(57)【要約】足し算部（６０ｅ）が、所望のＣＧＨパターンをパターンメモリ部（６０ａ）から読み出し、位相歪み補正用パターンを歪み補正用パターンメモリ部（６０ｄ）から読み出し、両者を足しあわせて、位相歪み補正済みパターンを作成する。制御部（６０ｇ）が、位相歪み補正済みパターンに基づいて、位相変調モジュール（４０）を制御する。したがって、所望の位相パターンに基づく位相変調光を、精度よく、簡単かつ迅速に生成することができる。
2003036368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光源（１０）と、
所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段（６０ｅ）と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）と、
を備えることを特徴とする位相変調装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記足し算手段（６０ｅ）が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段（６０ｄ）を更に備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該格納手段（６０ｄ）から該波面歪み補正用位相パターンを読み出し、該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段（６０ｋ）を更に備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調装置。
【請求項６】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記光の波面歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段（２００，２１０，７０，２２０）と、
該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段（６０ｃ）とを更に備えることを特徴とする位相変調装置。
【請求項７】
請求の範囲第６項記載の位相変調装置であって、
前記計測手段（２００，２１０）が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記生成手段（６０ｃ）が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調することを特徴とする位相変調装置。
【請求項８】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、前記光の入射及び出射が行われる入射・出射面（１５０ｂ）を有し、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項９】
請求の範囲第８項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて生成された位相パターンであることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１０】
請求の範囲第９項記載の位相変調装置であって、
前記光源（１０）から出力された光を前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に導くための第１の光学部材（２０，３０）を更に備え、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、及び、前記第１の光学部材（２０，３０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１０項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、及び、前記第１の光学部材（２０，３０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項記載の位相変調装置であって、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射した光を導くための第２の光学部材（５０）を更に備え、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、前記第１の光学部材（２０，３０）、及び、前記第２の光学部材（５０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１２項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、前記第１の光学部材（２０，３０）、及び、前記第２の光学部材（５０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１０項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する波面の歪みを補正するための第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源（１０）に起因する波面の歪みを補正するための第２の波面歪み補正用位相パターンと、前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する波面の歪みを補正するための第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つからなり、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該第１，第２，第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つを所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１４項記載の位相変調装置であって、
前記第１の波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなり、前記第２の波面歪み補正用位相パターンが、前記光源（１０）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなり、前記第３の波面歪み補正用位相パターンが、前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１６】
請求の範囲第１０項記載の位相変調装置であって、
前記足し算手段（６０ｅ）は、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源（１０）と前記第１の光学部材（２０，３０）とに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第４の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項記載の位相変調装置であって、
非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された前記第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段（６０ｋ）と、
前記光源（１０）及び前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する前記光の波面の歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段（２００，２１０，７０，２２０）と、
該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段（６０ｃ）とを更に備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該第１と第４の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１８】
所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を駆動して該光を位相変調する位相変調工程と、
からなることを特徴とする位相変調方法。
【請求項１９】
請求の範囲第１８項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程が、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する工程を備えていることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２０】
請求の範囲第１８項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、該波面歪み補正用位相パターンを入力する工程を備え、
前記足し算工程が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２１】
請求の範囲第１８項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、
前記光の波面歪みを計測し該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測工程と、
該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する反転工程とを更に備え、
前記足し算工程が、該生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと足し合わせることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２２】
請求の範囲第２１項記載の位相変調方法であって、
前記計測工程が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記反転工程が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算工程が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、
前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２３】
請求の範囲第１８項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程が、
非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを計測する第１の計測工程と、
該計測された波面の歪み示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第１の波面歪み補正用位相パターンを生成する第１の反転工程とを備え、
前記足し算工程が、該第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２４】
請求の範囲第２３項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、更に、
光源（１０）及び第１の光学部材（２０，３０）に起因する光の波面の歪みを計測する第２の計測工程と、
該第２の計測工程にて計測された波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第２の波面歪み補正用位相パターンを生成する第２の反転工程とを備え、
前記足し算工程が、前記第１の波面歪み補正用位相パターンと該第２の波面歪み補正用位相パターンとを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成し、
前記位相変調工程が、該光源（１０）からの光を該第１の光学部材（２０，３０）により電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）に導き、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を駆動することにより、該光を位相変調することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２５】
所望の位相パターンを用意する所望の手順と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２６】
請求の範囲第２５項記載のプログラムであって、
前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順を更に含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２７】
所望の位相パターンを用意する手順と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する手順と、
をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項２８】
請求の範囲第２７項記載の記録媒体であって、
前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを更に記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項２９】
請求の範囲第２７項記載の記録媒体であって、
前記波面歪み補正用位相パターンのデータを更に記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、位相変調装置、位相変調方法、位相変調方法を達成するためのプログラム、及び、プログラムを記録した記録媒体に関し、特に、位相変調型空間光変調器を用いてレーザ光等の位相変調を行う位相変調装置及び位相変調方法、位相変調方法を達成するためのプログラム、及び、プログラムを記録した記録媒体に関する。
背景技術
従来より、位相変調型空間光変調器を利用して、コンピュータ等で計算された位相パターンに基づきレーザ光等を位相変調する位相変調装置が提案されている。かかる位相変調装置では、位相変調型空間光変調器に位相パターンを書き込み、レーザ光を照射することで、当該位相パターンで変調された位相変調光を生成する。
日本国特許第２７８５４２７号公報には、ＴＮ液晶空間光変調素子を利用して光の位相と強度とを変調する方法が記載されている。この方法では、ＴＮ液晶に駆動電圧を印加するのに起因して生じる位相歪みを考慮して、ＴＮ液晶空間光変調素子に表示する位相パターンを作成している。
発明の開示
位相変調装置を、レーザ光源や、位相変調型空間光変調器、及び、レーザ光を導くための光学系で構成する際、レーザ光源や、位相変調型空間光変調器、レーザ光を導くための光学系等に起因した位相歪がレーザ光に生じると、計算された位相パターンとは異なる位相変調光が生成されてしまう。
そこで、光学系を高価な部品を使用して作成したり、位相変調型空間光変調器の読みだし側基板の平面度を高くしたりして、位相歪を小さくすることが考えられる。
しかしながら、高平面度の読みだし側基板を有する位相変調型空間光変調器の製作には、高価な材料を使用しなければならず、製造方法も難しくなる。このため、コストが非常に高くなり、位相変調装置全体を量産化することが難しくなる。
そこで、例えば、日本国特開平１０−１８６２８３号公報に記載されているように、位相変調光に基づき生成された出力画像を検出し、この検出結果に基づいて位相変調型空間光変調器を帰納制御することにより、光学系全体の特性ズレを補償して理想状態に近い出力画像を形成することが考えられる。
しかしながら、当該日本国特開平１０−１８６２８３号公報の画像形成方法によれば、所望の出力画像を得るまでに繰り返しフィードバックループをまわす必要があり、非常に時間がかかる。また、現実には、光源の揺らぎ等によるランダムな出力画像の変動があり、かかるランダムな変動が帰納制御に基づく本来の変動に合わさって検出されてしまうため、帰納制御を正確に行うことは極めて困難である。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、所望の位相パターンに基づく位相変調光を、精度よく、簡単かつ迅速に生成することができ、しかも、安価に製造することができる位相変調装置、所望の位相パターンに基づく位相変調光を、精度よく、簡単かつ迅速に生成することができる位相変調方法、かかる位相変調方法を達成するためのプログラム、及び、かかるプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、光を出力する光源と、所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器とを備えることを特徴とする位相変調装置を提供している。
本発明によれば、波面歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを、互いに分離した状態で用意し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。そして、波面歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動する。したがって、所望の位相パターンで位相変調された光を、歪みが補正された高精度の状態で、生成することができる。また、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけでよいので、簡単な構成で、しかも、短時間に、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。したがって、本発明の位相変調装置は、実時間制御が可能で、しかも、安価に製造することができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターンが、前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンは、波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。
また、前記足し算手段が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成することが好ましい。なお、負の値を２πで割った余りを求めるには、まず、当該負の値の絶対値を求め、次に、当該絶対値の値と足しあわせると足しあわせた結果が２πの整数倍となるような最小の正の値を求めれば良い。前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りが前記歪み補正済み位相パターンとして生成される。したがって、たとえ、電気アドレス型位相変調型空間光変調器が２π以上の位相変調量での位相変調を行うことができないものであっても、電気アドレス型位相変調型空間光変調器に対し、たし算結果を２πで割った余りの位相値にて位相変調を行わせることで、実質的に同一の位相変調を行わせることができる。
また、本発明の位相変調装置は、前記波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段を更に備え、前記足し算手段が、該格納手段から該波面歪み補正用位相パターンを読み出し、該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることが好ましい。
波面歪み補正用位相パターンが格納されているため、波面歪み補正用位相パターンを読み出し、所望の位相パターンと足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。したがって、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。ここで、本発明の位相変調装置は、更に、所望の位相パターンを予め保持する保持手段を備えていることが好ましい。足し算手段は、所望の位相パターンと波面歪み補正用位相パターンとを、それぞれ、読み出し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。したがって、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。もしくは、本発明の位相変調装置は、所望の位相パターンを生成する所望パターン生成手段を備えていてもよい。足し算手段は、生成した所望の位相パターンと読み出した波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。したがって、任意の位相パターンに対する波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。
本発明の位相変調装置は、前記波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段を更に備え、前記足し算手段が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせるのでも良い。入力された波面歪み補正用位相パターンを所望の位相パターンに足し合わせるだけで波面歪み補正済み位相パターンを生成することができるので、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。
もしくは、本発明の位相変調装置は、前記光の波面歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段と、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段とを更に備えているのでも良い。波面歪みを計測し、その符号を反転させるだけで、波面歪み補正用位相パターンを生成できる。したがって、複雑な計算が不要であり、波面歪み補正用位相パターンを、迅速、かつ、正確に求めることができる。しかも、波面歪み補正用位相パターンを、所望の位相パターンとは分離した状態で、簡単に、生成することができる。
ここで、前記計測手段が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、前記生成手段が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算手段が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器が、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調することが好ましい。
波面の固定的な歪みのみならず、動的な歪みをもリアルタイムで計測することができるため、動的な波面の歪みを含め波面の歪みを広く補正する波面歪み補正用位相パターンを生成することができる。したがって、より高精度の位相変調光を生成することができる。なお、本発明の位相変調装置が所望の位相パターンを予め保持する保持手段を備えている場合には、足し算手段は、所望の位相パターンを保持手段から読みだし、繰り返し生成される波面歪み補正用位相パターンと足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新する。したがって、位相変調光を、動的な波面の歪みを含め波面歪みが広く補正された高精度の状態で生成することができる。また、本発明の位相変調装置が所望の位相パターンを生成する所望パターン生成手段を備えている場合には、足し算手段は、生成された所望の位相パターンと、繰り返し生成される波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新する。したがって、任意の位相パターンに対する位相変調光を、動的な波面の歪みを含め波面歪みが広く補正された高精度の状態で生成することができる。
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器は、前記光の入射及び出射が行われる入射・出射面を有し、前記波面歪み補正用位相パターンが、前記入射・出射面に起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることが好ましい。電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面に起因する光の波面の歪みを補正することにより、高精度の位相変調を行うことができる。
この場合、前記波面歪み補正用位相パターンは、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて生成された位相パターンであることが好ましい。この波面歪み補正用位相パターンによれば、所望の位相パターンを生成するよう駆動される際電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射されることになる光の波面の歪みのうち、入射・出射面に起因して生じる波面歪みを補正することができる。
また、この場合、本発明の位相変調装置は、前記光源から出力された光を前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に導くための第１の光学部材を更に備え、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、及び、前記第１の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることが好ましい。位相変調装置を構成する光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する前記光の波面の歪みを補正することができるため、高精度の位相変調を行うことができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、及び、前記第１の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンは、波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。なお、波面歪み位相パターンは、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、光源、及び、第１の光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する光の波面の歪みをまとめて計測することにより得られる。
