(57)【要約】【課題】  ２つ以上のビームを合成する際に、元のビームの強度分布をある程度引き継ぐことが可能なレーザ光学装置を提供する。【解決手段】  第１分割器が、第１ビームを、第１方向に配列する複数のレンズで複数のビームに分割し、第１ビーム群を形成する。同様に、第２分割器が、第２ビームを分割し、第２ビーム群を形成する。合成器が、第１仮想面上の第３方向に関して、第１ビーム群のビームと第２ビーム群のビームとを交互に配列させる。第１ビーム群のビームの第３方向に関する配列順が、第１分割器で分割された直後の第１方向に関する配列順と同一であり、第２ビーム群のビームの第３方向に関する配列順が、第２分割器で分割された直後の第２方向に関する配列順と同一である。第１分割器のレンズと出射側レンズアレイの対応するレンズ、及び第２の分割器のレンズと出射側レンズアレイの対応するレンズとがアフォーカル光学系を構成する。【選択図】  図２
2006349784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザビームを、そのビーム断面を横切る第１の方向に配列する複数のレンズによって複数のレーザビームに分割し、複数のレーザビームを含む第１のビーム群を形成する第１の分割器と、
第２のレーザビームを、そのビーム断面を横切る第２の方向に配列する複数のレンズによって複数のレーザビームに分割し、複数のレーザビームを含む第２のビーム群を形成する第２の分割器と、
前記第１のビーム群のビームと、前記第２のビーム群のビームとを、第１の仮想面上に入射させる合成器であって、該第１の仮想面上の第３の方向に関して、第１のビーム群のビームの入射位置と第２のビーム群のビームの入射位置とが交互に配列し、第１のビーム群のビームの入射位置の第３の方向に関する配列順が、前記第１の分割器で分割された直後の第１の方向に関する配列順と同一であり、第２のビーム群のビームの入射位置の第３の方向に関する配列順が、前記第２の分割器で分割された直後の第２の方向に関する配列順と同一である合成器と、
前記第１の仮想面の位置に配置され、前記第１のビーム群及び第２のビーム群のビームの各々に対応するレンズが配列した出射側レンズアレイと
を有し、前記第１の分割器のレンズと、前記出射側レンズアレイの対応するレンズとがアフォーカル光学系を構成し、前記第２の分割器のレンズと、前記出射側レンズアレイの対応するレンズとがアフォーカル光学系を構成するビーム合成装置。
【請求項２】
前記第１の分割器は、前記第１のビーム群の相互に隣り合う２つのビームの間、及び最も外側のビームの経路よりもさらに外側に、レーザビームの通過しない非通過領域を形成し、
前記第２のビーム群の各ビームの経路またはその延長が、少なくとも１つの前記非通過領域と交差し、
前記合成器は、前記第２のビーム群のビームの経路またはその延長と、前記非通過領域との交差箇所の各々に配置された反射素子を含み、該反射素子は、前記第２のビーム群のビームの進行方向が、前記第１のビーム群のビームの進行方向と平行になるように、前記第２のビーム群のビームを反射する請求項１に記載のビーム合成装置。
【請求項３】
前記出射側レンズアレイに入射する直前における前記第１のビーム群の各ビームの第３の方向に関する光強度分布が、前記第１の分割器で分割された直後の対応するビームの前記第１の方向に関する光強度分布を反転させた増減傾向を示し、
前記第１の分割器が、分割された第１のビーム群の各ビームの前記第１の方向に関する光強度分布の増減傾向を反転させる反転器を含む請求項２に記載のビーム合成装置。
【請求項４】
前記出射側レンズアレイに入射する直前における前記第２のビーム群の各ビームの第３の方向に関する光強度分布が、前記第２の分割器で分割された直後の対応するビームの前記第２の方向に関する光強度分布と同じ増減傾向を示す請求項３に記載のビーム合成装置。
【請求項５】
