(57)【要約】【課題】フェムト秒レーザを石英ガラスなどの透明材料内部に集光照射して屈折率増加領域を形成し、光導波路などを作製する際に行われ、白色光の強度を最大とし常に安定した屈折率増加領域を形成するためのフェムト秒レーザの光路調整を、作業者に負担をかけることなく、容易に、かつ作業性を低下させることなく行えるようにする。【解決手段】光源１からのフェムト秒レーザ２を対物レンズ４で透明材料板５に集光照射したときに発生する白色光を受光部７で受光し、処理部８で白色光の強さに応じた音量の音声信号を作り、この音声信号を音声発生装置９に送り、白色光の強さに応じた音量の音声を発するようにする。作業者はこの音声を聞きながら視線を光路調整操作に集中して、その操作を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料にフェムト秒レーザを集光照射し、透明材料内に屈折率増加領域を形成して、光導波路を作製する際に、フェムト秒レーザを集光照射することにより発生する白色光を受光し、この白色光の強さに応じた音声を発生させ、この音声に基づいてフェムト秒レーザの光路の調整を行うことを特徴とする光路の調整方法。
【請求項２】
透明材料がガラス材料であることを特徴とする請求項１記載の光路の調整方法。
【請求項３】
ガラス材料が石英ガラスであることを特徴とする請求項２に記載の光路の調整方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の調整方法で製造されたことを特徴とする光導波路。
【請求項５】
透明材料にフェムト秒レーザを集光照射し、透明材料内に屈折率増加領域を形成する際に、フェムト秒レーザを集光照射することにより発生する白色光を受光し、この白色光の強さに応じた音声を発生させ、この音声に基づいてフェムト秒レーザの光路調整を行うことを特徴とするフェムト秒レーザの照射方法。
【請求項６】
フェムト秒レーザを発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器からのフェムト秒レーザを透明材料に集光照射する対物レンズと、フェムト秒レーザと透明材料とを相対的に移動させる移動機構と、フェムト秒レーザの集光照射により透明材料から発生する白色光を受光する受光部と、この受光部からの信号を受けて白色光の強度に応じた音量の音声を発生する音声発生部を備えたことを特徴とする光導波路の製造装置。
【請求項７】
フェムト秒レーザを発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器からのフェムト秒レーザを透明材料に集光照射する対物レンズと、フェムト秒レーザと透明材料とを相対的に移動させる移動機構と、フェムト秒レーザの集光照射により透明材料から発生する白色光を受光する受光部と、この受光部からの信号を受けて白色光の強度に応じた音量の音声を発生する音声発生部を備えたことを特徴とするフェムト秒レーザ照射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、石英ガラス等の透明ガラスなどの透明材料にフェムト秒レーザを集光照射して透明材料内に屈折率増加領域を形成して光導波路等を作製する際のフェムト秒レーザの光路の調整方法、フェムト秒レーザの照射方法、光導波路の製造装置およびフェムト秒レーザ照射装置に関し、フェムト秒レーザの光路調整を容易に行えるようにして、その作業性を高めたものである。
【０００２】
【従来の技術】
石英ガラスなどの透明ガラスを始めとする透明材料に、フェムト秒レーザを集光し、そのエネルギー密度を高めたうえ、照射すると、透明材料内部のフェムト秒レーザの焦点付近に透明材料の屈折率が増加した屈折率増加領域を形成できることが知られている。
【０００３】
かかる技術を利用して、フェムト秒レーザもしくは透明材料のいずれかを相対的に移動することにより、石英ガラスなどの透明材料内部に屈折率増加領域からなる光導波路を形成することができ、これに関する先行特許出願や研究報告が多くなされている。
【０００４】
ところで、この透明材料内部に光導波路を形成する際、常に安定した光導波路を作製するためには、フェムト秒レーザの光路を調整し、透明材料内に集光照射されるフェムト秒レーザの光エネルギーを常に一定にする必要がある。