また、本発明の位相変調装置が前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射した光を導くための第２の光学部材を更に備えている場合には、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、前記第１の光学部材、及び、前記第２の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることが好ましい。位相変調装置を構成する光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する前記光の波面の歪みを補正することができるため、高精度の位相変調を行うことができる。
例えば、波面歪み補正用位相パターンが、位相変調装置を構成する全ての光学部材に起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンであれば、より高精度の位相変調を行うことができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、前記第１の光学部材、及び、前記第２の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンは波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。なお、波面歪み位相パターンは、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、光源、第１の光学部材、及び、第２の光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する光の波面の歪みをまとめて計測することにより得られる。
もしくは、前記波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に起因する波面の歪みを補正するための第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源に起因する波面の歪みを補正するための第２の波面歪み補正用位相パターンと、前記第１の光学部材に起因する波面の歪みを補正するための第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つからなり、前記足し算手段が、該第１，第２，第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つを所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。第１，第２，第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの１つまたは２つ以上を所望の位相パターンに足し合わせるだけで、位相変調装置を構成する光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する前記光の波面の歪みを補正することができる。
この場合、前記第１の波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなり、前記第２の波面歪み補正用位相パターンが、前記光源に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなり、前記第３の波面歪み補正用位相パターンが、前記第１の光学部材に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。各波面歪み補正用位相パターンが波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。なお、各波面歪み位相パターンは、対応する光学部材に起因する光の波面の歪みを計測することにより得られる。
例えば、前記足し算手段は、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源と前記第１の光学部材とに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第４の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。第１の波面歪み補正用位相パターンと第４の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面と、光源と第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
この場合、本発明の位相変調装置は、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された前記第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段と、前記光源及び前記第１の光学部材に起因する前記光の波面の歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段と、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段とを更に備え、前記足し算手段が、該第１と第４の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。
第４の波面歪み補正用位相パターンは、光源及び第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。この第４の波面歪み補正用位相パターンと、入力された第１の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、光源、第１の光学部材、及び、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
また、本発明は、所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動して該光を位相変調する位相変調工程とからなることを特徴とする位相変調方法を提供している。
本発明によれば、波面歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンと、所望の位相パターンとを、互いに分離した状態で用意し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。そして、波面歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動する。したがって、所望の位相パターンで位相変調された光を、歪みが補正された高精度の状態で、生成することができる。また、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけでよいので、簡単に、しかも、短時間で、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。
また、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程が、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する工程を備えていることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンを、波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成できるため、複雑な演算が不要であり、迅速に作成することができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、該波面歪み補正用位相パターンを入力する工程を備え、前記足し算工程が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることが好ましい。入力された波面歪み補正用位相パターンを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができるので、波面歪み補正済み位相パターンを迅速に生成することができる。
また、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、前記光の波面歪みを計測し該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測工程と、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する反転工程とを更に備え、前記足し算工程が、該生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと足し合わせることが好ましい。波面歪みを計測し、その符号を反転させるだけで、波面歪み補正用位相パターンを生成できる。したがって、複雑な計算が不要であり、波面歪み補正用位相パターンを、簡単、かつ、迅速に求めることができる。
ここで、前記計測工程が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、前記反転工程が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算工程が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することが好ましい。波面の固定的な歪みのみならず、動的な歪みをもリアルタイムで計測することができるため、動的な波面の歪みを含め波面の歪みを広く補正する波面歪み補正用位相パターンを生成することができる。したがって、より高精度の位相変調光を生成することができる。
また、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程が、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射された光の波面の歪みを計測する第１の計測工程と、該計測された波面の歪み示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第１の波面歪み補正用位相パターンを生成する第１の反転工程とを備え、前記足し算工程が、該第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。
第１の波面歪み補正用位相パターンは、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に起因する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。こうして作成された第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより、所望の位相パターンを生成するよう駆動される際電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射されることになる光の波面の歪みのうち、入射・出射面に起因して生じる波面歪みを補正することができる。
この場合、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、更に、光源及び第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを計測する第２の計測工程と、該第２の計測工程にて計測された波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第２の波面歪み補正用位相パターンを生成する第２の反転工程とを備え、前記足し算工程が、前記第１の波面歪み補正用位相パターンと該第２の波面歪み補正用位相パターンとを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成し、前記位相変調工程が、該光源からの光を該第１の光学部材により電気アドレス型位相変調型空間光変調器に導き、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動することにより、該光を位相変調することが好ましい。
第２の波面歪み補正用位相パターンは、光源及び第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。この第２の波面歪み補正用位相パターンと第１の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、光源、第１の光学部材、及び、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
本発明は、また、所望の位相パターンを用意する所望の手順と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを提供している。
コンピュータは、かかるプログラムを実行することにより、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけで歪み補正済み位相パターンを得ることができる。したがって、波面歪み補正済み位相パターンを、簡単な計算で迅速に生成することができる。
本発明のプログラムは、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順を更に含むことが好ましい。波面歪み補正用位相パターンを波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成できるため、複雑な演算が不要であり、迅速に作成することができる。
本発明は、また、所望の位相パターンを用意する手順と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供している。コンピュータは、本発明の記録媒体からこのプログラムを読みとることにより、光の位相変調を行おうとする任意の場合に、波面歪み補正用位相パターンを、迅速かつ正確に作成することができる。
本発明の記録媒体は、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを更に記録したことが好ましい。コンピュータは、波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで波面歪み補正用位相パターンを作成できる。したがって、複雑な演算が不要であり、迅速に作成することができる。
もしくは、本発明の記録媒体は、前記波面歪み補正用位相パターンのデータを更に記録していることが好ましい。コンピュータは、プログラムと波面歪み補正用位相パターンのデータとを読みとるだけで、波面歪み補正用位相パターンを所望の位相パターンと足し合わせる手順を迅速に行うことができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態に係る位相変調装置及び位相変調方法について、図面を参照して説明する。
なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工機及びレーザ加工方法について第１図〜第９（Ｂ）図に基づき説明する。
なお、本実施の形態は、本発明の位相変調装置及び位相変調方法を、加工ターゲットＴをレーザ光にて任意のパターンに加工するためのレーザ加工機及びレーザ加工方法に適用している。
第１の実施の形態によるレーザ加工機１は、第１図に示すように、読み出し用光源１０と、スペイシャルフィルタ２０と、コリメートレンズ３０と、位相変調モジュール４０と、フーリエレンズ５０と、制御装置６０とからなる。
読み出し用光源１０は、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザからなり、コヒーレントな読み出し光を生成するためのものである。なお、読み出し用光源１０からの読み出し光は、略一様な位相分布を有し、かつ、第１図の紙面に対して平行な偏光面を有する直線偏光である。
スペイシャルフィルタ２０は、読みだし光中の余分な回折波や反射波、キズやゴミなどの回折散乱波を取り除くためのものである。
コリメートレンズ３０は、スペイシャルフィルタ２０からの読み出し光をコリメートして平行な読み出し光を生成するためのものである。
位相変調モジュール４０は、コリメートレンズ３０からの読み出し光に対して位相変調を施すための電気アドレス型位相変調型空間光変調器である。
フーリエレンズ５０は、位相変調モジュール４０にて位相変調された読み出し光を空間的にフーリエ変換するためのものである。加工ターゲットＴが、フーリエレンズ５０のフーリエ面上に配置されている。従って、読み出し光は、光源１０から、スペイシャルフィルタ２０とコリメートレンズ３０とによって位相変調モジュール４０に導かれ、さらに、位相変調モジュール４０からフーリエレンズ５０によって加工ターゲットＴに導かれる。
制御装置６０は、パーソナルコンピュータからなり、位相変調モジュール４０を制御するためのものである。
第２図に示すように、制御装置６０には、ハードディスク装置６１、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６４，ＲＡＭ６３、記録媒体読みだし装置６５、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６、ネットワークコントロールユニット（ＮＣＵ）６７等がバスを介して接続されている。
ハードディスク装置６１には、後述する歪み補正用パターン作成プログラム、歪み補正済みパターン作成プログラム、及び、モジュール駆動プログラムが予め格納されている。
ＣＰＵ６２は、制御装置６０全体を制御する他、歪み補正用パターン作成プログラム、歪み補正済みパターン作成プログラム、及び、モジュール駆動プログラム等の各種プログラムを実行するためのものである。
ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６２が各種プログラム実行中に作成したデータを格納するためのものである。
ＲＯＭ６４は、様々なプログラムやデータを予め格納している。なお、歪み補正用パターン作成プログラム、歪み補正済みパターン作成プログラム、及び、モジュール駆動プログラムは、ＲＯＭ６４に格納されているのでも良い。
記録媒体読みだし装置６５は、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納されたプログラムやデータを読みだし、ハードディスク装置６１等に格納するためのものである。例えば、歪み補正用パターン作成プログラムや歪み補正済みパターン作成プログラムを、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納しておき、記録媒体読みだし装置６５を介して、ハードディスク装置６１等に格納しても良い。
入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６には、位相変調モジュール４０が接続されている。なお、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６には、後述する波面検出器２１０（第８図）も接続可能となっている。入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６には、また、図示しないキーボードやマウス等の入力装置、及び、ディスプレイやプリンタ等の出力装置が接続されている。
ネットワークコントロールユニットには、インターネット等のネットワーク６８が接続されている。したがって、歪み補正用パターン作成プログラムや歪み補正済みパターン作成プログラムを、インターネット等のネットワーク６８からダウンロードして、ハードディスク装置６１等に格納することもできる。
次に、位相変調モジュール４０について、第３図を参照して、説明する。
位相変調モジュール４０は、第３図に示すように、書き込み用光源１１０と、コリメートレンズ１２０と、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）１３０と、リレーレンズ１４０と、平行配向型ネマチック液晶空間光変調器（以下、ＰＡＬ−ＳＬＭ（Ｐａｒａｌｌｅｌ−Ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ−Ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）という）１５０とから構成されている。
書き込み用光源１１０は、一様な強度分布を有する書き込み光を生成するためのものである。書き込み用光源１１０は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）で構成されている。
コリメートレンズ１２０は、書き込み用光源１１０からの書き込み光をコリメートして平行光を生成するためのものである。
ＬＣＤ１３０は、透過型の電気アドレス型強度変調型空間光変調器である。ＬＣＤ１３０は、所望のパターンで電気アドレス駆動されることにより、コリメートレンズ１２０からの書き込み光を強度変調して、当該所望のパターンの強度分布を有する強度変調光を生成するためのものである。ＬＣＤ１３０は、光入射層１３０ａと、光伝達層１３０ｂと、光入射層１３０ａと光伝達層１３０ｂとの間に設けられた画素構造層１３０ｃとツイストネマチック液晶層１３０ｄと対向電極層１３０ｅとから構成されている。光入射層１３０ａは、透明ガラス基板とその外側表面に設けられた偏光板とからなる。光伝達層１３０ｂも、透明ガラス基板とその外側表面に設けられた偏光板とからなる。画素構造層１３０ｃは、複数の透明画素電極を備えている。これら複数の透明画素電極は、コリメートレンズ１２０の光軸に対して垂直な平面（第３図の紙面に対して垂直なｘｙ平面、なお、ｘ軸は第３図の紙面に垂直、ｙ軸は第３図の紙面に平行）内に所定のピッチＰにて２次元マトリックス状に配列されている。なお、各透明画素電極の位置は、ｘｙ平面の座標（ｘ、ｙ）で示される。
かかる構成を有するＬＣＤ１３０は、光入射層１３０ａがコリメートレンズ１２０に対向し、光伝達層１３０ｂがリレーレンズ１４０に対向するように配置されている。画素構造層１３０ｃが、制御装置６０に接続されている。画素構造層１３０ｃの透明画素電極が、制御部６０の後述する制御部６０ｇにより所望のパターンにて電気アドレス駆動されると、ツイストネマチック液晶層１３０ｄ内の液晶分子の配向状態が該所望のパターンに対応して変化する。コリメートレンズ１２０からの書き込み光が光入射層１３０ａの偏光板を介してツイストネマチック液晶層１３０ｄに入射すると、その偏光状態が変化し、光伝達層１３０ｂの偏光板を介して出射することで、強度変調光として出力される。このように、ＬＣＤ１３０は、所望のパターンの強度分布を有する強度変調光を出力することができる。
リレーレンズ１４０は、ＬＣＤ１３０から出力された強度変調光をＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達するためのものである。ここで、リレーレンズ１４０のＬＣＤ１３０側の開口数ＮＡＬを、ＬＣＤ１３０の画素ピッチＰと書き込み用光源１１０の書き込み光の波長λに対して、１／２Ｐ＜ＮＡＬ／λ＜１／Ｐの関係を有するように選択すれば、リレーレンズ１４０は、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する空間周波数１／Ｐの信号成分を消去しつつ、ＬＣＤ１３０が表示している強度パターンを精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、反射型の光アドレス型位相変調型空間光変調器である。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、リレーレンズ１４０にて伝達された強度変調光によって光アドレスされ、コリメートレンズ３０を透過した読み出し光を位相変調して、所望のパターンの位相分布を有する位相変調光を生成するためのものである。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、書き込み側透明基板１５０ａと読みだし側透明基板１５０ｂと、書き込み側透明基板１５０ａと読みだし側透明基板１５０ｂとの間に設けられた透明電極１５０ｃ、光導電層１５０ｄ、ミラー層１５０ｅ、液晶層１５０ｆ、及び、他の透明電極１５０ｇとからなる。読みだし側透明基板１５０ｂは、読みだし光の入射・出射面を規定し、ガラスなどの透明部材によって形成されている。透明電極１５０ｃ及び１５０ｇは、図示しない交流電源に接続されている。光導電層１５０ｄは、例えば、アモルファスシリコン製である。液晶層１５０ｆは、水平配向状態のネマティック液晶で構成されている。液晶分子は、液晶層１５０ｆに印加される電圧の変化に応じて、所定の面内で回転することにより、屈折率を変化させる。