前記出射側レンズアレイに入射する直前における前記第２のビーム群の各ビームの第２の方向に関する光強度分布が、前記第２の分割器で分割された直後の対応するビームの前記第２の方向に関する光強度分布を反転させた増減傾向を示し、
前記第２の分割器が、分割された第２のビーム群の各ビームの前記第２の方向に関する光強度分布の増減傾向を反転させる反転器を含む請求項３に記載のビーム合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム合成装置に関し、特に複数のレーザビームを合成して高パワーのレーザビームを得ることができるビーム合成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６（Ａ）に、下記の特許文献１に開示されたビーム合成装置の概略図を示す。第１のレーザビーム１００が、ダイバージェンス光学系１０１で光軸方向の結像位置を微調整され、一対のナイフエッジミラー１０５の間を通過してホモジナイザ１１０に入射する。第２のレーザビーム１０２が、テレスコープ光学系１０３でビームサイズを拡大され、折返しミラー１０４で反射してナイフエッジミラー１０５に入射する。
【０００３】
第２のレーザビーム１０２は、ナイフエッジミラー１０５で２本のビームに分割され、第１のレーザビーム１００の経路の脇を通ってホモジナイザ１１０に入射する。ホモジナイザ１１０は、第１のレーザビーム１００及び２本に分割された第２のレーザビーム１０２を、複数のビームに分割し、ホモジナイズ面１０６上で重ね合わせる。
【０００４】
図６（Ｂ）に、下記の特許文献２に開示されたビーム合成装置の概略図を示す。複数の光源部１２０から出射したレーザビームが、魚眼レンズ１２１の物面に配置されている。魚眼レンズ１２１は、入射するレーザビームの中心光線ををほぼ平行に揃える。中心光線が平行に揃えられた複数のレーザビームの各々が、コリメータレンズ１２２により平行光線束にされる。
【０００５】
図６（Ｃ）に、下記の特許文献３に開示されたビーム合成装置の概略図を示す。第１のレーザビーム１３０及び第２のレーザビーム１３１が、それぞれ第１のミラー１３２及び第２のミラー１３３で反射し、１個の集光レンズ１３４に入射する。２つのレーザビームの中心光線が集光レンズ１３４のほぼ中心を通過し、それらの輪郭が、集光レンズ１３４の表面上でほぼ重なる。低パワーのレーザビームを集合させて高パワーとし、加工対象物１３５に入射させる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２３９１９号公報
【特許文献２】特開２００１−１４２０１５号公報
【特許文献３】特開２００２−５９２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６（Ａ）に示した光学系の第１及び第２のレーザビーム１００及び１０２の強度分布がガウス分布で近似される場合を考える。ホモジナイザ１１０へ入射する直前における合成後のレーザビームは、中央に一つのガウス分布の山をもち、その両脇にガウス分布を中心で切断した形状の山を持つ強度分布になる。このため、強度分布に極端な不連続が生じる。ビームホモジナイザ１１０で強度を均一化する場合には、この不連続性は大きな問題にならない。図６（Ａ）の光学系では、入射する２つのレーザビームの強度分布に近い分布を持つレーザビームを得ることはできない。
【０００８】
図６（Ｂ）に示した光学系では、コリメータレンズ１２２を通過した複数のレーザビームの各々の強度分布がガウス分布になる。全体として１つのガウス分布に近似されるビームを得ることはできない。図６（Ｃ）に示した光学系では、２つのレーザビームの中心光線同士が平行にならない。
【０００９】
２つのレーザビームの偏光方向の相違を利用し、偏光ビームスプリッタ等を用いて２つのレーザビームを重畳させることができる。ところが、この方法では、３つ以上のレーザビームを重畳させることができない。
【００１０】
