(57)【要約】【課題】装置の調整が簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射することが可能なレーザー照射光学系を提供すること。【解決手段】照射されるレーザー光Ｌの波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子１２と、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凹レンズ１３と、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凸レンズ１４とを備えることを特徴とするレーザー照射光学系。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射されるレーザー光の波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子と、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凹レンズと、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凸レンズとを備えることを特徴とするレーザー照射光学系。
【請求項２】
前記２次元回折格子に形成された格子の溝幅が前記格子周期の１０〜９０％に相当する長さであることを特徴とする請求項１に記載のレーザー照射光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー照射光学系に関し、より詳しくは、レーザーアニールやアモルファスシリコンの多結晶化等の熱処理に好適に用いることができるレーザー照射光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光、特にパルスレーザー光は強度が高く限られた領域に限られた時間の間、熱量を与えることができるため基板内部を加熱せずに表面だけを加熱することができるという特徴を有していることから、材料開発、材料改質におけるレーザーアニール等の表面改質技術に利用されてきた。そして、このような加工の際に照射されるレーザー光の強度分布が不均一では対象物に対して均一な加工を行うことができないことから、レーザー光の強度分布の均一化を図るために種々のレーザー照射光学系が研究されてきている。
【０００３】
例えば、特開２００３−３３０１０６号公報（特許文献１）には、光源と、前記光源からの入射光の照度を均一化して出射する均一照明手段とを備えており、前記均一照明手段が、前記入射光の角度分布を狭めるとともに、前記入射光の照度分布を均一化する機能を有する回折光学素子を備えているレーザー照射光学系が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載のような従来のレーザー照射光学系は、集光又はコリメートのための光学系と１次元の透過型回折格子とを用いたものであり、１方向の回折光を重ね合わせてレーザー光の強度分布の均一化を図るものであったため、十分に強度分布の均一化を図ることができなかった。
【０００４】
また、特開２００４−２８７３５７号公報（特許文献２）には、照明用のレンズとして蝿の目レンズを用いたレーザー照射光学系が開示されている。しかしながら、特許文献２に記載のような従来のレーザー照射光学系においては、蝿の目レンズの各セグメントに入射した光を一箇所に集めて強度分布の均一化を図っており、各セグメントをより小さくすることでレーザー光の強度分布の均一化が図れることとなるが、セグメントを小さくするとセグメント間の境界において光の吸収や損失によって透過率が低下してしまうという問題があった。そのため、特許文献２に記載のような従来のレーザー照射光学系においては、各セグメントを小さくすることができず、レーザー光の強度分布の均一化が十分に図れなかった。更に、特許文献２に記載のような従来のレーザー照射光学系においては、各セグメントに入射した多くの光を一箇所に集めるためにセグメントの角度アライメントに精度を必要とするため装置の調整に多くの時間がかかっていた。
【０００５】
このように、装置の調整を簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射することが可能なレーザー照射光学系は未だ得られておらず、特に、比較的ビーム径が小さくレーザー光の中でもビーム内の強度分布が大きいＹＡＧレーザー光の出力強度の減衰を十分に抑えつつレーザー光の強度分布を十分に均一化することが可能なレーザー照射光学系は未だ得られていなかった。