かかる構成のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、書き込み側透明基板１５０ａがリレーレンズ１４０に対向し、読み出し側透明基板１５０ｂがコリメートレンズ３０及びフーリエレンズ５０に対向している。しかも、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、コリメートレンズ３０からの読み出し光が読み出し側透明基板１５０ｂに斜めに入射するように配置されている。すなわち、読みだし光は、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に対し、入射光軸Ｉに沿って所定の入射角度θにて斜めに読み出し側透明基板１５０ｂに入射し、ミラー層１５０ｅにて反射された後、入射角度に等しい反射角度θにて出射光軸Ｏに沿って読み出し側透明基板１５０ｂから斜めに出射して、フーリエレンズ５０に到達する。なお、読み出し用光源１０は、直線偏光である読み出し光がＰ偏光としてＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に入射するような向きに配置されている。また、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、液晶層１５０ｆ内の液晶分子の配向方向が読み出し光の偏光面と略平行であり、しかも、液晶分子が液晶層１５０ｆへの印加電圧の変化に応じて回転する所定の面が、読み出し光の法面（すなわち、読み出し光の入射光軸Ｉと反射光軸Ｏとミラー層１５０ｅの法線とを含む平面／第３図の紙面）に対して略平行になるように、配置されている。
ＬＣＤ１３０から出射した強度変調光がリレーレンズ１４０を介して光導電層１５０ｄに入射・結像すると、光伝導層１５０ｄを構成するアモルファスシリコンの結晶構造が変化して、液晶分子に与えられる電圧が変化し、液晶分子が回転して複屈折率が変化するＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）効果を生じる。このため、コリメートレンズ３０を透過した読み出し光は、液晶層１５０ｆを伝搬する際、位相変調される。読み出し光は、ミラー層１５０ｅにて反射し、液晶層１５０ｆ中を再び伝搬して位相変調された後、位相変調光として出射する。こうして出射した位相変調光は、ＬＣＤ１３０からの強度変調光の強度分布に対応した位相分布の波面歪みを有する。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０より出射した位相変調光は、第１図に示すように、フーリエレンズ５０によって空間的にフーリエ変換されて、加工ターゲットＴに結像される。
なお、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０、及び、位相変調モジュール４０の具体的構成の詳細は、例えば、国際公開第ＷＯ００／３４８２３号公報に記載されている。
制御装置６０は、第４図の機能ブロック図に示すように、パターンメモリ部６０ａと、歪みパターンメモリ部６０ｂと、歪み補正用パターン作成部６０ｃと、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄと、足し算部６０ｅと、歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆと、制御部６０ｇと、歪みパターン入力部６０ｈと、パターン入力部６０ｉと、パターン作成部６０ｊとを備えている。パターンメモリ部６０ａと、歪みパターンメモリ部６０ｂと、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄと、歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆとは、ハードディスク装置６１により構成されている。歪み補正用パターン作成部６０ｃは、ＣＰＵ６２から構成されており、歪み補正用パターン作成プログラムを実行することにより歪み補正用パターンを作成する。足し算部６０ｅは、ＣＰＵ６２から構成されており、歪み補正済みパターン作成プログラムを実行することにより後述のパターンの足し算を行う。制御部６０ｇは、ＣＰＵ６２から構成されており、モジュール駆動プログラムを実行することにより位相変調モジュール４０を駆動する。歪みパターン入力部６０ｈは、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６からなる。パターン入力部６０ｉは、記録媒体読みだし装置６５、もしくは、ＮＣＵ６７からなる。パターン作成部６０ｊは、ＣＰＵ６２から構成されており、任意の画像作成プログラム等を実行することにより所望の位相パターンを作成する。
パターンメモリ部６０ａは、加工ターゲットＴを加工すべき所望の位相パターンのデータＨ（ｘ、ｙ）を格納するためのものである。本実施の形態の場合には、所望の位相パターンのデータは、コンピュータ生成ホログラム（以下、ＣＧＨという）パターンデータである。当該ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、位相変調モジュール４０内のＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃの各透明画素電極の位置（ｘ、ｙ）において位相変調すべき位相値（位相変調量）を示している。
具体的には、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、第５図に示すように、各画素（ｘ、ｙ）ごとに位相値を示している。例えば、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、一番左上の画素位置（０，０）では２．５πであり、右隣の画素位置（１，０）では３．４πである。なお、第５図では、位相値が０の画素を黒、位相値が２πの画素を白、位相値が０〜２πの画素を灰色で示している。また、位相値が２π以上または負である画素については、当該位相値を、当該位相値を２πで割った余りである０〜２πの値に置き換えて示してある。
なお、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、ＣＰＵ６２（パターン作成部６０ｊ）が画像作成プログラム等を実行することにより予め作成されたものである。あるいは、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、パターン入力部６０ｉを介して予め外部より入力されたものでも良い。すなわち、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）は、予め、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納されているか、あるいは、ネットワーク６８にアップロードされている。記録媒体読みだし装置６５あるいはＮＣＵ６７（パターン入力部６０ｉ）が、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）を、記録媒体、もしくは、ネットワーク６８から受け取り、パターンメモリ部６０ａに格納する。
歪みパターンメモリ部６０ｂは、コリメートレンズ３０を透過した読み出し光が有する位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）を示すデータを格納するためのものである。ここで、読み出し用光源１０から出力された読み出し光の波面には、読み出し用光源１０自体の構成等に起因した静的な位相歪みが生じている。さらに、読み出し光がスペイシャルフィルタ２０とコリメートレンズ３０を透過する際にも、読み出し光の波面には、これら光学系の収差に起因した静的な位相歪みが生じる。したがって、コリメートレンズ３０透過後の読み出し光には、第４図に波線で示すように、読み出し用光源１０、及び、スペイシャルフィルタ２０とコリメートレンズ３０とからなる光学系に起因して生じる波面歪みが形成されている。歪みパターンメモリ部６０ｂには、当該波面歪みを示す位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータが記憶されている。ここで、（ｘ、ｙ）は、読み出し光の光軸に垂直な平面上における各点を示し、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃの各透明画素電極の位置に対応している。すなわち、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）は、各位置（ｘ、ｙ）毎の位相値を示しており、読みだし光の波面の歪み、すなわち、波面（第４図の波線）のうち早く進んでいる部分や遅く進んでいる部分の進み（遅れ）量とその分布を規定している。
なお、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータは入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６（歪みパターン入力部６０ｈ）を介して入力される。すなわち、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６（歪みパターン入力部６０ｈ）は、後述する波面検出器２１０から位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを受け取り、このデータを歪みパターンメモリ部６０ｂに格納する。
歪み補正用パターン作成部６０ｃは、歪みパターンメモリ部６０ｂに格納されている波面歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）を示すデータに基づき、当該波面歪みパターンを除去するための位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを作成するためのものである。なお、歪み補正用パターン作成部６０ｃは、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）の逆パターン、すなわち、−Φ１（ｘ、ｙ）を求め、これを位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）として設定する。したがって、位相歪み補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）も、各位置（ｘ、ｙ）ごとに位相値を示している。
このように、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）は、第４図において波線で示されている読み出し光波面Φ１（ｘ、ｙ）のうち、早く進んでいるところは遅くなるように補正し、遅いところは早くなるように補正するためのパターンとして、作成される。例えば、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）が、あるｘ座標位置において、第６図に示すような歪み分布をｙ軸方向に有していると仮定する。その場合には、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）は、第６図に示すように、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）との和が平面波となるようなパターンとして、作成される。例えば、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）は、第５図に示すように、一番左上の位置（０，０）では３．５πであり、また、右隣の位置（１，０）では２．１πである。
歪み補正用パターンメモリ部６０ｄは、歪み補正用パターン作成部６０ｃが作成した歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを格納するためのものである。
足し算部６０ｅは、パターンメモリ部６０ａに格納されているＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータと、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納されている位相歪み補正用位相パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータとを足し合わせ、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータを生成する演算を行うためのものである。すなわち、Ｈ’（ｘ、ｙ）＝Ｈ（ｘ、ｙ）＋Ｃ１（ｘ、ｙ）を演算する。
より詳しくは、足し算部６０ｅは、ＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）と、位相歪補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）の値とを、各画素位置（ｘ、ｙ）毎に足し合わせることで、第５図に示すように、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める。この例の場合には、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）は、位置（０，０）では、６π（＝２．５π＋３．５π）、位置（１，０）では、５．５π（＝３．４π＋２．１π）の位相値を有する。
ここで、読み出し光は連続波であるため、波面が一波長分、すなわち、位相２π分ずれても、出力に影響を及ぼさない。このため、足し算部６０ｅは、位相歪み補正済みパターンデータＨ’（ｘ、ｙ）の各画素（ｘ、ｙ）毎の値が負の値もしくは２π以上の値となった場合には、当該値を、当該値を２πで割った余りに置き換える変換処理（以下、「位相の折り返し処理」という）を行う。例えば、画素位置（０，０）においては、Ｈ’（０、０）＝６πとなるので、Ｈ’（０、０）＝０に変換する。また、画素位置（１，０）においては、Ｈ’（１、０）＝５．５πとなるので、Ｈ’（１、０）＝１．５πに変換する。なお、負の値を２πで割った余りを求めるには、まず、当該負の値の絶対値を求め、次に、当該絶対値の値と足しあわせると足しあわせた結果が２πの整数倍となるような最小の正の値を求めれば良い。例えば、画素位置（２，０）においてＨ’（２、０）＝−０．３πとなったら、Ｈ’（２、０）＝１．７πに変換すれば良い。本実施の形態では、足し算部６０ｅがかかる位相の折り返し処理を行うため、たとえＰＡＬ−ＳＬＭ１５０が２π以上の位相変調量での位相変調動作を行うことができない場合でも、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に対し、２πで割った余りの位相値にて位相変調を行わせることで、実質的に同一の位相変調を行わせることができる。
歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆは、足し算部６０ｅによって生成された歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータを格納するためのものである。
制御部６０ｇは、歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆに格納されている歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータに基づき、駆動信号を生成し、位相変調モジュール４０内のＬＣＤ１３０を駆動するためのものである。
次に、上記構成を有するレーザ加工機１が行う変調動作（加工動作）について、第７（Ａ）図を参照して、説明する。
ユーザが制御装置６０の入力装置に対し変調動作（加工動作）の開始を指示すると、まず、足し算部６０ｅがパターン足し算処理を開始する（Ｓ１）。
パターン足し算処理（Ｓ１）について、第７（Ｂ）図を参照して、説明する。
パターン足し算処理では、まず、ＣＰＵ６２は、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータを、パターンメモリ部６０ａより、読み出す（ステップＳ２）。
次に、ＣＰＵ６２は、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄより、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを読み出す（ステップＳ３）。
次に、ＣＰＵ６２は、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータと位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータとを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンデータＨ’（ｘ、ｙ）（＝Ｈ（ｘ、ｙ）＋Ｃ１（ｘ、ｙ））を作成する（ステップＳ４）。ただし、位相歪み補正済みパターンデータＨ’（ｘ、ｙ）の画素（ｘ、ｙ）毎の値が負もしくは２π以上となった場合には、足し算部６０ｅは、当該値を、当該値を２πで割った余りに置き換える位相の折り返し処理を行う。
こうして、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータが得られると、当該データは、歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆに格納される（ステップＳ５）。
こうして、パターン足し算処理（Ｓ１）が終了する。
次に、Ｓ７にて、ＣＰＵ６２は、位相変調モジュール４０を駆動する駆動処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ６２は、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータに基づき駆動信号を生成し、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃの各画素位置（ｘ、ｙ）にある透明画素電極を駆動する。同時に、書き込み用光源１１０と読み出し用光源１０とがオンされる。ＬＣＤ１３０は、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）の強度分布を有する強度変調光を生成する。この強度変調光は、リレーレンズ１４０によりＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の光導電層１５０ｄに伝達される。こうして、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）の強度分布を有する強度変調光にて光アドレスされる。ここで、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０には、コリメートレンズ３０から、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）の波面歪みを有する読みだし光が入射している。したがって、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて読み出し光を位相変調することにより、元のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）の波面を有する位相変調光を生成する。
すなわち、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０は、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）の波面歪みを有する読みだし光を位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて位相変調することにより、以下の数式（１）に従う位相分布の足し算を実行する。
Φ１（ｘ、ｙ）＋Ｈ’（ｘ、ｙ）
＝Φ１（ｘ、ｙ）＋｛Ｃ１（ｘ、ｙ）＋Ｈ（ｘ、ｙ）｝
＝Φ１（ｘ、ｙ）＋｛−Φ１（ｘ、ｙ）＋Ｈ（ｘ、ｙ）｝
＝Ｈ（ｘ、ｙ）          ・・・（１）
こうして、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）の位相分布を有する読みだし光がＰＡＬ−ＳＬＭ１５０により生成され、フーリエレンズ５０を透過することにより、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）に対応する所望のパターンが、加工ターゲットＴに集光される。
なお、歪み補正済みパターン作成プログラムが、パターン足し算処理（Ｓ１）のステップを実行するためのプログラムから構成されており、モジュール駆動プログラムが、Ｓ７のステップを実行するためのプログラムから構成されている。
以上のように、本実施の形態によれば、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）を予め歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納しておくため、これを単に読み出して所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）と重ね合わせるだけで、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求めることができる。したがって、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を、短時間で、求めることができ、リアルタイム制御が可能である。
たとえ、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０が精度の低い光学部材であっても、位相変調モジュール４０を位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて制御することにより、所望のパターンＨ（ｘ、ｙ）で位相変調された位相変調光を精度よく生成することができる。したがって、高価な光学部材が必要がなく、しかも、レーザ加工機１全体の構成も簡単であるため、レーザ加工機１を安価に製造することができる。
本実施の形態では、レーザ加工機１は、上記加工動作を実行する前に、歪み補正用パターン作成動作を行う。すなわち、コリメートレンズ３０透過後の読み出し光の波面歪みを測定して位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを生成し、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）＝−Φ１（ｘ、ｙ）のデータを作成し、この位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。
以下、この歪み補正用パターン作成動作について、第８図〜第９（Ｂ）図を参照して、説明する。
歪み補正用パターン作成動作を行う際、ユーザは、レーザ加工機１に、第８図に示すように、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とを配置する。なお、第８図では、制御装置６０内の部材については、理解を容易とするため、制御装置６０内の歪みパターン入力部６０ｈと制御部６０ｇのみを示し、他の部材６０ａ〜６０ｆ、６０ｉ、６０ｊの記載を省略している。
ここで、ビームサンプラー２００は、受け取った光の一部を反射し大半を透過するためのものである。本実施の形態では、ビームサンプラー２００は、コリメートレンズ３０の後段に配置され、コリメートレンズ３０を透過した読み出し光の一部を反射しつつ残りを透過して位相変調モジュール４０に照射する。
波面検出器２１０は、受け取った光の波面を計測するためのものであり、例えば、公知のシャックハルトマンセンサーからなる。ここで、シャックハルトマンセンサーは、図示しないレンズアレイと二次元検出器と信号処理部とから構成されている。レンズアレイが光を集光し、二次元検出器がレンズアレイで集光された集光スポットを画像信号に変換し、信号処理部が画像信号を演算することにより光の波面のパターンを示すデータを生成する。かかる構成の波面検出器２１０が、ビームサンプラー２００からの反射光を受け取る位置に配置され、受け取った反射光の波面を検出して、当該波面歪みを示す位相歪みパターンのデータを作成する。なお、波面検出器２１０は、その信号処理部が制御装置６０の入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６（歪みパターン入力部６０ｈ）に接続されており、作成した位相歪みパターンのデータを制御装置６０に入力できるようになっている。なお、波面検出器２１０は、干渉計から構成されていても良い。
ユーザが波面検出器２１０をレーザ加工機１に設置すると、第９（Ａ）図に示すように、計測処理が開始される（ステップＳ１０）。すなわち、ユーザは、読み出し用光源１０の駆動を開始する。ビームサンプラー２００が、コリメートレンズ３０から出力された読み出し光の一部を反射して波面検出器２１０に導く。波面検出器２１０は、受け取った読みだし光の波面を計測し、当該波面歪みを示す位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを作成し、歪みパターン入力部６０ｈを介して歪みパターンメモリ部６０ｂに格納する。なお、波面検出器２１０による計測が完了すると、読み出し用光源１０はオフされる。
次に、制御装置６０は、パターン演算処理を開始する（ステップＳ２０）。
パターン演算処理について、第９（Ｂ）図を参照して説明する。
パターン演算処理では、歪み補正用パターン作成部６０ｃが、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを歪みパターンメモリ部６０ｂから読み出し、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータの符号を逆にすることにより、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを生成する（ステップＳ２６）。すなわち、歪み補正用パターン作成部６０ｃは、数式Ｃ１（ｘ、ｙ）＝−Φ１（ｘ、ｙ）を演算することにより、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）を求める。