本発明の目的は、２つ以上のレーザビームを合成する際に、元のレーザビームの強度分布をある程度引き継ぐことが可能なレーザ光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一観点によれば、第１のレーザビームを、そのビーム断面を横切る第１の方向に配列する複数のレンズによって複数のレーザビームに分割し、複数のレーザビームを含む第１のビーム群を形成する第１の分割器と、第２のレーザビームを、そのビーム断面を横切る第２の方向に配列する複数のレンズによって複数のレーザビームに分割し、複数のレーザビームを含む第２のビーム群を形成する第２の分割器と、前記第１のビーム群のビームと、前記第２のビーム群のビームとを、第１の仮想面上に入射させる合成器であって、該第１の仮想面上の第３の方向に関して、第１のビーム群のビームの入射位置と第２のビーム群のビームの入射位置とが交互に配列し、第１のビーム群のビームの入射位置の第３の方向に関する配列順が、前記第１の分割器で分割された直後の第１の方向に関する配列順と同一であり、第２のビーム群のビームの入射位置の第３の方向に関する配列順が、前記第２の分割器で分割された直後の第２の方向に関する配列順と同一である合成器と、前記第１の仮想面の位置に配置され、前記第１のビーム群及び第２のビーム群のビームの各々に対応するレンズが配列した出射側レンズアレイとを有し、前記第１の分割器のレンズと、前記出射側レンズアレイの対応するレンズとがアフォーカル光学系を構成し、前記第２の分割器のレンズと、前記出射側レンズアレイの対応するレンズとがアフォーカル光学系を構成するビーム合成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
入射する第１及び第２のレーザビームが平行光線束であるならば、出射側レンズアレイを通過するレーザビームも平行光線束になる。第１の仮想面の位置において、第１のビーム群のビームと第２のビーム群のビームが交互に配置されるため、単に２つのビームを並べた場合に比べて、入射するレーザビームの光強度分布の形状を引き継いだ形状の光強度分布を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に実施例によるビーム合成装置を用いたレーザ照射装置のブロック図を示す。第１のレーザ光源１及び第２のレーザ光源２が、それぞれレーザビーム１１及び１２を出射する。２本のレーザビーム１１及び１２がビーム合成装置５により合成され、レーザビーム１５が得られる。同様に、第３のレーザ光源３及び第４のレーザ光源４が、それぞれレーザビーム１３及び１４を出射する。２本のレーザビーム１３及び１４が、ビーム合成装置６で合成され、レーザビーム１６が得られる。
【００１４】
合成されたレーザビーム１５及び１６が、さらにビーム合成装置７で合成され、レーザビーム１７が得られる。４つのレーザ光源１〜４の出力が等しい場合、最終的に得られるレーザビーム１７のパワーは、１つのレーザ光源から出射されるレーザビームのパワーの約４倍になる。
【００１５】
図２に、第１の実施例によるビーム合成装置５の概略断面図を示す。図１に示した他のビーム合成装置６及び７も、ビーム合成装置５と同じ構造を有する。
第１のレーザビーム１１が第１の分割器２１に入射する。第１の分割器２１は、第１の反転器２１Ｃと第１のレンズアレイ２１Ｄとで構成される。反転器２１Ｃは、各々４個の凸シリンドリカルレンズで構成された前段レンズアレイ２１Ａと後段レンズアレイ２１Ｂとで構成される。第１のレンズアレイも４個の凸シリンドリカルレンズで構成される。図２において、各シリンドリカルレンズは紙面に垂直な柱面を有する。
【００１６】
前段レンズアレイ２１Ａは、第１のレーザビーム１１を、そのビーム断面と交差する第１の方向２５に関して４本のレーザビームに分割する。分割された４本のレーザビームは、後段レンズアレイ２１Ｂの対応するシリンドリカルレンズに入射する。前段レンズアレイ２１Ａの各シリンドリカルレンズの後ろ側焦点と、後段レンズアレイ２１Ｂの対応するシリンドリカルレンズの前側焦点とが一致する。すなわち、前段シリンダアレイ２１Ａの各シリンドリカルレンズに入射する平行光線束は、後段レンズアレイ２１Ｂを通過すると、第１の方向２５に関する光強度分布が反転した平行光線束になる。