この要求を満たす方策として、フェムト秒レーザを透明材料内部に集光照射することにより発生する白色光をＣＣＤカメラなどで撮影し、モニターでこの白色光の映像を視認しながら、白色光が最大となるようにフェムト秒レーザの光路調整を行う方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、この提案方法では、作業者が間断なくモニターを注視しながらフェムト秒レーザの光路調整を行うこととなり、光路調整のための光学部品の操作が困難になり、作業性が必ずしも良好とは言えない問題があった。また、作業者に対する負担も大きいものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、フェムト秒レーザを石英ガラスなどの透明材料内部に集光照射して屈折率増加領域を形成し、光導波路などを作製する際に行われ、白色光の強度を最大とし、常に安定した屈折率増加領域を形成するためのフェムト秒レーザの光路調整を、作業者に負担をかけることなく、容易に、かつ作業性を低下させることなく行えるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、
請求項１にかかる発明は、透明材料にフェムト秒レーザを集光照射し、透明材料内に屈折率増加領域を形成して、光導波路を作製する際に、フェムト秒レーザを集光照射することにより発生する白色光を受光し、この白色光の強さに応じた音声を発生させ、この音声に基づいてフェムト秒レーザの光路の調整を行うことを特徴とする光路の調整方法である。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、透明材料がガラス材料であることを特徴とする請求項１記載の光路の調整方法である。
請求項３にかかる発明は、ガラス材料が石英ガラスであることを特徴とする請求項２に記載の光路の調整方法である。
請求項４にかかる発明は、請求項１、２または３に記載の調整方法で製造されたことを特徴とする光導波路である。
【０００９】
請求項５にかかる発明は、透明材料にフェムト秒レーザを集光照射し、透明材料内に屈折率増加領域を形成する際に、フェムト秒レーザを集光照射することにより発生する白色光を受光し、この白色光の強さに応じた音声を発生させ、この音声に基づいてフェムト秒レーザの光路調整を行うことを特徴とするフェムト秒レーザの照射方法である。
【００１０】
請求項６にかかる発明は、フェムト秒レーザを発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器からのフェムト秒レーザを透明材料に集光照射する対物レンズと、フェムト秒レーザと透明材料とを相対的に移動させる移動機構と、フェムト秒レーザの集光照射により透明材料から発生する白色光を受光する受光部と、この受光部からの信号を受けて白色光の強度に応じた音量の音声を発生する音声発生部を備えたことを特徴とする光導波路の製造装置である。
【００１１】
請求項７にかかる発明は、フェムト秒レーザを発振するレーザ発振器と、このレーザ発振器からのフェムト秒レーザを透明材料に集光照射する対物レンズと、フェムト秒レーザと透明材料とを相対的に移動させる移動機構と、フェムト秒レーザの集光照射により透明材料から発生する白色光を受光する受光部と、この受光部からの信号を受けて白色光の強度に応じた音量の音声を発生する音声発生部を備えたことを特徴とするフェムト秒レーザ照射装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の光導波路の製造装置の一例を示すもので、図中符号１はフェムト秒レーザを発光する光源を示し、符号２は光源１から送られたフェムト秒レーザである。このフェムト秒レーザ２は、ハーフミラー３で反射され、対物レンズ４で集光される。対物レンズ４によって集光されたフェムト秒レーザ２は、光導波路が形成される透明材料板５に集光照射される。
【００１３】
この透明材料板５として、例えば光学研磨されたガラスが用いられるが、これに限定されるものではなく、使用波長で透明であり、フェムト秒レーザの集光照射によって屈折率上昇領域を誘起することができるものであれば、石英ガラスや石英を主成分とした石英ガラスに限定されず、高分子樹脂、他の材料を用いてもよい。
【００１４】
また、図中符号６は、三軸ステージを示し、この三軸ステージ６のステージ台には石英ガラス板などのフェムト秒レーザの照射対象となる透明材料板５が載置されており、この透明材料板５をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に微移動できるようになっている。この三軸ステージ６は、フェムト秒レーザ２と透明材料板５とを相対的に移動させる移動機構となる。