位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータは、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納される（ステップＳ２８）。こうして、パターン演算処理（第９（Ａ）図のステップＳ２０）が終了し、歪み補正用パターン作成動作が終了する。ユーザは、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とをレーザ加工機１より除去して第１図の状態に戻す。
このように、本実施の形態では、レーザ加工機１上で位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）を予め計測して位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）を作成し、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。
なお、歪み補正用パターン作成プログラムは、パターン演算処理Ｓ２０（第９（Ｂ）図のステップＳ２０）を実行するためのプログラムから構成されている。
（第１の変更例）
以下、本実施の形態の第１の変更例について、説明する。
上記説明では、レーザ加工機１は第１図の構成をしており、歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図、第９（Ｂ）図）を行う時のみ、第８図に示すように、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とをレーザ加工機１内に配置した。しかしながら、レーザ加工機１は、常に、第８図の構成を有するのでも良い。すなわち、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とを、第８図に示すような状態で、固定的に配置しても良い。この場合には、レーザ加工機１は、第８図の構成にて、歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図、第９（Ｂ）図）を行い、その後、変調動作（第７（Ａ）図、第７（Ｂ）図）を行う。ビームサンプラー２００は、受け取った読み出し光の大半を透過して位相変調モジュール４０に導くため、位相変調モジュール４０は、読み出し用光源１０からの読み出し光の大半を加工動作に供することができる。このため、ビームサンプラー２００が読み出し光の光路中にあっても、加工処理には支障がない。
（第２の変更例）
読み出し光の波面には、第１図に破線の波線にて示すように、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側透明基板１５０ｂの面精度の悪さに起因した静的な位相歪みも生じる。すなわち、読み出し光がＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側透明基板１５０ｂを透過する際、読み出し光に歪みが生じる。したがって、読み出し用光源１０とスペイシャルフィルタ２０とコリメートレンズ３０、及び、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に起因する静的な波面歪みを予め計測し、この波面歪みを除去するようにしても良い。
本変更例の場合には、波面歪みを計測する波面歪み補正用パターン作成工程（第９（Ａ）図）では、ビームサンプラー２００を、第１０図に示すように、位相変調モジュール４０の後段に配置しＰＡＬ−ＳＬＭ１５０から出力された読み出し光の一部を反射して波面検出器２１０に導くようにする。この状態で、第９（Ａ）図に示す計測動作（Ｓ１０）を行う。なお、第１０図においても、第８図同様、制御装置６０内の歪みパターン入力部６０ｈと制御部６０ｇのみを記載し、残りの部材６０ａ〜６０ｆ、６０ｉ、６０ｊの図示を省略している。
なお、Ｓ１０で波面検出器２１０が検出を行っている間、制御部６０ｇは、位相変調モジュール４０をオフ状態とする。すなわち、ＬＣＤ１３０に駆動信号を供給せず、書き込み用光源１１０をオフし、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０にも図示しない交流電源からの電圧を印加しない。こうして、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の液晶層１５０ｆが読みだし光を位相変調しないようにする。したがって、波面検出器２１０は、読み出し用光源１０と、スペイシャルフィルタ２０と、コリメートレンズ３０と、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂとに起因する波面歪み（以下、Φ２（ｘ、ｙ）という）を検出することができる。波面検出器２１０は、検出結果である位相歪みパターンΦ２（ｘ、ｙ）のデータを、歪みパターン入力部６０ｈを介して、歪みパターンメモリ部６０ｂに格納する。
ここで、計測動作Ｓ１０（第９（Ａ）図）中、位相変調モジュール４０をオン状態にすることは好ましくない。位相変調モジュール４０をオン状態にする、すなわち、ＬＣＤ１３０に駆動信号を供給し、書き込み用光源１１０をオンし、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に交流電圧を印加すると、ＬＣＤ１３０が何らかのパターンを示す強度変調光を生成し、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０がこの強度変調光に応じて読みだし光の波面を操作し強度変調光に対応する位相パターン（波面歪み）を生成してしまう。すると、波面検出器２１０は、光学部材１０〜３０、１５０ｂによる波面歪と、ＬＣＤ１３０から入力されたパターンによる波面歪みとを、互いに重なった状態にて検出してしまい、光学部材１０〜３０、１５０ｂのみに起因した波面歪みを、単独で、すなわち、パターンによる波面歪みから独立した状態で、検出することができなくなってしまうからである。
なお、第９（Ｂ）図のパターン演算処理中、歪み補正用パターン作成部６０ｃは、Ｓ２６にて、位相歪みパターンΦ２（ｘ、ｙ）のデータを歪みパターンメモリ部６０ｂから読み出し、位相歪みパターンΦ２（ｘ、ｙ）の逆パターンＣ２（ｘ、ｙ）（＝−Φ２（ｘ、ｙ））を求める。逆パターンＣ２（ｘ、ｙ）は、Ｓ２８にて、位相歪み補正用パターンとして、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納される。こうして、パターン演算処理（Ｓ２０）が終了すると、レーザ加工機１よりビームサンプラー２００と波面検出器２１０とが除去され、レーザ加工機１は、第１図に示す状態に戻される。
変調動作（第７（Ａ），７（Ｂ）図）では、足し算部６０ｅが、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）と所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）とを足しあわせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求め（Ｓ１）、かかる位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）に基づいてＬＣＤ１３０用の駆動信号を作成し位相変調モジュール４０を駆動する（Ｓ７）。
本変更例によれば、波面検出器２１０により、読み出し用光源１０、スペイシャルフィルタ２０、コリメートレンズ３０、及び、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側基板１５０ｂに起因する位相歪みパターンΦ２（ｘ、ｙ）を検出し、この位相歪みパターンを除去するための位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）を生成し、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と足しあわせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を生成する。位相変調モジュール４０を、この位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）により駆動するので、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）の位相分布を有する位相変調光を、歪みのない状態にて生成することができる。この位相変調光がフーリエレンズ５０を透過することにより、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）に対応する所望のパターンが、加工ターゲットＴにきれいに集光する。
以上のように、本変更例によれば、たとえＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに歪みがあっても、ＬＣＤ１３０を位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて制御することにより、所望のパターンＨ（ｘ、ｙ）で位相変調された位相変調光を精度よく生成することができる。したがって、レーザ加工機１を安価に製造することができる。
なお、本変更例でも、第１の変更例と同様、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とを、レーザ加工機１内に第１０図の状態で固定的に配置しても良い。この場合、レーザ加工機１は、第１０図の構成にて、歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図，９（Ｂ）図）を行った後、同一の配置構成にて、変調動作（第７（Ａ），７（Ｂ）図）を行うことになる。変調動作の際、ビームサンプラー２００は、受け取った読み出し光の大半を透過してフーリエレンズ５０に導く。したがって、フーリエレンズ５０は、位相変調光の大半をフーリエ変換し、加工に供することができる。
（第３の変更例）
ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側透明基板１５０ｂに起因する波面歪みのみを、位相変調モジュール４０をレーザ加工機１内に配置する前に、予め、測っておいても良い。すなわち、第１１図に示すように、波面検出器２２０を備えた計測ボックス７０を用意し、波面検出器２２０を、制御装置６０の歪みパターン入力部６０ｈ（入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６６）に接続する。波面検出器２２０は、波面検出器２１０と同一の構成を備え、波面検出器２１０と同じように動作する。なお、第１１図においても、第８図、第１０図同様、制御装置６０内の歪みパターン入力部６０ｈと制御部６０ｇのみを記載し、残りの部材６０ａ〜６０ｆ、６０ｉ、６０ｊの図示を省略している。
この場合には、歪み補正用パターン作成処理（第９（Ａ）図，９（Ｂ）図）は、以下のように行われる。
まず、ユーザは、位相変調モジュール４０を、計測ボックス７０の中にサンプルとして入れる。そして、計測処理（Ｓ１０）を開始する。すなわち、位相変調モジュール４０をオフ状態とした上で、計測ボックス７０内で、予め波面歪みが補正された所定の読みだし光源からの読みだし光をＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに照射する。波面検出器２２０が、読みだし側透明基板１５０ｂから出射した読みだし光の波面歪みを計測する。ここで、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂの位相歪みパターンがΦ１５０（ｘ、ｙ）と計測されたとする。波面歪み検出器２２０は、位相歪パターンΦ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、歪みパターン入力部６０ｈを介して、歪みパターンメモリ部６０ｂに入力する。
なお、位相変調モジュール４０全体を計測ボックス７０の中に入れる代わりに、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を位相変調モジュール４０に装着する前に、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０のみを計測ボックス７０の中に入れても良い。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０はオフ状態としておく。すなわち、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０には交流電圧を印加せず、書き込み光も照射しない。予め波面歪みが補正された所定の読みだし光源からの読みだし光をＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに照射し、読みだし側透明基板１５０ｂから出射した読みだし光の波面歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を波面検出器２２０で計測する。
次に、パターン演算処理（Ｓ２０）が行われる。すなわち、第９（Ｂ）図に示すように、歪み補正用パターン作成部６０ｃは、Ｓ２６で、データΦ１５０（ｘ、ｙ）を歪みパターンメモリ部６０ｂから読みだし、この位相歪みパターンΦ１５０（ｘ、ｙ）を補正するための位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を、以下の数式（２）を演算することで求める。
Ｃ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）・・・（２）
こうして求められた位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）は、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納される（Ｓ２８）。
変調動作（第７（Ａ），７（Ｂ）図）では、足し算部６０ｅは、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読み出し（Ｓ３）、この位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータと足しあわせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める（Ｓ４）。換言すれば、足し算部６０ｅは、数式Ｈ’（ｘ、ｙ）＝Ｈ（ｘ、ｙ）＋Ｃ１５０（ｘ、ｙ）を演算することにより、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める。
（第４の変更例）
読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０，ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側透明基板１５０ｂのそれぞれに起因する波面歪みを、予め、別々に、計測ボックス７０を用いて測っておいても良い。具体的には、歪み補正用パターン作成処理（第９（Ａ）図、９（Ｂ）図）では、計測ボックス７０を第１１図に示すように制御装置６０に接続する。計測処理（Ｓ１０）では、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０，位相変調モジュール４０あるいはＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を、１つずつ順番に計測ボックス７０の中に入れ、各々によって生じる波面歪みを計測する。読み出し用光源１０については、読み出し用光源１０から出射された光の波面歪みを波面検出器２２０にて検出する。スペイシャルフィルタ２０から出射した読みだし光の波面歪を波面検出器２２０で計測する。コリメートレンズ３０についても、スペイシャルフィルタ２０と同様に計測する。位相変調モジュール４０あるいはＰＡＬ−ＳＬＭ１５０については、上記第３の変更例と同様にして計測する。
ここで、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０，ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の位相歪みパターンが、それぞれ、Φ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）と計測されたとする。これら位相歪パターンΦ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）のデータは、歪みパターン入力部６０ｈを介して、歪みパターンメモリ部６０ｂに入力される（Ｓ１０）。
パターン演算処理Ｓ２０（第９（Ｂ）図）では、歪み補正用パターン作成部６０ｃが、Ｓ２６で、これらのデータΦ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）を歪みパターンメモリ部６０ｂから読みだし、これら位相歪みパターンを補正するための位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）を、以下の数式（２）を演算することで求める。
Ｃ１０（ｘ、ｙ）＝−Φ１０（ｘ、ｙ）、
Ｃ２０（ｘ、ｙ）＝−Φ２０（ｘ、ｙ）、
Ｃ３０（ｘ、ｙ）＝−Φ３０（ｘ、ｙ）、
Ｃ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）・・・（２）
こうして求められた位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）は、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納される（Ｓ２８）。
変調処理（第７（Ａ），７（Ｂ）図）では、足し算部６０ｅは、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）のすべてのデータを歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読み出し（Ｓ３）、これら位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）のすべてのデータを所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータと足しあわせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める（Ｓ４）。換言すれば、足し算部６０ｅは、数式Ｈ’（ｘ、ｙ）＝Ｈ（ｘ、ｙ）＋Ｃ１０（ｘ、ｙ）＋Ｃ２０（ｘ、ｙ）＋Ｃ３０（ｘ、ｙ）＋Ｃ１５０（ｘ、ｙ）を演算することにより、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める。
（第５の変更例）
本変更例では、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因した波面歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を補正するための位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）（＝−Φ１５０（ｘ、ｙ））については、計測ボックス７０を第１１図のように配置し、位相変調モジュール４０もしくはＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を計測ボックス７０の中に入れ、第９（Ａ）図，９（Ｂ）図の歪み補正用パターン作成動作を実行して求める。一方、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，及び、コリメートレンズ３０に起因した波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を補正するための位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）（＝−Φ１（ｘ、ｙ））については、波面検出器２１０を第８図のように配置し、第９（Ａ）図，９（Ｂ）図の歪み補正用パターン作成動作を実行して求める。この結果、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄには、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）が第１の歪み補正用パターンとして格納され、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）が第２の位相歪み補正用パターンとして格納される。
変調動作（第７（Ａ），７（Ｂ）図）では、足し算部６０ｅは、第１の位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）と第２の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）とを歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読み出し（Ｓ３）、これら第１の位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）と第２の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）とを、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と足しあわせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める（Ｓ４）。換言すれば、足し算部６０ｅは、数式Ｈ’（ｘ、ｙ）＝Ｃ１（ｘ、ｙ）＋Ｃ１５０（ｘ、ｙ）＋Ｈ（ｘ、ｙ）を演算することにより、波面歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を求める。
なお、本変更例でも、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とは、レーザ加工機１に対し着脱自在に配置してもよく、もしくは、第１の変更例のように、固定的に配置しても良い。
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態によるレーザ加工機１及びレーザ加工方法について、第１２図に基づき説明する。
本実施の形態では、第１２図に示すように、制御装置６０には、歪み補正用パターン入力部６０ｋが追加されている。歪み補正用パターン入力部６０ｋは、記録媒体読みだし装置６５、もしくは、ＮＣＵ６７からなり、歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）を、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４、もしくは、ネットワーク６８から受け取り、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。一方、本実施の形態の制御装置６０には、歪みパターン入力部６０ｈと歪みパターンメモリ部６０ｂと歪み補正用パターン作成部６０ｃは設けられていない。本実施の形態の制御装置６０は、第１の実施の形態とは異なり、歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図，９（Ｂ）図）を行わない。代わりに、レーザ加工機１の製造者が、レーザ加工機１の製作前に、歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図、第９（Ｂ）図）を行う。その際、製造者は、制御装置６０とは別に設けられたコンピュータ７２を用意する。製造者は、計測ボックス７０を用意し、計測ボックス７０に設けられた波面検出器２２０をコンピュータ７２に接続する。
より詳しくは、本実施の形態では、レーザ加工機１の製造者は、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０を配置してレーザ加工機１を製作する前に、これら光学部材１０，２０，３０に起因する波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を補正するための補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）を作成する。すなわち、製造者は、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，及び、コリメートレンズ３０を、レーザ加工機１内における配置状態（第１図）と同一の状態に配置した上で、計測ボックス７０の中にサンプルとして入れる。そして、コンピュータ７２を用いて歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図，９（Ｂ）図）を実行する。具体的には、まず、第９（Ａ）図の計測処理（Ｓ１０）を行う。すなわち、読みだし用光源１０を点灯させ、コリメートレンズ３０から出射した光の位相歪パターンΦ１（ｘ、ｙ）を波面検出器２２０で計測する。計測結果Φ１（ｘ、ｙ）は、コンピュータ７２に格納される。コンピュータ７２は、第９（Ｂ）図のパターン演算処理（Ｓ２０）を実行し、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）＝−Φ１（ｘ、ｙ）を計算する（Ｓ２６）。コンピュータ７２は、Ｓ２８にて、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納する。製造者は、レーザ加工機１とこの記録媒体７４とを組み合わせてユーザに提供する。ユーザは、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体７４から歪み補正用パターン入力部６０ｋを介して歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。ユーザは、歪み補正済みパターン作成プログラムを、記録媒体７４から記録媒体読みだし装置６５を介してハードディスク装置６１等に格納することができる。
