２ａの各半円によって設定される直径は、シングル型光ケーブル２の直径より大きく形成され、シングル型光ケーブル２の断面方向への移動を制限すると共に長さ方向の滑動を可能にする。つまり、シングル型光ケーブル２はレーザーガン３０の上下方向移動時に、第１、第２プレート４１、４２内で上下方向に滑動できる。
【００４１】
レーザーガン３０は第２ブラケット３１に取り付けられ、第２ブラケット３１はガイド３２に垂直方向に移動可能に取り付けられ、ガイド３２はレーザーシステム１００の移動部３３に固定装着される。また、移動部３３に第１ブラケット４０が固定装着される。
【００４２】
従って、移動部３３が左右及び上下方向に移動すること（図５参照）により第１ブラケット４０とガイド３２は一体に左右及び上下方向に移動する。また、レーザーガン３０を装着した第２ブラケット３１は移動部３３の左右方向移動と別途にガイド３２上で上下方向に移動する。
【００４３】
第２ブラケット３１及びこれに装着されたレーザーガン３０の上下方向移動時に、レーザーガン３０と連結されたシングル型光ケーブル２はレーザーガン３０と共に上下方向に移動するが、第１ブラケット４０は固定された状態を維持しながら、シングル型光ケーブル２の相対滑動を可能にする。
【００４４】
この時、第１ブラケット４０のレーザーガン３０反対側端部とレーザーガン３０と連結されるシングル型光ケーブル２端部との間の距離（ＳＬ）は少なくとも５０ｍｍに設定される。距離（ＳＬ）はシングル型光ケーブル２から伝送されるレーザービームのセンターがレーザーガン３０の光学系センターに一致するように維持させる距離であり、５０ｍｍ以下の場合、センター不一致が生じる。距離（ＳＬ）が過度に大きい場合レーザーシステム１００の他の設備と干渉を起こす可能性がある。周辺設備との干渉問題がない場合、距離（ＳＬ）はシングル型光ケーブル２の長さ範囲内でさらに長くなりうる。
【００４５】
便宜上図３を参照して説明すると、レーザーガン３０の出力端に設定される第２ＮＡはレーザーガン３０から出力されるレーザービームエネルギー総量の８６．５％領域（Ａ１）に形成されるレーザービームプロファイルの第１直径（Ｄ１）と、フォーカス領域（Ａ２）に形成されるレーザービームプロファイルの第２直径（Ｄ２）の差（Ｄ１−Ｄ２）を２領域の間の距離（Ｌ）で割った値（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ）に設定される。
【００４６】
例えば、レーザーガン３０の出力端における第２ＮＡは０より大きくて０．２５より小さい範囲であり、より具体的には０．０５以上であり０．２５より小さい範囲で設定される。また第１ＮＡを０．０５〜０．１５に限定して、第２ＮＡを０より大きく０．２５より小さい範囲、または０．０５以上で０．２５より小さい範囲で限定するのは、レーザービームの進行前部分で第１ＮＡを小さく形成することによってレーザービームの進行後部分で第２ＮＡの制御を容易にするためである。つまり、最終目標の第２ＮＡを設定するために、第１ＮＡは第２ＮＡより小さく設定される。
【００４７】
本実施形態のレーザーシステム１００で第２ＮＡは（Ｄ１−Ｄ２／Ｌ）で定義される。従って、第２ＮＡが０．０５または０に近いほど、距離（Ｌ）が非常に大きく、または第１、第２直径（Ｄ１、Ｄ２）がほとんど同じでなければならない。第１、第２直径（Ｄ１、Ｄ２）が略同じになるとレーザービームが略直線状となる。
【００４８】
機構設計上、距離（Ｌ）を非常に大きくすることはできないため、可能なものとすると、第１、第２直径（Ｄ１、Ｄ２）が略同じでありうる。第１、第２直径（Ｄ１、Ｄ２）が略同じ場合、第２ＮＡは０に近いこともありうる。
【００４９】
しかし、この場合、距離（Ｌ）を調整してもレーザービームの第１直径（Ｄ１）を調整できなくなるため、レーザービームの第１直径（Ｄ１）調整のために別途の光学系をさらに必要とする。従って、第２ＮＡがある程度以上確保されると、被写体に形成されるレーザービームの第１直径（Ｄ１）を制御することができる。
【００５０】
例えば、第２ＮＡが０より大きく０．０５より小さい場合について説明する。具体的な例としては、第２直径（Ｄ２）が１．２ｍｍであり、距離（Ｌ）が５ｍｍ、１０ｍｍ及び２０ｍｍであり、第２ＮＡが０．０４の場合、第１直径（Ｄ１）を計算する（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ＝第２ＮＡによる）。
【００５１】
（数１）
（Ｄ１−１．２）／５＝０．０４  →  Ｄ１＝１．４
【００５２】
（数２）
（Ｄ１−１．２）／１０＝０．０４  →  Ｄ１＝１．６
【００５３】
（数３）
（Ｄ１−１．２）／２０＝０．０４  →  Ｄ１＝２．０
【００５４】
数１〜３を参照すると、距離（Ｌ）が５ｍｍから２０ｍｍまで１５ｍｍ増加しても、被写体に形成されるレーザービームの第１直径（Ｄ１）は１．４ｍｍから２．０ｍｍに０．６ｍｍしか増加しない。従って、大きい第１直径（Ｄ１）を得るためには距離（Ｌ）が非常に大きいか、または追加的な光学系が必要である。
【００５５】
一方、第２ＮＡが０．０５以上の場合について説明する。具体的な例としては、第２直径（Ｄ２）が１．２ｍｍであり、距離（Ｌ）が３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍ及び１１ｍｍであり、第２ＮＡが０．１２の場合、第１直径（Ｄ１）を計算する（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ＝第２ＮＡによる）。