【００１７】
後段レンズアレイ２１Ｂで平行光線束にされた各レーザビームが、第１のレンズアレイ２１Ｄの対応するシリンドリカルレンズに入射する。第１のレンズアレイ２１Ｄにより、紙面内において収束光線束となる４本の第１のビーム群３１が得られる。第１のビーム群３１の各ビームは、焦点で集光された後、発散光線束となり、出射側レンズアレイ２３に入射する。
【００１８】
第２のレーザビーム１２が、第２の分割器２２に入射する。第２の分割器２２は４個の凸シリンドリカルレンズで構成されており、第２のレーザビーム１２を、第２の方向２６に関して４本のビームに分割し、第２のビーム群３２を形成する。第２のビーム群３２の４本のビームは、それぞれ合成器３０の４個の反射鏡３０ａ〜３０ｄで反射され、出射側レンズアレイ２３に入射する。反射鏡３０ａ〜３０ｄは、第２のビーム群３２の４本のビーム同士が交差しないように、各反射鏡の鏡面と垂直な方向に配列している。反射鏡３０ａ〜３０ｄを、プリズム等の反射素子で構成してもよい。
【００１９】
出射側レンズアレイ２３は、入射する各レーザビームの進行方向と直交する第１の仮想面２４に沿って配置されている。第１の仮想面２４上の第３の方向２７に関して、第１のビーム群３１のビームの入射位置と第２のビーム群３２のビームの入射位置とが交互に配列する。第１のビーム群３１のビームの入射位置の、第３の方向２７に関する配列順が、第１の分割器２１で分割された直後のビームの、第１の方向２５に関する配列順と同一である。第２のビーム群３２のビームの入射位置の、第３の方向２７に関する配列順が、第２の分割器２２で分割された直後のビームの、第２の方向２６に関する配列順と同一である。ここで、第１の〜第３の方向２５〜２７は、有意な向きを持つ線分（有向線分）で表される。
【００２０】
また、第１の仮想面２４の位置における第１のビーム群３１の各ビームの第３の方向２７に関するビーム幅は、第１の分割器２１で分割された直後における各ビームの第１の方向２５に関するビーム幅の１／２である。同様に、第１の仮想面２４の位置における第２のビーム群３２の各ビームの第３の方向２７に関するビーム幅は、第２の分割器２２で分割された直後における各ビームの第２の方向２６に関するビーム幅の１／２である。このため、第１の仮想面２４の位置において、第１のビーム群３１のビームと、その隣の第２のビーム群３２のビームとが、ほぼ接する。
【００２１】
出射側レンズアレイ２３は、第１のビーム群３１及び第２のビーム群３２のビームにそれぞれ対応する８本のシリンドリカルレンズで構成されている。
第１のレンズアレイ２１Ｄの各シリンドリカルレンズと、出射側レンズアレイ２３の対応するシリンドリカルレンズとは、アフォーカル光学系を構成する。同様に、第２の分割器２２の各シリンドリカルレンズと、出射側レンズアレイ２３の対応するシリンドリカルレンズとは、アフォーカル光学系を構成する。このため、出射側レンズアレイ２３を通過したレーザビーム１５は、平行光線束になる。
【００２２】
第１の分割器２１は、第１のビーム群３１の相互に隣り合う２つのビームの間、及び最も外側のビームの経路よりもさらに外側に、レーザビームの通過しない非通過領域を形成する。より具体的には、４本のビームの間に３本の非通過領域を形成し、最も外側の２本のビームの経路よりもさらに外側に、ビーム経路に沿った２本の非通過領域が形成される。第２のビーム群３２の各ビームの経路またはその延長が、少なくとも１つの非通過領域（実施例においてはすべての非通過領域）と交差する。合成器３０の反射鏡３０ａ〜３０ｄは、第２のビーム群３２のビームの経路またはその延長と、非通過領域との交差箇所に配置されている。反射鏡３０ａ〜３０ｄは、第２のビーム群３２のビームの進行方向が、第１のビーム群３１のビームの進行方向と平行になるように、第２のビーム群のビームを反射する。