【特許文献１】特開２００３−３３０１０６号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、装置の調整を簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射することが可能なレーザー照射光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、照射されるレーザー光の波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子と、所定の凹レンズ及び凸レンズとを備えることにより、装置の調整を簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射できるレーザー照射光学系が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のレーザー照射光学系は、照射されるレーザー光の波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子と、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凹レンズと、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凸レンズとを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記本発明のレーザー照射光学系においては、前記２次元回折格子に形成された格子の溝幅が前記格子周期の１０〜９０％に相当する長さであることが好ましい。
【００１０】
なお、本発明のレーザー照射光学系によって上記目的が達成される理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、強度分布が不均一なレーザー光は２次元回折格子に入射すると回折し、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれに０次光、±１次光、±２次光、±３次光、±ｎ次光と分散する。なお、ここにいうＸ方向とはレーザー光の入射方向と垂直な第一の方向をいい、Ｙ方向とはレーザー光の入射方向と前記Ｘ方向に対して垂直な第二の方向をいう。そして、レーザー光が２次元回折格子に直入射する場合においては、２次元回折格子のＸ方向とＹ方向の周期サイズ（格子周期）をそれぞれＤＸ、ＤＹとし、入射するレーザー光の波長をλ、Ｘ方向の分散角度をα、Ｙ方向の分散角度をβとすると、ｎ次光に対して下記式：
ＤＸｓｉｎ（α）＝ｎλ
ＤＹｓｉｎ（β）＝ｎλ
で表される関係が成り立つ。更に、入射したレーザー光の２次元空間強度分布をｆ（Ｘ，Ｙ）、ｎ次の回折効率をｃ（ｎ）とすると、２次元回折格子から距離Ｚ離れた位置での強度分布Ｆ（Ｘ，Ｙ）は、レーザー光の光束の広がりが距離Ｚに対して分散距離よりも十分に小さいとすると、下記式のように表すことができる。
Ｆ（Ｘ，Ｙ）＝Σ｛ｃ（ｎ）ｆ（Ｘ＋Ｚｔａｎ(ａｒｃｓｉｎ(nλ／ＤＸ），Ｙ＋Ｚｔａｎ(ａｒｃｓｉｎ（nλ／ＤＹ）｝
そのため、２次元回折格子により回折して２次元的に分散した光を、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凹レンズを用いて発散角度をさらに広げ、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凸レンズを用いて集光することにより強度分布が十分に均一化されたレーザー光を得ることができるものと推察する。
【００１１】
次に、光源にＹＡＧレーザーを用いて光源から２倍高調波（波長５３２ｎｍ）を照射する場合であって、上記次数ｎが１の場合について検討する。２次元回折格子の格子周期がレーザーの波長の５００倍以上である場合においては、低次の回折光の回折角度は小さいため、数ｃｍ〜数１０ｃｍの間隔で光学素子（レンズ等）を配置する一般的な光学系ではレーザー光をほとんど分離することができない。また、２次元回折格子の格子周期がレーザーの波長の２倍程度の１μｍである場合には、回折角度が０．５６ｒａｄとなり、１００ｍｍ離れた位置での０次光と回折光とのずれが約５６ｍｍになることから、回折光と０次光とを重ね合わせるためには、直径が１１２ｍｍ以上の非常に大きな光学系が必要となる。
【００１２】
これに対して、２次元回折格子の格子周期がレーザーの波長の１８．８倍程度の１０μｍである場合には、回折角度が０．０５３ｒａｄとなり、１００ｍｍ離れた位置での回折光と０次光とのずれは約５．３ｍｍとなる。そのため、格子の幅を１０μｍとした場合には、１００ｍｍ離れた位置での回折光のサイズはもとのレーザー光のビームサイズ（直径８ｍｍ）に比較的近いものとなる。
【００１３】