なお、コンピュータ７２は、Ｓ２８において、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラムと一体のパッケージとして、ネットワーク６８にアップロードしても良い。ユーザは、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを、ネットワーク６８から歪み補正用パターン入力部６０ｋを介してダウンロードして歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。
ユーザは、歪み補正済みパターン作成プログラムを、ネットワーク６８からＮＣＵ６７を介してダウンロードして格納することができる。
こうしてユーザに提供されたレーザ加工機１は、第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調処理を、第１の実施の形態と同様に行う。すなわち、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａより読みだし、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）を歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読みだし、これらを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成して、変調動作を行う。
（第１の変更例）
製造者は、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０、位相変調モジュール４０を配置してレーザ加工機１を製作する前に、光学部材１０，２０，３０，１５０ｂに起因する波面歪みΦ２（ｘ、ｙ）を補正する補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）を求めるのでも良い。すなわち、製造者は、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０、及び、位相変調モジュール４０を、レーザ加工機１内における配置状態（第１図）と同一の状態に配置した上で、計測ボックス７０の中にサンプルとして入れる。そして、第９（Ａ）図の計測処理（Ｓ１０）を開始する。読みだし用光源１０を点灯させ、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０から出射した光の位相歪パターンΦ２（ｘ、ｙ）を波面検出器２２０で計測する。ただし、計測中、位相変調モジュール４０はオフ状態となっている。すなわち、書き込み用光源１１０はオフ状態であり、ＬＣＤ１３０には駆動信号を印加せず、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０にも交流電圧を印加しない。計測結果Φ２（ｘ、ｙ）は、コンピュータ７２に格納される。コンピュータ７２は、第９（Ｂ）図のパターン演算処理（Ｓ２０）を実行し、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）＝−Φ２（ｘ、ｙ）を計算する（Ｓ２６）。コンピュータ７２は、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納する（Ｓ２８）。製造者は、レーザ加工機１とこの記録媒体７４とを組み合わせてユーザに提供する。もしくは、コンピュータ７２は、Ｓ２８において、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラムと一体のパッケージとして、ネットワーク６８にアップロードしても良い。ユーザは、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８から歪み補正用パターン入力部６０ｋを介して歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。ユーザは、また、歪み補正済みパターン作成プログラムを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８からハードディスク装置６１等に格納することができる。
こうしてユーザに提供されたレーザ加工機１は、第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調処理を、第１の実施の形態の第２の変更例と同様に行う。すなわち、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａより読みだし、位相歪み補正用パターンＣ２（ｘ、ｙ）を歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読みだし、これらを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成して、変調動作を行う。
（第２の変更例）
製造者は、位相変調モジュール４０を配置してレーザ加工機１に作成する前に、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因する波面歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を補正する補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を求めるのでも良い。すなわち、製造者は、第１の実施の形態の第３の変更例と同様に、位相変調モジュール４０あるいはＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を計測ボックス７０の中に配置する。そして、第９（Ａ）図の計測処理（Ｓ１０）を行い、オフ状態のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０から出射した光の位相歪パターンΦ１５０（ｘ、ｙ）を波面検出器２２０で計測する。計測結果Φ１５０（ｘ、ｙ）は、コンピュータ７２に格納される。コンピュータ７２は、第９（Ｂ）図のパターン演算処理（Ｓ２０）を実行し、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）を計算する（Ｓ２６）。コンピュータ７２は、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納する（Ｓ２８）。製造者は、レーザ加工機１とこの記録媒体７４とを組み合わせてユーザに提供する。もしくは、コンピュータ７２は、Ｓ２８において、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラムと一体のパッケージとして、ネットワーク６８にアップロードしても良い。ユーザは、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８から歪み補正用パターン入力部６０ｋを介して歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。ユーザは、また、歪み補正済みパターン作成プログラムを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８からハードディスク装置６１等に格納することができる。
こうしてユーザに提供されたレーザ加工機１は、第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調処理を、第１の実施の形態の第３の変更例と同様に行う。すなわち、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａより読みだし、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読みだし、これらを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成して、変調動作を行う。
（第３の変更例）
製造者は、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０、位相変調モジュール４０を配置してレーザ加工機１に製作する前に、各光学部材１０，２０，３０，１５０ｂに起因する波面歪みΦ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）を補正するための補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）を求めるのでも良い。すなわち、製造者は、第１の実施の形態の第４の変更例と同様に、計測ボックス７０の中に、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０、オフ状態の位相変調モジュール４０、あるいは、オフ状態のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を順次配置する。そして、第９（Ａ）図の計測処理（Ｓ１０）を行い、波面歪みΦ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）を波面検出器２２０で計測する。計測結果Φ１０（ｘ、ｙ）、Φ２０（ｘ、ｙ）、Φ３０（ｘ、ｙ）、Φ１５０（ｘ、ｙ）は、コンピュータ７２に格納される。コンピュータ７２は、第９（Ｂ）図のパターン演算処理（Ｓ２０）を実行し、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）＝−Φ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）＝Φ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）＝−Φ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）を計算する（Ｓ２６）。コンピュータ７２は、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納する（Ｓ２８）。製造者は、レーザ加工機１とこの記録媒体７４とを組み合わせてユーザに提供する。もしくは、コンピュータ７２は、Ｓ２８において、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラムと一体のパッケージとして、ネットワーク６８にアップロードしても良い。ユーザは、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８から歪み補正用パターン入力部６０ｋを介して歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。ユーザは、また、歪み補正済みパターン作成プログラムを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８からハードディスク装置６１等に格納することができる。
こうしてユーザに提供されたレーザ加工機１は、第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調処理を、第１の実施の形態の第４の変更例と同様に行う。すなわち、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａより読みだし、位相歪み補正用パターンＣ１０（ｘ、ｙ）、Ｃ２０（ｘ、ｙ）、Ｃ３０（ｘ、ｙ）、Ｃ１５０（ｘ、ｙ）を歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読みだし、これらを全て足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成して、変調動作を行う。
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態によるレーザ加工機１及びレーザ加工方法について、第１３図に基づき説明する。
本実施の形態では、第１３図に示すように、制御装置６０には、第２の実施の形態と同様、歪み補正用パターン入力部６０ｋが設けられている。また、制御装置６０には、第１の実施の形態と同様、歪みパターン入力部６０ｈと歪みパターンメモリ部６０ｂと歪み補正用パターン作成部６０ｃも設けられている。
本実施の形態では、製造者は、第２の実施の形態の第２の変更例同様、位相変調モジュール４０を配置してレーザ加工機１に製作する前に、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因する波面歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を補正する位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）を求める。すなわち、位相変調モジュール４０またはＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を計測ボックス７０に入れ、コンピュータ７２を用いて歪み補正用パターン作成動作（第９（Ａ）図，９（Ｂ）図）を実行する。こうして求められた第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）、及び、歪み補正用パターン作成プログラム（第９（Ｂ）図のＳ２０）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納し、あるいは、ネットワーク６８にアップロードする。
ユーザは、記録媒体７４あるいはネットワーク６８から、第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。なお、ユーザは、歪み補正済みパターン作成プログラムと歪み補正用パターン作成プログラムを制御装置６０内に格納する。
ユーザは、更に、第１の実施の形態の第５の変更例同様、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とをコリメートレンズ３０の後段に配置して第９（Ａ）図、９（Ｂ）図の歪み補正用パターン作成動作を実行することにより、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，及び、コリメートレンズ３０に起因した波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を波面検出器２１０で計測する。波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）のデータを、歪みパターン入力部６０ｈを介して、歪みパターンメモリ部６０ｂに格納する。歪み補正用パターン作成部６０ｃが、この波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を補正するための位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）（＝−Φ１（ｘ、ｙ））を求め、これを第２の位相歪み補正用パターンとして、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。
本変更例の場合、第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調処理は、第１の実施の形態の第５の変更例と同様に行う。すなわち、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａより読みだし、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）とＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読みだし、これらを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成して、変調動作を行う。
例えば、「イ」の字を加工ターゲットＴに集光したい場合には、足し算部６０ｅは、「イ」の字を形成するためのＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータをパターンメモリ部６０ａから読み出す。足し算部６０ｅは、また、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）とＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを歪み補正用パターンメモリ部６０ｄから読み出す。足し算部６０ｅは、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータと位相歪み補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）とＣ１５０（ｘ、ｙ）とを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータを演算する。位相変調モジュール４０が位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）のデータに基づき位相変調動作を行うことにより、加工ターゲットＴには、第１４（Ａ）図に示すように、「イ」の字が歪みなくきれいに集光される。
一方、「イ」の字を形成するためのＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）を位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ））やＣ１５０（ｘ、ｙ）と足し合わせず、位相変調モジュール４０がＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）のデータに基づき位相変調動作を行うと、加工ターゲットＴには、第１４（Ｂ）図に示す比較例のように、「イ」の字が、読みだし光の波面歪みに起因した歪みのある状態で集光されてしまう。なお、第１４（Ａ）図及び第１４（Ｂ）図は、加工ターゲットＴの位置に加工ターゲットＴの代わりにＣＣＤ撮像装置を配置して撮像した撮像図である。
なお、本実施の形態でも、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とは、第１の実施の形態のように、レーザ加工機１に対し着脱自在に配置してもよく、もしくは、第１の実施の形態の第１の変更例のように、固定的に配置しても良い。
また、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，及び、コリメートレンズ３０に起因する波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を補正する位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）＝−Φ１（ｘ、ｙ）についても、第２の実施の形態のように、製造者が、予め、計測ボックス７０とコンピュータ７２とを利用して計測するようにしても良い。この場合には、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）とＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータの両方を、単体、もしくは、歪み補正済みパターン作成プログラムと一体のパッケージとして、記録媒体７４に格納しておいたり、あるいは、ネットワーク６８にアップロードすれば良い。
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態によるレーザ加工機及びレーザ加工方法について、第８図及び第１５図に基づき説明する。
本実施の形態のレーザ加工機１では、第１の実施の形態の第１の変更例と同様、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とが、第８図に示すように、レーザ加工機１内に固定的に配置されている。換言すれば、本実施の形態のレーザ加工機１は、第８図に示すように、読み出し用光源１０と、スペイシャルフィルタ２０と、コリメートレンズ３０と、位相変調モジュール４０と、フーリエレンズ５０と、制御装置６０と、ビームサンプラー２００と、波面検出器２１０とから構成されている。ビームサンプラー２００は、コリメートレンズ３０の後段に配置され、受け取った光の一部を反射して、波面検出器２１０に導くようになっている。また、制御装置６０は、第１の実施の形態と同一の構成（第２図、第４図の構成）をしている。なお、第８図では、制御部６０中の部材６０ｇと６０ｈのみを図示し、残りの部材６０ａ〜６０ｆ、６０ｉ、６０ｊの図示を省略している。
本実施の形態では、第１の実施の形態とは異なり、第９（Ａ）図，９（Ｂ）図の歪み補正用パターン作成プログラム及び第７（Ａ），７（Ｂ）図の変調動作プログラムの代わりに、第１５図に示す歪み補正用パターン作成−変調動作プログラムがハードディスク装置６１あるいはＲＯＭ６４（第２図）に格納されている。なお、この歪み補正用パターン作成−変調動作プログラムも、予め記録媒体に格納しておき、記録媒体読みだし装置６５を介して、ハードディスク装置６１に格納しても良く、あるいは、ネットワーク６８にアップロードしておき、ＮＣＵ６７を介してダウンロードしても良い。
レーザ加工機１内では、読み出し用光源１０からのレーザ光自体が動的な揺らぎを有している場合がある。また、読み出し用光源１０からスペイシャルフィルタ２０を経てコリメートレンズ３０に至る光路中に空気の振動等が生じている場合もある。かかる場合には、コリメートレンズ３０の後段に生じる波面歪み（第８図の波状の実線）には、読み出し用光源１０、スペイシャルフィルタ２０、及び、コリメートレンズ３０の構造に起因した静的な波面歪みの他、動的な波面歪みも含まれることになる。
そこで、本実施の形態では、静的な波面歪みのみならず、動的な波面歪みをも除去できるよう、変調動作を実行するのと同時に、読み出し光の波面の位相歪みΦ１（ｘ、ｙ）を繰り返し計測し、計測結果を制御装置６０に周期的に入力させる。制御装置６０は、入力された計測結果Φ１（ｘ、ｙ）に基づき、位相歪み補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）を作成し、所望のＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）と足し合わせ、位相歪み補正済みパターンデータＨ’（ｘ、ｙ）を求める。このように、位相歪みΦ１（ｘ、ｙ）の最新の計測結果に基づき、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を繰り返し更新しながら、変調動作を行う。
より詳しくは、本実施の形態では、波面検出器２１０は、コリメートレンズ３０の後段の位置で生じている波面歪みを実時間で繰り返し計測し、計測結果の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを制御装置６０に繰り返し出力する。なお、本実施の形態では、計測結果たる位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）は、ビームサンプラー２００の前に存在する全ての光学部材（読み出し用光源１０、スペイシャルフィルター２０、コリメートレンズ３０）に起因する静的歪みと動的歪との両方を含んでいる。なお、ビームサンプラー２００は、受け取った光の大半を透過して位相変調モジュール４０に導くので、読み出し用光源１０からの読み出し光の大半が加工動作に供される。
以下、本実施の形態のレーザ加工機１の加工動作（歪み補正用パターン作成−変調動作）について、第１５図を参照して説明する。
なお、ユーザは、制御装置６０に歪み補正用パターン作成−変調動作（加工動作）を指示する前に、読み出し用光源１０及び書き込み用光源１１０の駆動を開始する。ユーザは、同時に、波面検出器２１０に対し、波面検出を所定の検出周期にて繰り返し行うよう指示する。かかる指示に基づき、波面検出器２１０は、第１回目の波面検出を行い、検出結果である位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを制御装置６０に入力する。
次に、ユーザは、制御装置６０に加工動作を指示する。すると、制御装置６０は、まず、加工すべきＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）をパターンメモリ部６０ａから読み出す（Ｓ５０）。
次に、制御装置６０が波面検出器２１から最新の計測結果の歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを受け取ったか否かを判断する。この場合は、第１回目の波面検出結果が既に制御装置６０に入力されている（Ｓ５２でＹｅｓ）ので、歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを歪みパターンメモリ６０ｂに格納する（Ｓ５４）。
次に、歪み補正用パターン作成部６０ｃが、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）＝−Φ１（ｘ、ｙ）を作成し（Ｓ５６）、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する（Ｓ５８）。