【００２３】
第２のビーム群３２のビームにおいては、第２の分割器２２のシリンドリカルレンズから、出射側レンズアレイ２３の対応するシリンドリカルレンズまでの光路長が一定ではない。このため、第２の分割器２２の４つのシリンドリカルレンズの焦点距離は同一ではなく、出射側レンズアレイ２３の第２のビーム群３２に対応する４つのシリンドリカルレンズの焦点距離も同一ではない。
【００２４】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に、それぞれ第１のレーザビーム１１の第１の方向２５に関する光強度分布ａ１〜ａ４、及び第２のレーザビーム１２の第２の方向に関する光強度分布ｂ１〜ｂ４を示す。共に、ガウス分布である。図３（Ｃ）に、第１の分割器２１を通過した直後における第１のビーム群３１の第１の方向２５に関する光強度分布ａ１〜ａ４を示す。第１の分割器２１が反転器２１Ｃを含んでいるため、第１のビーム群３１の各ビームの第１の方向２５に関する光強度分布ａ１〜ａ４は、図３（Ａ）に示した第１のレーザビーム１１の対応する成分の光強度分布ａ１〜ａ４を反転させた形状を示す。
【００２５】
図３（Ｄ）に、第１の仮想面２４の位置における第３の方向２７に関する光強度分布ａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４を示す。第１の仮想面２４の位置における第１のビーム群３１の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布ａ１〜ａ４は、第１の分割器２１で分割された直後の対応するビームの第１の方向２５に関する強度分布ａ１〜ａ４（図３（Ｃ））を反転させた増減傾向を示す。このため、第１の仮想面２４の位置における第１のビーム群３１の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布ａ１〜ａ４は、分割前の第１のレーザビーム１１の第１の方向２５に関する光強度分布ａ１〜ａ４（図３（Ａ））と同じ増減傾向を示す。
【００２６】
第１の仮想面２４の位置における第２のビーム群３２の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布ｂ１〜ｂ４は、第２の分割器２２で分割された直後の対応するビームの第２の方向２６に関する光強度分布ｂ１〜ｂ４と同じ増減傾向を示す。
【００２７】
第１の仮想面２４の位置における分割後のビームの配列順、及び各分割ビームの光強度分布の増減傾向が、分割前のレーザビームの対応する成分の配列順及び光強度分布の増減傾向と等しい。このため、第１の仮想面２４の位置における光強度分布は、元のレーザビームの光強度分布の形状を反映したものになる。
【００２８】
比較のために、図３（Ｅ）に、図６（Ａ）に示した従来の装置で２本のレーザビームを合成した場合の、合成後の光強度分布（ホモジナイザ１１０に入射する直前の分布）を示す。中央に、一方のレーザビーム１００によるガウス分布ｃ１が形成され、その両側に、他方のレーザビーム１０２による分布ｄ１及びｄ２が形成される。両側の分布ｄ１及びｄ２の各々は、ガウス分布を中央で２分割したときの片側の形状と等しい。このため、分布ｃ１と分布ｄ１との境界、及び分布ｃ１と分布ｄ２との境界に、大きな不連続が生ずる。
【００２９】
上記実施例の場合には、図３（Ｄ）に示したように、第１のビーム群３１のビームａ１〜ａ４と、第２のビーム群３２のビームｂ１〜ｂ４とが交互に配置されるため、光強度の不連続の程度が小さくなる。
【００３０】
一般に高出力のレーザ発振器は非常に高価である。上記実施例による構成を採用することにより、比較的出力の小さな低価格の複数台のレーザ発振器を用いて、高パワーのレーザビームを得ることができる。例えば、図１に示した例では、各レーザ発振器１〜４の出力の４倍のパワーを有するレーザビーム１７を得ることができる。このレーザビーム１７を、さらに図２に示したビーム合成装置への一方の入射ビームとすることにより、さらに高パワーのレーザビームを得ることが可能になる。