そして、本発明者らは、このようなレーザー光の波長と２次元回折格子の格子との関係を検討した結果、レーザー光の波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子を用いることで、効率的にレーザー光の強度分布の均一化を図れるようになることを見出した。このような格子周期が照射されるレーザー光の波長の１０倍未満では回折光の回折角度が大きくなりすぎて回折した複数のビームを重ね合わせるには、非常に大きな光学系が必要となり、他方、１００倍を超えると回折光の回折角度が小さいため、実用的な規模ではレーザー光の均一化が図れない。また、均一化を図ろうとすると格子と凹レンズ、凸レンズ等の光学系までの距離をそれぞれ数メートル以上離す必要があり、得られるレーザー照射光学系のサイズが大きくなり、装置の製造が困難となる。
【００１４】
また、本発明においては、照射されるレーザー光の波長の１０〜１００倍幅の格子周期を有する２次元回折格子と、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凹レンズと、焦点距離が５０〜５００ｍｍの凸レンズとによって、レーザー光の強度分布の均一化を行うことが可能であるため、従来のレーザー照射光学系のようにレンズの配置等に複雑な調整を必要とすることがないため、装置の調整が容易に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置の調整を簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射することが可能なレーザー照射光学系を提供することが可能となる。
【００１６】
そして、本発明のレーザー照射光学系においては、波長域が可視域でガウシアン形状の強度分布を有するＹＡＧレーザーの２倍の高調波のレーザー光についても出力強度の減衰を十分に抑えつつ十分に強度分布の均一化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
図１は、本発明のレーザー照射光学系の好適な一実施形態を示す摸式図である。図１に示すレーザー照射光学系１は、光源１０と、３つの反射板１１と、２次元回折格子１２と、凹レンズ１３と、凸レンズ１４とを備えている。
【００１９】
図１に示すレーザー照射光学系１においては、光源１０から発せられるレーザー光Ｌの光路上に第一の反射板１１が配置されており、第一の反射板１１によって反射されたレーザー光の光路上に第二の反射板１１が配置されている。そして、第二の反射板１１によって反射されたレーザー光Ｌの光路上には第三の反射板１１が配置されている。
【００２０】
また、第三の反射板１１によって反射されたレーザー光Ｌの光路上に格子面に対してレーザー光Ｌが垂直に入射するようにして２次元回折格子１２が配置されている。更に、２次元回折格子１２によって回折され、分散されたレーザー光Ｌの光路上に前記格子面とレンズ面が平行となるようにして凹レンズ１３が配置されている。また、凹レンズ１３に入射して発散角度が広げられたレーザー光Ｌの光路上に凹レンズ１３のレンズ面とレンズ面が平行になるようにして凸レンズ１４が配置されている。そして、図１に示すように、凸レンズ１４によって集光されてレーザー照射光学系１から出射するレーザー光Ｌが照射される位置にスクリーン２が配置されている。
【００２１】
光源１０としては特に制限されず、公知のレーザー装置を適宜用いることができ、例えば、ＹＡＧレーザー装置等の固体レーザー装置、エキシマレーザー装置等のガスレーザー装置、色素レーザー装置等の液体レーザー装置を用いることができる。また、反射板１１としては特に制限されず、公知の反射板を適宜用いることができる。
【００２２】
２次元回折格子１２としては、照射されるレーザー光の波長の１０〜１００倍幅（より好ましくは１５〜３０）の格子周期を有する２次元回折格子が用いられる。ここで、２次元回折格子とは、格子を形成させる基板の表面上にほぼ等間隔の平行な溝が縦横それぞれの方向に２次元的にきざまれたものである。また、ここにいう格子周期とは、隣接する２つの溝の中心間の距離をいう。本発明においては、このような２次元回折格子を用いることでレーザー光を２次元的に分散させた後、その回折光を重ね合わせるため、１方向の回折光を重ね合わせる従来のレーザー照射光学系と比較して、より十分にレーザー光の強度分布を均一化させることができる。
【００２３】
また、前記２次元回折格子の格子周期が、照射されるレーザー光の波長の１０倍未満では回折光の回折角度が大きくなりすぎて回折した複数のビームを重ね合せるには、非常に大きな光学系が必要となり、他方、１００倍を超えると回折光の回折角度が小さいため、実用的な規模ではレーザー光の均一化が図れない。また、均一化を図ろうとすると格子と凹レンズ、凸レンズ等の光学系までの距離をそれぞれ数メートル以上離す必要があり、得られるレーザー照射光学系のサイズが大きくなり、装置の製造が困難となる。
【００２４】