その後、足し算部６０ｅが、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）とを足し合わせる（Ｓ６２）。なお、足し算結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合には、第１の実施の形態のＳ４の場合と同様、位相の折り返し処理を行う。足し算部６０ｅは、得られた位相歪み補正済み位相パターンＨ’（ｘ、ｙ）を、歪み補正済みパターンメモリ部６０ｆに格納する（Ｓ６４）。
制御部６０ｇが、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）に基づき駆動信号を生成して、ＬＣＤ１３０への駆動信号の供給を開始することにより、駆動処理を開始する（Ｓ６６）。
こうして、駆動動作（加工動作）が開始されると、加工を終了すべきか、すなわち、駆動処理が開始されてから所定の加工時間が経過しているか否かを判断する（Ｓ６８）。所定の加工時間が経過していない場合には、加工を継続するとして（Ｓ６８でＮｏ）、Ｓ５２に戻る。なお、制御部６０ｇは、駆動信号が次回更新されるまで、Ｓ６６で作成した駆動信号をＬＣＤ１３０に供給し続ける。
波面検出器２１０は、波面検出動作を所定の検出周期にて繰り返し実行している。ここで、当該検出周期は、所定の加工時間より充分短く、かつ、制御装置６０がＳ５２〜Ｓ６８の工程を１サイクル分実行するのにかかる時間より長い。また、波面検出器２１０は、波面検出動作を１回実行するたびに、得られた検出結果である位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを制御装置６０に向けて出力する。
制御装置６０は、Ｓ５２に戻ると、波面検出器２１０より最新の計測結果の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータが入力されているかを判断する。入力されていなければ（Ｓ５２でＮｏ）、入力されるまで待つ。入力される（Ｓ５２でｙｅｓ）と、当該入力された最新の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータを格納し（Ｓ５４）、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータを更新する（Ｓ５６、Ｓ５８）。足し算部６０ｅは、更新された位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）と所望の位相パターンデータＨ（ｘ、ｙ）とを足しあわせ、新しい位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成する（Ｓ６２、Ｓ６４）。制御部６０ｇは、新しい位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）に基づいて、駆動信号を更新する（Ｓ６６）。制御部６０ｇは、こうして更新された駆動信号を位相変調モジュール４０に供給し、駆動処理（加工動作）を続ける。こうして、Ｓ５６〜Ｓ６８の動作を繰り返す。
このように、波面検出器２１０より最新の計測結果の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータが制御装置６０に入力される度に、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）のデータが更新され、更新された位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）と所望の位相パターンデータＨ（ｘ、ｙ）とが足しあわされて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）が作成される。当該位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）に基づいて駆動信号が更新され、更新された駆動信号に基づき、加工動作が続行される。こうして、駆動信号は、最新の計測結果の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータが入力される度に更新されつつ、ＬＣＤ１３０に供給され続ける。
駆動処理（加工動作）が開始されてから所定の加工時間が経過し加工動作を終了すべき時刻に達する（Ｓ６８でＹｅｓ）と、制御部６０ｇは駆動信号を供給するのを停止して駆動処理を終了した（Ｓ７０）後、本加工処理を終了する。読み出し用光源１０及び書き込み用光源１１０もオフされる。
したがって、本実施の形態によれば、常に、最新の測定結果が示す波面歪みΦ１（ｘ、ｙ）を補正した位相パターンＨ’（ｘ、ｙ）にて位相変調モジュール４０を駆動することができる。したがって、静的歪みのみならず動的歪みをも確実に補正することができ、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）で位相変調された位相変調光をより精度よく生成することができる。
しかも、本実施の形態によれば、波面検出器２１０から検出結果の位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）が制御装置６０に入力されるたびに、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）が更新され、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）が更新される。そして、更新された位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて加工が続けられる。このように、波面検出器２１０が１回の検出動作を行って位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）を得るたびに、制御装置６０は、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を更新して加工動作を修正する。したがって、極めて優れたリアルタイム制御を実現することができる。
なお、上記説明では、波面検出器２１０の検出周期は、制御装置６０がＳ５２〜Ｓ６８の工程を１サイクル分実行するのにかかる時間より長かった。しかしながら、波面検出器２１０の検出周期及びタイミングと、制御装置６０がＳ５２〜Ｓ６８の工程を１サイクル分実行するのにかかる時間及びタイミングとを合わせれば、Ｓ５２で常にｙｅｓとなるようにすることができる。
（第１の変更例）
以下、本実施の形態の第１の変更例を説明する。
本変更例では、制御装置６０は、第３の実施の形態と同様、第１３図に示す構成をしている。ただし、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とは、レーザ加工機１内に固定的に配置されている。
本変更例でも、第３の実施の形態と同様、レーザ加工機１の製造者が、位相変調モジュール４０を配置してレーザ加工機１を製作する前に、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因した歪みパターンΦ１５０（ｘ、ｙ）を計測ボックス７０にて予め計測し、コンピュータ７２を利用して位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）（＝−Φ１５０（ｘ、ｙ））を求める。コンピュータ７２は、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、第１の位相歪み補正用パターンとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に記録する。なお、第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータは、歪み補正用パターン作成−変調動作プログラム（第１５図）と一体のパッケージとして、記録しても良い。製造者は、この記録媒体７４とレーザ加工機１とを組み合わせてユーザに提供する。あるいは、製造者は、第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を、単体、もしくは、歪み補正用パターン作成−変調動作プログラム（第１５図）と一体のパッケージとして、ネットワーク６８にアップロードしてもよい。ユーザは、第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体読みだし装置６５もしくはＮＣＵ６７（歪み補正用パターン入力部６０ｋ）を介して、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。
一方、コリメートレンズ３０の後段に生じている歪みΦ１（ｘ、ｙ）については、ユーザによる加工動作の指示に従い、制御装置６０が、レーザ加工機１内に配置されたビームサンプラー２００と波面検出器２１０とにより、実時間的に繰り返し計測し、第２の位相歪み補正用パターンとして、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）（＝−Φ１（ｘ、ｙ））のデータを繰り返し更新していく。
すなわち、本変更例では、制御装置６０は、第１５図の歪み補正用パターン作成−変調動作を以下のように実行する。
位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）が、波面検出器２１０から入力されると（Ｓ５２でｙｅｓ）、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）のデータが歪みパターンメモリ６０ｂに格納される（Ｓ５４）。その後、位相歪み補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）（＝−Φ１（ｘ、ｙ））が、第２の位相歪み補正用パターンとして、求められ（Ｓ５６）、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納される（Ｓ５８）。
ここで、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因した静的歪みを補正するための位相歪み補正用パターンデータＣ１５０（ｘ、ｙ）が、第１の位相歪み補正用パターンとして、歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに既に格納されている。そこで、Ｓ６２では、足し算部６０ｅは、第１の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）と第２の位相歪み補正用パターンデータＣ１（ｘ、ｙ）とを、所望のＣＧＨパターンデータＨ（ｘ、ｙ）に足しあわせる。こうして、位相歪み補正済みパターンのデータＨ’（ｘ、ｙ）を求め、駆動信号を更新して、ＬＣＤ１３０に供給する。
本変更例によれば、光学部材１０〜３０に起因した静的歪みと、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読み出し側透明基板１５０ｂに起因した静的歪みと、光学部材１０〜３０の経路における動的歪みとを確実に除去することができ、より精度の高い位相変調光を生成することができる。
（第２の変更例）
本変更例では、制御装置６０は、第１の実施の形態の第２の変更例と同様、第１０図に示す構成をしており、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とが、レーザ加工機１内に固定的に配置されている。
レーザ加工機１内では、光学部材３０〜４０に沿った光路中にも空気の振動等がある場合には、位相変調モジュール４０の後段に生じている波面歪み（第１０図の波線）には、動的歪も含まれる。かかる動的歪みをも除去するためには、第１０図に示すように、ビームサンプラー２００を位相変調モジュール４０の後段に配置した状態で、本実施の形態の歪み補正用パターン作成−変調動作（第１５図）を行えば良い。本変更例によれば、光学部材１０〜３０、１５０ｂの構造に起因した静的な歪みと、光学部材１０〜４０に沿った光路中に生じる動的歪みとを確実に除去することができ、所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）にて精度よく位相変調された位相変調光を生成することができる。
ただし、本変更例の場合には、第１５図の歪み補正用パターン作成−変調動作を実施するにあたり、制御部６０ｇは、波面検出器２１０が検出を行っている間、位相変調モジュール４０をオフする。すなわち、駆動信号をＬＣＤ１３０に供給するのを中断し、書き込み用光源１１０をオフし、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０への交流電圧の印加を中断する。位相変調モジュール４０がオン状態である時に波面検出器２１０が検出を行うと、検出された波面パターンには、位相変調モジュール４０が表示しているＣＧＨパターンに基づく波面歪みが含まれてしまう。したがって、光学部材と光路のみに起因した波面歪みを、ＣＧＨパターンに基づく波面歪みから独立して検出することができなくなるからである。
なお、動的な歪が光路中の他のいずれかの位置にあると考えられる場合には、その部分での動的歪みを検出できるように、ビームサンプラー２００と波面検出器２１０とを配置し、歪み補正用パターン作成−変調動作（第１５図）を実行すれば良い。かかる動的歪みを実時間で計測し、計測結果を制御装置６０に繰り返し入力することで、動的歪みを除去することができる。
（第５の実施の形態）
以上、第１〜第４の実施の形態は、本発明の位相変調装置及び位相変調方法をレーザ加工機及びレーザ加工方法に応用したものである。しかしながら、本発明の位相変調装置及び位相変調方法は、レーザ加工機及びレーザ加工方法に限らず、位相変調モジュール４０を用いて読み出し光の位相変調を行う任意の位相変調装置及び位相変調方法に応用できる。位相変調モジュール４０、他の光学部材、及び、光学経路に起因して生じる波面歪みを、予め、もしくは、実時間的に計測し、その波面歪みを補正するための波面歪み補正用パターンを求め、所望の位相パターンに足しあわせれば良い。
具体的には、位相変調モジュール４０の製造者は、位相変調モジュール４０を製造後出荷する前に、個々の位相変調モジュール４０についてその内部に設けられたＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因する波面歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を計測ボックス７０を使用して計測する。その計測の仕方は、第２の実施の形態の第２の変更例（第１２図）で説明したのと同様である。コンピュータ７２は、計測結果Φ１５０（ｘ、ｙ）に基づいて、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）＝−Φ１５０（ｘ、ｙ）を計算する。こうして求められた位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）及び駆動プログラム（第７（Ａ）図の駆動処理Ｓ７）と一体のパッケージとして、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体７４に格納する。そして、この記録媒体７４を対応する位相変調モジュール４０と組み合わせて、ユーザに提供する。
ユーザは、位相変調モジュール４０を用いて、所望の位相変調装置を作成する。例えば、第１２図のレーザ加工装置１と同一の構成であって、フーリエ変換レンズ５０のフーリエ面上に、加工ターゲットＴを配置したり、あるいは、所望の装置、例えば、フーリエ変換像を撮像するための撮像装置等を配置して、位相変調装置を作成する。ここで、制御装置６０は、例えば、第１２図に示す構造をしている。ユーザは、制御装置６０に位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータと歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図のパターン足し算処理Ｓ１）と駆動プログラム（第７（Ａ）図の駆動処理Ｓ７）とを格納する。この結果、制御装置６０は、第７（Ａ），７（Ｂ）図の位相変調動作を行うことができる。すなわち、制御装置６０は、所望のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）とを足し合わせて、位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を作成し、変調動作を行う。
このように、位相変調モジュール４０内のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに固有の位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）と歪み補正済みパターン作成プログラム（第７（Ｂ）図）と駆動プログラムとを格納した記録媒体７４と、当該位相変調モジュール４０とを組み合わせておくことにより、ユーザは、このＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を組み込んだ位相変調装置で光の位相変調を行う際、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に入射する光の波面歪みを測定することなく、歪み補正済み位相パターンに基づく光の位相変調を迅速に行うことができる。
例えば、ユーザは、この位相変調モジュール４０を用いて、ホログラム再生パターン出力装置やフェムト秒レーザ用の波形整形器等の任意の位相変調装置を作成することができる。
以下、ユーザが位相変調モジュール４０を使用してフェムト秒レーザ用の波形整形器を作成する場合について、第１６図を参照して説明する。
ここで、フェムト秒レーザ用の波形整形器とは、フェムト秒レーザを分光させてその分光面で位相変調を行うことによってパルス形状やパルス幅の成形を行う装置である。
フェムト秒レーザ用の波形整形器３００は、第１のグレーティング３１０と、第１のシリンドリカルミラー３２０と、位相変調モジュール４０と、第２のシリンドリカルミラー３３０と、第２のグレーティング３４０と、出力用ミラー３５０と、制御装置６０とから構成されている。位相変調モジュール４０は、第３図に示す構造と同一の構成をしている。制御装置６０は、第１２図に示す構造をしている。ユーザは、かかる構成のフェムト秒レーザ用の波形整形器３００を作成すると、位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）のデータを、記録媒体７４もしくはネットワーク６８より、制御装置６０内の歪み補正用パターンメモリ部６０ｄに格納する。ユーザは、また、所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）を作成してパターンメモリ６０ａに格納する。
フェムト秒レーザは、第１のグレーティング３１０により分光された後、第１のシリンドリカルミラー３２０で反射されて、位相変調モジュール４０のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に、第３図と同様に、入射する。ここで、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０上には、フェムト秒レーザの各波長成分が空間上に分解されて入射する。ここで、パターンメモリ６０ａに格納されている所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）は、ｘｙ空間上に分解された各波長成分に対して特定の位相変調を行うためのパターンである。制御装置６０内のたし算部６０ｅは、位相パターンＨ（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）とを足し合わせる。制御部６０ｇが、たし算結果として得られた位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）に基づいてＬＣＤ駆動信号を作成し、位相変調モジュール４０を駆動する。この結果、フェムト秒レーザが位相変調される。所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）に位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）を重ね合わせて得られる位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）にて位相変調モジュール４０を駆動することにより、各波長成分に対して所望の位相変調を精度良く行うことができる。したがって、所望の出力パターンを精度良く生成することができる。位相変調されたフェムト秒レーザは、第２のシリンドリカルミラー３３０により反射された後、第２のグレーティング３４０によって分光状態から集光状態に戻され、出力用ミラー３５０で反射されて出力される。この結果、パルス波形もしくはパルス幅が整形されたフェムト秒レーザが出力される。
なお、制御装置６０は、第４図、第８図、第１０図〜第１３図に示すいずれの構造としても良い。他の光学部材、例えば、第１のグレーティング３１０、第１のシリンドリカルミラー３２０、第２のシリンドリカルミラー３３０、第２のグレーティング３４０、出力用ミラー３５０のうちの少なくとも１つに起因した位相歪みΦ（ｘ、ｙ）を、別々に計測しておき、その逆パターン（−Φ（ｘ、ｙ））である位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）を上記位相歪み補正用パターンＣ１５０（ｘ、ｙ）と共に所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）に足し合わせてもよい。もしくは、これら光学部材３１０〜３４０及び１５０のうちの１つ以上に起因した位相歪みΦ（ｘ、ｙ）をまとめて計測し、その逆パターン（−Φ（ｘ、ｙ））である位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）を所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）に足し合わせてもよい。あるいは、第４の実施の形態のように、位相歪みΦ（ｘ、ｙ）を実時間的に繰り返し計測し、制御装置６０に入力するようにしても良い。
本発明による位相変調装置及び位相変調方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
例えば、第１図のレーザ加工機１におけるフーリエレンズ５０に起因した位相歪みΦ５０（ｘ、ｙ）についても計測し、位相歪み補正用パターンＣ５０（ｘ、ｙ）（＝−Φ５０（ｘ、ｙ））を作成しても良い。例えば、フーリエレンズ５０を他の光学部材とは別に計測ボックス７０に入れて、位相歪みパターンΦ５０（ｘ、ｙ）を計測して、位相歪み補正用パターンＣ５０（ｘ、ｙ）（＝−Φ５０（ｘ、ｙ））を求める。この位相歪み補正用パターンＣ５０（ｘ、ｙ）を、他の光学部材１０〜３０、１５０に対して得られている位相歪み補正用パターンと共に、所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）と足し合わせれば良い。もしくは、ビームサンプラー２００をフーリエレンズ５０の後段に配置し、光学部材１０，２０，３０，１５０，５０に起因する位相歪みΦ（ｘ、ｙ）をまとめて計測しても良い。位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）（＝−Φ（ｘ、ｙ））を求め、所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）と足し合わせる。この場合、位相歪みΦ（ｘ、ｙ）を、第１〜３の実施の形態のように予め計測してもよく、もしくは、第４の実施の形態のように実時間的に繰り返し計測して制御装置６０に供給するようにしても良い。
上記の実施の形態では、位相変調モジュール４０のＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂに起因する位相歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）や位相歪みΦ２（ｘ、ｙ）を計測する際、位相変調モジュール４０をオフすべく、ＬＣＤ１３０へ駆動信号を印加せず、書き込み用光源１１０をオフし、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に交流電圧を印加しないようにした。しかしながら、少なくともＬＣＤ１３０へ駆動信号を印加しないようにすれば良い。書き込み用光源１１０はオンしていても良く、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０には交流電圧を印加していても良い。
同様に、上記の実施の形態では、計測ボックス７０にＰＡＬ−ＳＬＭ１５０を入れて読みだし側透明基板１５０ｂに起因する位相歪みΦ１５０（ｘ、ｙ）を計測する際には、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０をオフすべく、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に交流電圧を印加せず、書き込み光を照射しないようにした。しかしながら、少なくとも書き込み光を照射しないようにすれば良い。ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０には交流電圧を印加していても良い。