【００３１】
上記実施例では、第１の分割器２１及び第２の分割器２２で、１本のレーザビームを４本のレーザビームに分割したが、分割数は４に制限されない。例えば、分割数を３にしても良いし、５以上にしてもよい。元のレーザビームの光強度分布と近い分布を得るために、分割数を３以上にすることが好ましい。
【００３２】
また、第１の分割器２１による分割数を奇数とし、第２の分割器２２による分割数を偶数としてもよい。この場合、合成後のレーザビーム１５の中央に、第１のビーム群３１の中央のビームが配置され、その両側に、第２のビーム群３２の中央の２つのビームが配置される。さらに外側に、第１のビーム群３１のビームと第２のビーム群３２のビームとが交互に配置される。
【００３３】
第１のレーザビーム１１と第２のレーザビーム１２とは、同一の波長である必要はない。また、２本のレーザビームのビーム径が同一でない場合には、ビームエキスパンダ等を利用してビーム径を揃えた後に合成することができる。２本のレーザビームのパワーが同一でない場合には、ビームエキスパンダ等でパワー密度を調整することにより、合成後のレーザビームの光強度分布の不連続が極端に大きくなることを防止することができる。
【００３４】
第１の実施例では、第１のビーム群３１の各ビームの、第１の方向２５の幅と、第２のビーム群３２の各ビームの、第２の方向２６の幅とを等しくした。これらのビーム幅は、必ずしも等しくする必要はない。ただし、第１の仮想面２４の位置において、相互に隣り合うビームの間に隙間が生じないように、両者が接するようにすることが好ましい。
【００３５】
図４に第２の実施例によるビーム合成装置の概略図を示す。以下、図２に示した第１の実施例によるビーム合成装置との相違点に着目して説明する。
第１の分割器２１、及び第１のビーム群３１に対応する出射側レンズアレイ２３のシリンドリカルレンズは、第１の実施例のものと同一である。第２の実施例では、合成器３０が、反射領域と透過領域とが交互に配置された反射部材で構成される。第１のビーム群３１の各ビームは、合成器３０の透過領域を透過し、出射側レンズアレイ２３に入射する。第２の分割器２２で分割された第２のビーム群３２の各ビームは、合成器３０の反射領域で反射され、出射側レンズアレイ２３に入射する。
【００３６】
第１の仮想面２４の位置において第２のビーム群３２の４本のビームが配列する方向を第３の方向２７とし、第２の分割器２２を出射した直後における第２のビーム群３２の対応する４本のビームが配列する方向を第２の方向２６とする。第１の実施例では、第２のビーム群３２の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布は、第２の方向２６に関する光強度分布と同一の増減傾向を示した。第２の実施例では、第２のビーム群３２の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布は、第２の方向２６に関する光強度分布を反転させた分布と同一の増減傾向を示す。
【００３７】
第１の仮想面２４の位置におけるビームの光強度分布を、元の第２のレーザビーム１２の第２の方向２６に関する光強度分布と同じ増減傾向とするために、第２の分割器２２が、第１の分割器２１と同じ構成にされている。第２の分割器２２は、反転器２２Ｃと第２のレンズアレイ２２Ｄとを含む。反転器２２Ｃは、前段レンズアレイ２２Ａと後段レンズアレイ２２Ｂとで構成される。
【００３８】
第２の分割器２２を出射した直後における第２のビーム群３２の各ビームの、第２の方向２６に関する光強度分布が、元の第２のレーザビーム１２の対応する成分の光強度分布を反転させた形状を示す。このため、第１の仮想面２４の位置において、第２のビーム群３２の各ビームの第３の方向２７に関する光強度分布は、元の第２のレーザビーム１２の対応する成分の第２の方向２６に関する光強度分布と同じ増減傾向を示す。従って、第１の実施例の場合と同様に、第１及び第２のレーザビーム１１及び１２の光強度分布を引き継いだ分布を有するレーザビーム１５を得ることができる。