また、前記溝の幅としては、前記格子周期の１０〜９０％に相当する長さであることが好ましく、１５〜４０％に相当する長さであることがより好ましい。前記溝の幅が前記下限未満では、回折効率が小さくなり、０次光に対する１次光、２次光の強度比が小さくなるため重ね合せによるレーザー光の均一化が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、前記下限未満の場合と同様に回折効率が小さくなり、重ね合せによるレーザー光の均一化が困難となる傾向にある。
【００２５】
また、前記溝の深さとしては、均一化するレーザー光の波長の１／１０〜１０倍に相当する深さであることが好ましく、１／３〜２倍に相当する深さであることがより好ましい。前記溝の深さが前記下限未満では、回折効率が小さくなり、０次光に対する１次光、２次光の強度比が小さくなるため重ね合せによるレーザー光の均一化が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると溝内での多重散乱、多重反射等による位相やコヒーレンシーの変化により回折効率の低下や散乱角が変化する傾向にある。
【００２６】
このような２次元回折格子１２の材質は特に制限されず、例えば、石英ガラス等を用いることができる。更に、２次元回折格子１２の製造方法も特に制限されず、例えば、石英基板に上記条件を満たす格子パターンをエッチングすることにより製造する方法等が好適に採用される。また、２次元回折格子１２のサイズは特に制限されず、レーザー照射光学系の用途等に応じて適宜設計を変更して用いることができる。
【００２７】
凹レンズ１３としては、焦点距離が５０〜５００ｍｍ（より好ましくは１００〜３００ｍｍ）の凹レンズが用いられる。前記焦点距離が前記下限未満では、回折光の広がり角度が大きくなりすぎて重ね合せのための凸レンズの口径サイズを実用的なサイズ以上に大きくする必要があり、他方、前記上限を超えると、回折光に適当な広がりをもたせるのに凸レンズ等の集光光学系との距離を数メートル以上大きく離す必要がある。
【００２８】
また、凸レンズ１４としては、焦点距離が５０〜５００ｍｍ（より好ましくは１００〜３００ｍｍ）の凸レンズが用いられる。前記焦点距離が前記下限未満では、凸レンズと均一化した光を照射する材料間の距離が非常に短くなるかもしくは均一化が不十分となり、他方、前記上限を超えると凸レンズによる重ね合せ（均一化）を行うために必要な距離が長くなるため、凸レンズと均一化した光を照射する材料間の距離が長くなって実用的でない。
【００２９】
また、凹レンズ１３及び凸レンズ１４の材質は特に制限されず、レーザー照射光学系の用途等に応じて石英ガラス材料や樹脂材料等から適宜選択することができる。更に、凹レンズ１３及び凸レンズ１４のサイズも特に制限されず、レーザー照射光学系の用途等に応じて適宜設計を変更して用いることができる。
【００３０】
また、２次元回折格子１２、凹レンズ１３、凸レンズ１４及びスクリーン２の位置関係（図１における距離ｘ、距離ｙ、距離ｚ等）は、２次元回折格子の格子周期や各レンズの焦点距離等に応じて最適な位置関係となるように適宜変更させることができる。
【００３１】
２次元回折格子１２と凹レンズ１３との間の距離ｘとしては、２次元回折格子の格子周期とレーザー光の波長との比率をαとした時に｛１５／ｔａｎ（ｓｉｎ−１α）｝の１／２〜２倍に相当する長さであることが好ましい。距離ｘが前記下限未満では、回折格子で回折した１次光、２次光と０次光の分散が不十分となり、ビームの均一化が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると実用的でない口径の大きい凹レンズが必要となる傾向にある。
【００３２】
また、凹レンズ１３と凸レンズ１４との間の距離ｙとしては、凹レンズ１３の焦点距離の２０〜８０％に相当する長さであることが好ましい。距離ｙが前記下限未満では、凹レンズによる１次光、２次光の分散、広がりが不十分となり、レーザー光の均一化が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると１次光、２次光が広がり過ぎてレーザー光の均一化を図るために、実用的でない大きな口径の凸レンズが必要となる傾向にある。
【００３３】
さらに、凸レンズ１４とスクリーン２との間の距離ｚとしては、凸レンズ１４の焦点距離の２０〜８０％に相当する長さであることが好ましい。距離ｚが前記下限未満では、０次光、１次光、２次光の重なりが不十分となり、レーザー光の均一化が図れない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、焦点付近（〜１００％程度）では処理できる領域が非常に小さくなり、それ以上（１２０％以上）になるとビームが発散し、不均一となる傾向にある。
【００３４】