【００１５】
また、ハーフミラー３の上部には、ＣＣＤ素子、フォトダイオード、ＣｄＳ素子、フォトマルチプライヤーなどの受光素子を備えた受光部７が配置されている。この受光部７は、フェムト秒レーザを透明材料板５に集光照射した際に、照射部位から発生する白色光をハーフミラー３を介して受光して、この白色光の強度に比例した電気信号を発するものである。
【００１６】
受光部７からの電気信号は、処理部８に送られるようになっている。この処理部８は、受光部７からの電気信号の強度に比例または反比例して、強度が変化する音声信号、例えば周波数３００〜３０００Ｈｚ程度の音声電気信号を発生する１種のトランデュサーである。
この処理部８からの音声信号は、スピーカ、ヘッドホーンなどの音声発生装置９に送られ、白色光の強度に比例または反比例した音量の音声が発生されるようになっている。処理部８と音声発生装置９とで音声発生部が構成される。
【００１７】
このような装置では、フェムト秒レーザの透明材料板５への集光照射により発生する白色光が受光部７で受光され、白色光の強度に応じた音量の音声が音声発生装置９から発せられる。この時、白色光の強度が強くなるにつれて音量が大きくなるように設定することもでき、逆に白色光の強度が強くなるにつれて音量が小さくなるように設定することもでき、音量が小さくなるように設定する方が、人間の聴覚特性に基づき、白色光の強度が最大になる点を正確に判断することができて好ましい。
【００１８】
このような装置を用いて透明材料板５に光導波路を作製するには、フェムト秒レーザの透明材料板５への集光照射によって発生する白色光の強度に応じた音量の音声が音声発生装置９から発生するので、作業者はこれを聴きながら、その音声ができるだけ大きくなるように、またはできるだけ小さくなるように、フェムト秒レーザ２の光路調整を行えば良く、これにより白色光の強度が最大になるように制御することが可能となる。
【００１９】
このため、作業者は、その視線を常時光路調整のための光学部品の操作に集中することができるようになり、作業が中断されることがなくなる。また、作業者に過度の負担を強いることもなくなる。このため、常に安定して光導波路の作製が行えることになる。
【００２０】
なお、導波路自体の作製は、従来と同様に、三軸ステージ６をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三軸方向に微移動させ、透明材料板５を三軸方向に微移動させることによって行われる。
【００２１】
本発明において使用される透明材料としては、石英ガラスなどの透明ガラス、透明プラスチックなどが用いられ、フェムト秒レーザを集光照射することにより白色光を発生するものであればよい。
また、相対的移動機構としては、三軸ステージ６に限られず、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動する二軸ステージでもよく、Ｚ軸方向の移動は、対物レンズ４の焦点位置を焦点移動機構により移動させてもよい。
【００２２】
また、本発明では、上述の例のような光導波路の作製に限られず、フェムト秒レーザを透明材料に集光照射して、その内部に屈折率増加領域を形成する技術、すなわち、フェムト秒レーザの照射方法、フェムト秒レーザ照射装置全般に適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透明材料にフェムト秒レーザを集光照射して屈折率増加領域を形成し光導波路等を作製する場合、透明材料から発生する白色光が常に最大となるようにフェムト秒レーザの光路調整操作を行う際、その操作に視線を集中して行えるようになり、操作に神経を集中して行える。このため、作業性が向上し、作業者に対する負担も軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導波路製造装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・レーザ発振器、２・・・フェムト秒レーザ、３・・・ハーフミラー、４・・・対物レンズ、５・・・透明材料板、６・・・三軸ステージ、７・・・受光部、８・・・処理部、９・・・音声発生装置
【図１】
2004034103.tif 000003