また、第１の実施の形態の第４の変更例では、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，コリメートレンズ３０、及び、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の読みだし側透明基板１５０ｂのそれぞれに起因する波面歪みを、予め、別々に、計測ボックス７０を用いて測り、これらの波面歪みを補正する補正パターンを求め、所望の位相パターンと足し合わせた。しかしながら、読み出し用光源１０，スペイシャルフィルタ２０，及び、コリメートレンズ３０のそれぞれに起因する波面歪みのみを、予め、別々に、計測ボックス７０を用いて測り、これらの波面歪みを補正する補正パターンを求め、所望の位相パターンと足し合わせても良い。
上記実施の形態では、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）とを足しあわせる際（第７（Ｂ）図のＳ４、第１５図のＳ６２）、位相の折り返し処理を行った。しかしながら、かかる足しあわせの際のみならず、位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）を作成する際（第９（Ｂ）図のＳ２６、第１５図のＳ５６）にも、位相の折り返し処理を行っても良い。すなわち、位相歪みパターンΦ（ｘ、ｙ）の正負を逆にして位相歪み補正用パターンＣ（ｘ、ｙ）を作成し、ある画素（ｘ、ｙ）の位相値Ｃ（ｘ、ｙ）が２π以上もしくは負の値となったら、当該値Ｃ（ｘ、ｙ）を、当該値Ｃ（ｘ、ｙ）を２πで割って得られる余りに置き換えれば良い。更に、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）についても、予め、位相の折り返し処理を行っておき、位相値Ｈ（ｘ、ｙ）が２π以上もしくは負の値である画素（ｘ、ｙ）については、その位相値Ｈ（ｘ、ｙ）を、当該位相値Ｈ（ｘ、ｙ）を２πで割って得られる余りに置き換えておいても良い。
また、上記第１〜第４の実施の形態では、所望の位相パターンＨ（ｘ、ｙ）はホログラムパターンであったが、他の任意の位相パターンでも良い。
位相変調モジュール４０の構成は、上記のものに限られない。例えば、ＬＣＤ１３０とＰＡＬ−ＳＬＭ１５０とを、リレーレンズ１４０を介して光接続する代わりに、国際公開第ＷＯ９９／６６３６８号公報に記載されているように、ファイバー光学プレートを介して直接接続しても良い。すなわち、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０より書き込み側透明基板１５０ａを除去し、透明電極１５０ｃをファイバー光学プレートを介してＬＣＤ１３０の光伝達層１３０ｂに接続する。この場合には、ファイバー光学プレートの開口数ＮＡＦＯＰが、ＬＣＤ１３０の画素ピッチＰと、光伝達層１３０ｂの厚さｄと、書き込み用光源１１０の波長λに対する光伝達層１３０ｂの屈折率ｎＧに対して、ｎＧ・Ｐ／ｄ＜ＮＡＦＯＰ＜２ｎＧ・Ｐ／ｄという条件を満足するように構成すれば、ファイバー光学プレートは、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する信号成分を消去しつつ、ＬＣＤ１３０が表示している位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
また、ＬＣＤ１３０の構成は、上記のものに限られない。ＬＣＤ１３０としては、任意の構成の液晶ディスプレイを使用することができる。
例えば、ＬＣＤ１３０として、光入射層１３０ａ上にマイクロレンズアレイを備えたものを採用しても良い。ここで、マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズからなり、これら複数のマイクロレンズが画素構造層１３０ｃの複数の透明画素電極に対して１対１に対応して配置される。かかるタイプのＬＣＤ１３０を採用した場合には、リレーレンズ１４０の位置を光軸に沿って調整することにより、ＬＣＤ１３０の画素構造層１３０ｃに起因する信号成分を除去することができる。したがって、ＬＣＤ１３０が生成した位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を精度よくＰＡＬ−ＳＬＭ１５０に伝達することができる。
また、ＬＣＤ１３０の代わりに、他の任意の構成の電気アドレス型強度変調型空間光変調器を使用することができる。透過型でも反射型でもよい。
ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の構成は、上記のものに限られない。また、ＰＡＬ−ＳＬＭ１５０の代わりに、他の任意の構成の光アドレス型位相変調型空間光変調器を使用することができる。透過型でも反射型でもよい。
位相変調モジュール４０の代わりに、任意の電気アドレス型位相空間光変調器、例えば、位相変調型の透過型もしくは反射型液晶ディスプレイや、ディフォーマブルミラー等を採用することができる。
読み出し用光源１０としては、Ｈｅ−Ｎｅレーザでなく、他のレーザ光源でも良い。レーザ光源以外の光源でも良い。
書き込み用光源１１０としては、レーザダイオードでなく、他のレーザ光源でも良い。レーザ光源以外の光源でも良い。
産業上の利用可能性
本発明は、レーザ加工機やレーザ加工方法、ホログラム再生パターン出力装置やホログラム再生パターン出力方法、波形整形装置及び波形整形方法等、光を位相変調する用途に幅広く用いられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施の形態によるレーザ加工機の構成を示す構成図である。
第２図は、第１図のレーザ加工機に設けられた制御装置の構成ブロック図である。
第３図は、第１図のレーザ加工機に設けられた位相変調モジュールの構成を示す構成図である。
第４図は、第２図の制御装置の機能ブロック図である。
第５図は、本発明の第１の実施の形態において、ＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）と位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）とを足しあわせて波面歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）を生成することを説明する説明図である。
第６図は、位相歪みパターンΦ１（ｘ、ｙ）が示すあるｘ座標位置におけるｙ軸方向の位相分布と、位相歪み補正用パターンＣ１（ｘ、ｙ）の当該ｘ座標位置におけるｙ軸方向の位相分布とを、示す一次元模式図である。
第７（Ａ）図は、本発明の第１の実施の形態における変調動作を説明するフローチャートである。
第７（Ｂ）図は、第７（Ａ）図の変調動作中のパターン足し算処理を説明するフローチャートである。
第８図は、本発明の第１の実施の形態において、歪み補正用パターン作成動作を行う際、レーザ加工機にビームサンプラーと波面検出器とを配置することを説明する構成図である。
第９（Ａ）図は、本発明の第１の実施の形態における歪み補正用パターン作成動作を説明するフローチャートである。
第９（Ｂ）図は、第９（Ａ）図の歪み補正用パターン作成動作のうちのパターン演算処理ステップを説明するフローチャートである。
第１０図は、本発明の第１の実施の形態の第２の変更例において、歪み補正用パターン作成動作を行う際、レーザ加工機にビームサンプラーと波面検出器とを配置することを説明する構成図である。
第１１図は、本発明の第１の実施の形態の第３〜第５の変更例において、歪み補正用パターン作成動作を行う際、レーザ加工機に計測ボックスを接続することを説明する構成図である。
第１２図は、本発明の第２の実施の形態のレーザ加工機の構成及び機能を示す説明図である。
第１３図は、本発明の第３の実施の形態のレーザ加工機の構成及び機能を示す説明図である。
第１４（Ａ）図は、本発明の第３の実施の形態において、波面補正を行った位相歪み補正済みパターンＨ’（ｘ、ｙ）により生成した位相変調光をフーリエ変換して得られたパターンの撮像図である。
第１４（Ｂ）図は、比較例として、波面補正を行わず、元のＣＧＨパターンＨ（ｘ、ｙ）により生成した位相変調光をフーリエ変換して得られたパターンの撮像図である。
第１５図は、本発明の第４の実施の形態における歪み補正用パターン作成−変調動作を説明するフローチャートである。
第１６図は、本発明の第５の実施の形態におけるフェムト秒レーザ用波形整形器の構成を示す構成図である。
【図１】
2003036368.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７（Ａ）】
2003036368.tif 000009
【図７（Ｂ）】
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【図８】
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【図９（Ａ）】
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【図９（Ｂ）】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2003036368.tif 000017
【図１４（Ａ）】
2003036368.tif 000018
【図１４（Ｂ）】
2003036368.tif 000019
【図１５】
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【図１６】
2003036368.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月24日(2003.2.24)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光源（１０）と、
所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段（６０ｅ）と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）と、
を備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する
ことを特徴とする位相変調装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段（６０ｄ）を更に備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該格納手段（６０ｄ）から該波面歪み補正用位相パターンを読み出し、該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調装置。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段（６０ｋ）を更に備え、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調装置。
【請求項５】
光を出力する光源（１０）と、
所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段（６０ｅ）と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）と、
を備え、
前記光の波面歪みを光学的に計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段（２００，２１０，７０，２２０）と、
該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段（６０ｃ）とを更に備えることを特徴とする位相変調装置。
【請求項６】
請求の範囲第５項記載の位相変調装置であって、
前記計測手段（２００，２１０）が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記生成手段（６０ｃ）が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調することを特徴とする位相変調装置。
【請求項７】
請求の範囲第５項記載の位相変調装置であって、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、前記光の入射及び出射が行われる入射・出射面（１５０ｂ）を有し、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項８】
請求の範囲第７項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて生成された位相パターンであることを特徴とする位相変調装置。
【請求項９】
請求の範囲第５項記載の位相変調装置であって、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、前記光の入射及び出射が行われる入射・出射面（１５０ｂ）を有し、
前記光源（１０）から出力された光を前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に導くための第１の光学部材（２０，３０）を更に備え、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、及び、前記第１の光学部材（２０，３０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１０】
請求の範囲第９項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、及び、前記第１の光学部材（２０，３０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１１】
請求の範囲第９項記載の位相変調装置であって、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射した光を導くための第２の光学部材（５０）を更に備え、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、前記第１の光学部材（２０，３０）、及び、前記第２の光学部材（５０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源（１０）、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）、前記第１の光学部材（２０，３０）、及び、前記第２の光学部材（５０）のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１３】
請求の範囲第９項記載の位相変調装置であって、
前記波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する波面の歪みを補正するための第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源（１０）に起因する波面の歪みを補正するための第２の波面歪み補正用位相パターンと、前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する波面の歪みを補正するための第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つからなり、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該第１，第２，第３の波面歪み補正用位相パターンのうちの少なくとも１つを所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項記載の位相変調装置であって、
前記第１の波面歪み補正用位相パターンが、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて伶成された位相パターンからなり、前記第２の波面歪み補正用位相パターンが、前記光源（１０）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなり、前記第３の波面歪み補正用位相パターンが、前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１５】
請求の範囲第９項記載の位相変調装置であって、
前記足し算手段（６０ｅ）は、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）に起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第１の波面歪み補正用位相パターンと、前記光源（１０）と前記第１の光学部材（２０，３０）とに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第４の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンに足し．合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１６】
請求の範囲第５項記載の位相変調装置であって、
非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の前記入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された前記第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段（６０ｋ）と、
前記第１の波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段（６０ｄ）とを更に備え、
前記計測手段が、前記光源（１０）及び前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する前記光の波面の歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する歪み計測手段（２００，２１０）からなり、
前記生成手段が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを生成するパターン生成手段（６０ｃ）からなり、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該第１と第４の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項記載の位相変調装置であって、
前記歪み計測手段（２００，２１０）が、前記光源（１０）及び前記第１の光学部材（２０，３０）に起因する前記光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記パターン生成手段（６０ｃ）が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算手段（６０ｅ）が、該繰り返し生成された前記第４の波面歪み補正用位相パターンと前記第１の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調することを特徴とする位相変調装置。
【請求項１８】
光を出力する光源（１０）と、
所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段（６０ｅ）と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）と、
を備え、
前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）が、反射型の位相変調型空間光変調器（１５０）を備えることを特徴とする位相変調装置。
【請求項１９】
所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を駆動して該光を位相変調する位相変調工程と、
からなり、
前記足し算工程が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する
ことを特徴とする位相変調方法。
【請求項２０】
請求の範囲第１９項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程力瓢前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する工程を備えていることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２１】
請求の範囲第１９項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、該波面歪み補正用位相パターンを入力する工程を備え、
前記足し算工程が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２２】
所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、
該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を駆動して該光を位相変調する位相変調工程と、
からなり、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、
前記光の波面歪みを光学的に計測し該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測工程と、
該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する反転工程とを備え、
前記足し算工程が、該生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと足し、合わせることを特徴とする位相変調方法。
【請求項２３】
請求の範囲第２２項記載の位相変調方法であって、
前記計測工程が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記反転工程が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算工程が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し．更新し、
前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２４】
請求の範囲第２２項記載の位相変調方法であって、
前記計測工程が、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを計測する第１の計測工程からなり、
前記反転工程が、該計測された波面の歪み示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第１の波面歪み補正用位相パターンを生成する第１の反転工程からなり、
前記足し算工程が、該第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２５】
請求の範囲第２２項記載の位相変調方法であって、
前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、
非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）の入射・出射面（１５０ｂ）から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力工程と、
前記第１の波面歪み補正用位相パターンを格納手段（６０ｄ）に格納する格納工程と、
光源（１０）及び第１の光学部材（２０，３０）に起因する光の波面の歪みを計測する第２の計測工程と、
該第２の計測工程にて計測された波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第２の波面歪み補正用位相パターンを生成する第２の反転工程とを備え、
前記足し．算工程力瓢前記第１の波面歪み補正用位相パターンと該第２の波面歪み補正用位相パターンとを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成し、
前記位相変調工程が、該光源（１０）からの光を該第１の光学部材（２０，３０）により電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）に導き、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を駆動することにより、該光を位相変調することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２６】
請求の範囲第２５項記載の位相変調方法であって、
前記第２の計測工程が、光源（１０）及び第１の光学部材（２０，３０）に起因する光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪み整示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、
前記第２の反転工程が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第２の波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、
前記足し算工程が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンと前記第１の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し．合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し，更新し、
前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器（４０）を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することを特徴とする位相変調方法。