このような本実施形態のレーザー照射光学系１によって、光源１０から発せられたレーザー光を２次元回折格子１２により２次元的に分散させ、凹レンズ１３によってその発散角度をさらに広げた後、凸レンズ１４によって集光することにより、レーザー光の強度分布を十分に均一化させてスクリーン２上に強度の均一なレーザー光を照射することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明のレーザー照射光学系の好適な一実施形態について説明したが、本発明のレーザー照射光学系は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては反射板１１を３つ配置させているが、本発明のレーザー照射光学系においては反射板１１を配置させなくてもよく、配置させる反射板の個数及び配置する位置等は特に制限されない。
【００３６】
なお、本発明のレーザー照射光学系は、例えば、金属膜の組織改質、欠陥の除去、表面の平滑化等の用途やアモルファスシリコンの多結晶化等の用途に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
図１に示す本発明のレーザー照射光学系の好適なレーザー照射光学系を用い、スクリーンにレーザー光を照射した。
【００３９】
光源１０としてはＮｄ：ＹＡＧレーザー装置（スペクトラフィジックス社製の商品名「Ｑｕａｎｔａ−ＲａｙＰＲＯ−２９０−１０」）を用い、２倍の高調波（λ＝５３２）のレーザー光を出射させた。また、反射板１１としてはＣＶＩ社製のミラーを用いた。
【００４０】
また、２次元回折格子１２としては、石英基板上に形成された格子の格子周期が２５μｍである２次元回折格子を用いた。図２に、実施例１で用いた２次元回折格子に形成された格子パターンの一部の写真を示す。また、図３に、実施例１で用いた２次元回折格子に形成された格子パターンの一部の概略縦断面図を示す。実施例１で用いた２次元回折格子は、図３に示す格子の溝（凹部）の幅ａが５μｍであり、格子の平面（凸部）の幅ｂが２０μｍであり、格子周期Ｃが２５μｍであり、溝の深さｄが約２μｍである。なお、このような２次元回折格子は石英基板をエッチングすることにより製造した。
【００４１】
更に、凹レンズ１３としては、直径が４０ｍｍであって、焦点距離が２００ｍｍの凹レンズを用い、凸レンズ１４としては、直径が４０ｍｍであって、焦点距離が２００ｍｍの凸レンズを用いた。また、２次元回折格子１２、凹レンズ１３、凸レンズ１４及びスクリーン２は、２次元回折格子１２と凹レンズ１３との間の距離ｘが４０ｍｍ、凹レンズ１３と凸レンズ１４との間の距離ｙが８０ｍｍ、凸レンズ１４とスクリーンとの間の距離ｚが８０ｍｍとなるような位置にそれぞれを配置させた。
【００４２】
２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の照射パターンの写真を図４に示し、２次元回折格子によって回折させ、凹レンズを透過させた後のレーザー光の照射パターンの写真を図５に示し、スクリーン上に照射されたレーザー光の照射パターンの写真を図６に示す。なお、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光は、ＹＡＧレーザー装置から発せられたレーザー光をミラーで３回反射させた後、光源１０のレーザー出射口から約１０ｍ離れた位置で測定した。
【００４３】
図４と図６との比較からも明らかなように、スクリーン上に照射されたレーザー光の照射パターンは、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の照射パターンと比べて、中心付近の強度が鈍くなっていることが分かる。このような結果、本発明のレーザー照射光学系（実施例１）により、レーザー光の強度が均一化されていることが確認された。
【００４４】
また、図４からも明らかなように、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光はＹＡＧレーザー装置から発せられたレーザー光をミラーで３回反射させた後の約１０ｍ離れた位置で測定しているため、出射口のビームサイズ（φ８ｍｍ）と比べると上下左右に広がり、特に左右方向に大きく広がっていた。これは、ＹＡＧレーザー装置自体のビームの発散角度がｌｍｒａｄであることとビームの引き回しを左右方向の反射で行っているためである。
【００４５】