【００３９】
第２の実施例では、第２のビーム群３２の４本のビームを反射する４つの反射領域の表面（反射面）が、同一の平面に沿って配置される。第２のビーム群３２のビームのうち、第２の分割器２２から合成器３０の反射領域までの光路長が相対的に短いビームが反射領域で反射した後、光路長が相対的に長いビームの反射前の経路と交差する。第２の分割器２２から出射側レンズアレイ２３までの光路長は、第２のビーム群３２のすべてのビームについて同一である。このため、第２のレンズアレイ２２Ｄを、焦点距離の等しい４本のシリンドリカルレンズで構成することができ、出射側レンズアレイ２３の、第２のビーム群３２に対応する４本のシリンドリカルレンズを、焦点距離の等しい４本のシリンドリカルレンズで構成することができる。
【００４０】
図５に、第３の実施例によるビーム合成装置の概略図を示す。第３の実施例では、合成器３０が、第１のビーム群３１のビームを反射するための反射鏡３０ｅ〜３０ｈ、及び第２のビーム群３２のビームを反射するための反射鏡３０ｐ〜３０ｓを含む。
【００４１】
第１のレーザビーム１１が、第１の分割器２１で分割され、合成器３０の反射鏡３０ｅ〜３０ｈで反射して出射側レンズアレイ２３に入射する。反射鏡３０ｅ〜ｈは、図２に示した第１の実施例における第２のビーム群３２のビームを反射するための反射鏡３０ａ〜３０ｄと同様の構成を有する。
【００４２】
第２のレーザビーム１２が、第２の分割器２２で分割され、合成器３０の反射鏡３０ｐ〜３０ｓで反射して出射側レンズアレイ２３に入射する。反射鏡３０ｐ〜３０ｓの反射面の配列は、図４に示した第２の実施例における合成器３０の反射領域の配列と同様である。このため、第２の分割器２２は、図４に示した第２の実施例における第２の分割器２２と同様の構成を有する。
【００４３】
第３の実施例の場合にも、第１及び第２の実施例と同様に、元のレーザビームの光強度分布を引き継いだ分布を有する高パワーのレーザビームを得ることができる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施例によるレーザ照射装置のブロック図である。
【図２】第１の実施例によるビーム合成装置の概略図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の実施例によるビーム合成装置の各部におけるレーザビームの光強度分布を示すグラフであり、（Ｅ）は、従来のビーム合成器で合成されたレーザビームの光強度分布を示すグラフである。
【図４】第２の実施例によるビーム合成装置の概略図である。
【図５】第３の実施例によるビーム合成装置の概略図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来のビーム合成器の概略図である。
【符号の説明】
【００４５】
１、２、３、４  レーザ光源
５、６、７  ビーム合成装置
１１、１２、１３、１４  レーザビーム
２１  第１の分割器
２１Ａ、２２Ａ  前段レンズアレイ
２１Ｂ、２２Ｂ  後段レンズアレイ
２１Ｃ、２２Ｃ  反転器
２１Ｄ  第１のレンズアレイ
２２Ｄ  第２のレンズアレイ
２２  第２の分割器
２３  出射側レンズアレイ
２４  仮想面
２５  第１の方向
２６  第２の方向
２７  第３の方向
３０  合成器
３０ａ〜３０ｄ、３０ｅ〜３０ｈ、３０ｐ〜３０ｓ  反射鏡
３１  第１のビーム群
３２  第２のビーム群
【図１】
2006349784.tif 000003
【図２】
2006349784.tif 000004
【図３】
2006349784.tif 000005
【図４】
2006349784.tif 000006
【図５】
2006349784.tif 000007
【図６】
2006349784.tif 000008