【請求項２７】
所望の位相パターンを用意する所望の手順と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成し、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合には当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２８】
請求の範囲第２７項記載のプログラムであって、
前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順を更に含むことを特徴とするプログラム。
【請求項２９】
所望の位相パターンを用意する手順と、
光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、
該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成し、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もし，くは２π以上の値となった場合には当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する手順と、をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項３０】
請求の範囲第２９項記載の記録媒体であって、
前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順をコンピュータに実行させるプログラムを更に記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項３１】
請求の範囲第２９項記載の記録媒体であって、
前記波面歪み補正用位相パターンのデータを更に記録したことを特徴とする記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ログラム、及び、かかるプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、光を出力する光源と、所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器とを備え、前記足し算手段が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成することを特徴とする位相変調装置を提供している。
本発明によれば、波面歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを、互いに分離した状態で用意し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。そし，て、波面歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動する。したがって、所望の位相パターンで位相変調された光を、歪みが補正された高精度の状態で、生成することができる。また、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけでよいので、簡単な構成で、し，かも、短時間に、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。したがって、本発明の位相変調装置は、実時間制御が可能で、しかも、安価に製造することができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターンが、前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンは、波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。
また、前記足し算手段が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する。なお、負の値を２πで割った余りを求めるには、まず、当該負の値の絶対値を求め、次に、当該絶対値の値と足し，あわせると足しあわせた結果が２πの整数倍となるような最小の正の値を求めれば良い。前記所望の・位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りが前記歪み補正済み位相パターンとして生成される。したがって、たとえ、電気アドレス型位相変調型空間光変調器が２π以上の位相変調量での位相変調を行うことができないものであっても、電気アドレス型位相変調型空間光変調器に対し、たし算結果を２πで割った余りの位相値にて位相変調を行わせることで、実質的に同一の位相変調を行わせることができる。
また、本発明の位相変鯛装置は、前記波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段を更に備え、前記足し算手段が、該格納手段から該波面歪み補正用位相パターンを読み出し、該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることが好ましい。
波面歪み補正用位相パターンが格納されているため、波面歪み補正用位相パターンを読み出し、所望の位相パターンと足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。し．たがって、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。ここで、本発明の位相変調装置は、更に、所望の位相パターンを予め保持する保持手段を備えていることが好ましい。足し算手段は、所望の位相パターンと波面歪み補正用位相パターンとを、それぞれ、読み出し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。し．たがって、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。もしくは、本発明の位相変調装置は、所望の位相パターンを生成する所


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
望パターン生成手段を備えていてもよい。足し算手段は、生成した所望の位相パターンと読み出した波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。したがって、任意の位相パターンに対する波面歪み補示済み位相パターンを短時間で生成することができる。
本発明の位相変調装置は、前記波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段を更に備え、前記足し算手段が、該入力された該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせるのでも良い。入力された波面歪み補正用位相パターンを所望の位相パターンに足し合わせるだけで波面歪み補正済み位相パターンを生成することができるので、波面歪み補正済み位相パターンを短時間で生成することができる。
また、本発明は、光を出力する光源と、所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器とを備え、前記光の波面歪みを光学的に計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測手段と、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する生成手段とを更に備えることを特徴とする位相変調装置を提供している。波面歪みを計測し、その符号を反転させるだけで、波面歪み補正用位相パターンを生成できる。したがって、複雑な計算が不要であり、波面歪み補正用位相パターンを、迅速、かつ、正確に求めることができる。し．かも、波面歪み補正用位相パターンを、所望の位相パターンとは分離し．た状態で、簡単に、生成することができる。
ここで、前記計測手段力瓢光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、前記生成手段が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算手段が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて生成された位相パターンであることが好ましい。この波面歪み補正用位相パターンによれば、所望の位相パターンを生成するよう駆動される際電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射されることになる光の波面の歪みのうち、入射・出射面に起因して生じる波面歪みを補正することができる。
また、本発明の位相変調装置は、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器力瓢前記光の入射及び出射が行われる入射・出射面を有し、前記光源から出力された光を前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に導くための第１の光学部材を更に備え、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、及び、前記第１の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを補正するための位相パターンからなることが好ましい。位相変調装置を構成する光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する前記光の波面の歪みを補正することができるため、高精度の位相変調を行うことができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターンは、前記光源、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、及び、前記第１の光学部材のうちの少なくとも１つに起因する前記光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された位相パターンからなることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンは、波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより作成されているため、光の波面の歪みを確実に補正することができる。なお、波面歪み位相パターンは、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面、光源、及び、第１の光学部材のうちの１つまたは２つ以上に起因する光の波面の歪みをまとめて計測することにより得られる。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第４の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。第１の波面歪み補正用位相パターンと第４の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わぜるだけで、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面と、光源と第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
この場合、本発明の位相変調装置は、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された前記第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力手段と、前記第１の波面歪み補正用位相パターンを格納する格納手段とを更に備え、前記計測手段が、前記光源及び前記第１の光学部材に起因する前記光の波面の歪みを計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する歪み計測手段からなり、前記生成手段が該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを生成するパターン生成手段からなり、前記足し算手段が、該第１と第４の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。
第４の波面歪み補正用位相パターンは、光源及び第１の光学部材に起囚する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。この第４の波面歪み補正用位相パターンと、入力された第１の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、光源、第１の光学部材、及び、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
ここで、前記歪み計測手段が、前記光源及び前記第１の光学部材に起因する前記光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、、前記パターン生成手段が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第４の波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算手段が、該繰り返し生成された前記第４の波面歪み補正用位相パターンと前記第１の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器が該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調することが好ましい。
また、本発明は、光を出力する光源と、所望の位相パターンと、該光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算手段と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該光を位相変調する電気アドレス型位相変調型空間光変調器とを備え、前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器が、反射型の位相変調型空間光変調器を備えることを特徴とする位相変調装置を提供している。
また、本発明は、所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パタ


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ーンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動して該光を位相変調する位相変調工程とからなり、前記足し算工程が、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合に、当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成することを特徴とする位相変調方法を提供している。
本発明によれば、波面歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンと、所望の位相パターンとを、互いに分離した状態で用意し、これらを足し合わせて、波面歪み補正済み位相パターンを生成する。そして、波面歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動する。したがって、所望の位相パターンで位相変調された光を、歪みが補正された高精度の状態で、生成することができる。また、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけでよいので、簡単に、しかも、短時間で、波面歪み補正済み位相パターンを生成することができる。
また、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程が、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する工程を備えていることが好ましい。波面歪み補正用位相パターンを、波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成できるため、複雑な演算が不要であり、迅速に作成することができる。
ここで、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、該波面歪み補れた該波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることが好ましい。入力された波面歪み補正用位相パターンを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、波面歪み補正済み位相パターン


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
を生成することができるので、波面歪み補正済み位相パターンを迅速に生成することができる。
また、本発明は、所望の位相パターンを用意する所望の位相パターン用意工程と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する波面歪み補正用位相パターン用意工程と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成する足し算工程と、該歪み補正済み位相パターンに基づいて電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動して該光を位相変調する位相変調工程と、からなり、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、前記光の波面歪みを光学的に計測し該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを作成する計測工程と、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを生成する反転工程とを備え、前記足し算工程が、該生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと足し合わせることを特徴とする位相変調方法を提供する。波面歪みを計測し、その符号を反転させるだけで、波面歪み補正用位相パターンを生成できる。したがって、複雑な計算が不要であり、波面歪み補正用位相パターンを、簡単、かつ迅速に求めることができる。
ここで、前記計測工程が、光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、前記反転工程が該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算工程が該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し４合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することが好ましい。波面の固定的な歪みのみならず、動的な歪みをもリアルタイムで計測することができるため、動的な波面の歪みを含め波面の歪みを広く補正する波前歪み補正用位相パターンを生成することができる。したがって、より高精度の位相変調光を生成することができる。
また、前記計測工程が、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射された光の波面の歪みを計測する第


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
１の計測工程からなり、前記反転工程が、該計測された波面の歪み示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第１の波面歪み補正用位相パターンを生成する第１の反転工程からなり、前記足し算工程が、該第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成することが好ましい。
第１の波面歪み補正用位相パターンは、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の前記入射・出射面に起因する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。こうして作成された第１の波面歪み補正用位相パターンを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより、所望の位相パターンを生成するよう駆動される際電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射されることになる光の波面の歪みのうち、入射・出射面に起因して生じる波面歪みを補正することができる。
また、前記波面歪み補正用位相パターン用意工程は、非駆動時の前記電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面から出射された光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて作成された第１の波面歪み補正用位相パターンを入力する入力工程と、前記第１の波面歪み補正用位相パターンを格納手段に格納する格納工程と、光源及び第１の光学部材に起因する光の波面の歪みを計測する第２の計測工程と、該第２の計測工程にて計測された波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させることにより、第２の波面歪み補正用位相パターンを生成する第２の反転工程とを備え、前記足し算工程が、前記第１の波面歪み補正用位相パターンと該第２の波面歪み補正用位相パターンとを前記所望の位相パターンに足し合わせることにより前記歪み補正済み位相パターンを生成し、前記位相変調工程が、該光源からの光を該第１の光学部材により電気アドレス型位相変調型空間光変調器に導き、該歪み補正済み位相パターンに基づいて該電気アドレス型位相変調型空間光変調器を駆動することにより、該光を位相変調することが好ましい。
第２の波面歪み補正用位相パターンは、光源及び第１の光学部材に起


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
因する光の波面の歪みを示す波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成することができる。この第２の波面歪み補正用位相パターンと第１の波面歪み補正用位相パターンとを所望の位相パターンに足し合わせるだけで、光源、第１の光学部材、及び、電気アドレス型位相変調型空間光変調器の入射・出射面に起因する光の波面の歪みを補正することができる。
この場合、前記第２の計測工程が、光源及び第１の光学部材に起因する光の波面歪みを繰り返し計測し、該波面の歪みを示す波面歪み位相パターンを繰り返し作成し、前記第２の反転工程が、該波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記第２の波面歪み補正用位相パターンを繰り返し生成し、前記足し算工程が、該繰り返し生成された波面歪み補正用位相パターンと前記第１の波面歪み補正用位相パターンとを、前記所望の位相パターンと繰り返し足し合わせることにより、前記波面歪み補正済み位相パターンを繰り返し更新し、前記位相変調工程が、電気アドレス型位相変調型空間光変調器を、該繰り返し更新される歪み補正済み位相パターンに基づいて駆動して該光を位相変調することが好ましい。
本発明は、また、所望の位相パターンを用意する所望の手順と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成し、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合には当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを提供している。
コンピュータは、かかるプログラムを実行することにより、波面歪み補正用位相パターンと所望の位相パターンとを足し合わせるだけで歪み補正済み位相パターンを得ることができる。したがって、波面歪み補正済み位相パターンを、簡単な計算で迅速に生成することができる。
本発明のプログラムは、前記光の波面の歪みの位相を示す波面歪み位相パターンの符号を反転させて前記波面歪み補正用位相パターンを作成する手順を更に含むことが好ましい。波面歪み補正用位相パターンを波面歪み位相パターンの符号を反転させるだけで作成できるため、複雑な演算が不要であり、迅速に作成することができる。
本発明は、また、所望の位相パターンを用意する手順と、光の波面の歪みを補正するための波面歪み補正用位相パターンを用意する手順と、該所望の位相パターンと該波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせ、歪み補正済み位相パターンを生成し、前記所望の位相パターンと前記波面歪み補正用位相パターンとを足し合わせた結果が負の値もしくは２π以上の値となった場合には当該結果を２πで割った余りを前記歪み補正済み位相パターンとして生成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供している。コンピュータは、本発明の記録媒体からこのプログラムを読みとる




【国際調査報告】
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