【００５６】
（数４）
（Ｄ１−１．２）／３＝０．１２  →  Ｄ１＝１．５６
【００５７】
（数５）
（Ｄ１−１．２）／５＝０．１２  →  Ｄ１＝１．８０
【００５８】
（数６）
（Ｄ１−１．２）／８＝０．１２  →  Ｄ１＝２．１６
【００５９】
（数７）
（Ｄ１−１．２）／１１＝０．１２  →  Ｄ１＝２．５２
【００６０】
数４〜７を参照すると、距離（Ｌ）が３ｍｍから１１ｍｍまで８ｍｍ小幅増加しても、被写体に形成される第１直径（Ｄ１）は１．５６ｍｍから２．５２ｍｍに０．９６ｍｍ増加する。従って、大きい第１直径（Ｄ１）を得るためには距離（Ｌ）が大きくなくてもよいことが分かる。
【００６１】
また、本実施形態のシステムで第２ＮＡは（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌと定義される。ここで第２ＮＡが大きいと、第１直径（Ｄ１）が第２直径（Ｄ２）より非常に大きいか、または距離（Ｌ）が非常に小さくなるべきである。
【００６２】
第１直径（Ｄ１）が非常に大きい場合、エネルギー総量は変わらないため、８６．５％地点で大きい円を形成しながら、大きい円に該当するエネルギー密度は非常に小さくなる。従って、ガウンシアン曲線でのエネルギー最大値は非常に低くなる。
【００６３】
距離（Ｌ）を非常に小さくするためには、第２直径（Ｄ２）を形成するフォーカス領域と被写体間距離が非常に近くなければならないが、このようなシステムは機構的に非常に不安定である。
【００６４】
また、第２ＮＡが大きくなると、レーザービームの拡がる角度が非常に大きくなる。従って、この場合、距離（Ｌ）に対して、レーザービームのエネルギー密度及び第１直径（Ｄ１）等が非常に敏感に反応する。
【００６５】
従って、一定のエネルギー総量範囲で一定値以上のエネルギー最大値を有するガウンシアン曲線とエネルギー密度を維持するためには、第２ＮＡの上限値が制限される必要がある。
【００６６】
例えば、第２ＮＡが０．２５以上である場合について説明する。具体的な例として、第２直径（Ｄ２）が１．２ｍｍであり、距離（Ｌ）が３ｍｍ、５ｍｍ、８ｍｍ及び１１ｍｍであり、第２ＮＡが０．２５の場合、第１直径（Ｄ１）を計算する（（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ＝第２ＮＡによる）。
【００６７】
（数８）
（Ｄ１−１．２）／３＝０．２５  →  Ｄ１＝１．９５
【００６８】
（数９）
（Ｄ１−１．２）／５＝０．２５  →  Ｄ１＝２．４５
【００６９】
（数１０）
（Ｄ１−１．２）／８＝０．２５  →  Ｄ１＝３．２０
【００７０】
（数１１）
（Ｄ１−１．２）／１１＝０．２５  →  Ｄ１＝３．９５
【００７１】
数８〜１１を参照すると、距離（Ｌ）が３ｍｍから１１ｍｍまで８ｍｍ小幅増加する時、第１直径（Ｄ１）は１．９５ｍｍから３．９５ｍｍに２．０ｍｍ増加する。従って、距離（Ｌ）をわずかに変更しても被写体に形成される第１直径（Ｄ１）が非常に大きく変更されて、第１直径（Ｄ１）の調整が困難になる。
【００７２】
結果的に、レーザーガン３０の出力端で第２ＮＡは０より大きく０．２５以下に限定される。この場合、０より大きく０．０５以下の範囲では追加的な光学系が用いられる。
【００７３】
また、レーザーガン３０の出力端で第２ＮＡが０．０５以上で０．２５より小さい範囲に限定されると、追加的な光学系が要求されない。この時、距離（Ｌ）を大きく調整しなくて被写体に形成されるレーザービームの第１直径（Ｄ１）及びエネルギー密度の調整がさらに容易である。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７５】
１００      レーザーシステム
１          バンドル型光ケーブル
２          シングル型光ケーブル
１０        光ケーブルジャンパー
１１        入力端
１２        出力端
１３、１４        マイクロレンズ
１５、１６        鏡筒
２０              モードスクランブラー
２１              プレート
２２              クランプ
２３              曲率半径調節機構
２３ａ            本体
２３ｂ            ロード
３０              レーザーガン
３１、４０        ブラケット
３２              ガイド
３３              移動部
４１、４２        プレート
４１ａ、４２ａ    溝
５０              レーザーソース
Ｄ１、Ｄ２        直径
Ｌ、ＳＬ          距離
Ｒ１、Ｒ２        曲率半径
【図１】
2010140030.tif 000003
【図２】
2010140030.tif 000004
【図３】
2010140030.tif 000005
【図４】
2010140030.tif 000006
【図５】
2010140030.tif 000007