次に、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の強度分布と、スクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布とを測定した。このような測定に際しては、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍの領域をそれぞれＸ−Ｙ方向に２０分割してレーザー光の強度を測定して、レーザー光の強度の空間分布を求めた。なお、このようなレーザー光の強度分布の測定には、センサーとして浜松ホトニクス社製フォトダイオードを使用した。そして、直径１ｍｍ若しくは直径０．５ｍｍのアパーチャーを取付けたＸ−Ｙテーブルをパソコンで制御し、Ｘ−Ｙテーブルの位置とセンサーからの出力をパソコンに読み取らせて、均一化したレーザー光の強度分布を評価した。また、センサー及びアパーチャーの制御並びにセンサーからの出力の読み取りはＶ−Ｂａｓｉｃ（マイクロソフト社製）で作成したソフトを使用し、データ解析にはエクセル（マイクロソフト社製）を用いた。このようにして得られた２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の強度分布のグラフを図７に示し、スクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布のグラフを図８に示す。
【００４６】
図７及び図８に示す結果からも明らかなように、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の強度分布は上下方向にピークを有する急峻な分布が存在し、左右方向には平坦な部分も存在していたが（図７）、スクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布は、その分布に若干の凹凸はあるものの殆どの部分の強度が０．０６〜０．０８の間、すなわち０．０７±０．０１の値を示していた。このような結果から、本発明のレーザー照射光学系（実施例１）によって、強度比率にすると±１５％以内の均一化が図れたことが確認された。
【００４７】
（比較例１）
２次元回折格子１２の代わりに、台形溝で溝の幅が０．１μｍ、溝の深さが０．１５μｍ、格子周期が０．２μｍの一次元回折格子を用いた以外は実施例１と同様の構成のレーザー照射光学系を用いてスクリーンにレーザー光を照射した。このようにしてスクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布を実施例１と同様にして測定した。得られたスクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布のグラフを図９に示す。
【００４８】
図９に示す結果からも明らかなように、１次元回折格子を用いた場合にはレーザー光の強度分布にピークを有する部分が存在し、測定領域内において０．０４〜０．１の値の範囲で強度が変化しており、レーザー光を十分に均一化できないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、装置の調整が簡便に行うことができ、強度分布が十分に均一化されたレーザー光を照射することが可能なレーザー照射光学系を提供することが可能となる。
【００５０】
したがって、本発明のレーザー照射光学系は、レーザー光の強度分布の均一化という点で特に優れるため、レーザーアニールやアモルファスシリコンの多結晶化等の熱処理に用いるレーザー照射光学系等として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のレーザー照射光学系の好適な一実施形態を示す模式図である
【図２】実施例１で用いた２次元回折格子に形成された格子パターンの一部を示す写真である。
【図３】実施例１で用いた２次元回折格子に形成された格子パターンの一部を示す概略縦断面図である。
【図４】実施例１で測定した、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の照射パターンを示す写真である。
【図５】実施例１で測定した２次元回折格子によって回折させて凹レンズを透過させた後のレーザー光の照射パターンを示す写真である。
【図６】実施例１で測定した、スクリーン上に照射されたレーザー光の照射パターンを示す写真である。
【図７】実施例１で測定した、２次元回折格子によって回折させる前のレーザー光の強度分布を示すグラフである。
【図８】実施例１で測定した、スクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布を示すグラフである。
【図９】比較例１で測定した、スクリーン上に照射されたレーザー光の強度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１…レーザー照射光学系、２…スクリーン、１０…光源、１１…反射板、１２…２次元回折格子、１３…凹レンズ、１４…凸レンズ、Ｌ…レーザー光、ｘ…２次元回折格子１２と凹レンズ１３との間の距離、ｙ…凹レンズ１３と凸レンズ１４との間の距離、ｚ…凸レンズ１４とスクリーン２との間の距離、ａ…格子の溝（凹部）の幅、ｂ…格子の平面（凸部）の幅、ｄ…格子の深さ、Ｃ…格子周期。
【図１】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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