JPS6224117A - Light beam waste measurement - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable the measurement of beam waste at a high accuracy in a short time, by providing a plurality of slits vertical to the optical axis of a laser beam emitted from the optical head. CONSTITUTION:A transparent disk 50 is arranged so that it transverses the optical axis of a laser beam 12 emitted from an objective lens 11 of an optical head 10. The disk 50 turns with a slight surface deviation and a number of non-transparent reflection films are provided thereon radially from the center thereof at an equal space to form a slit 51. A laser beam 12 passes through the slit 51 to be received with a sensor 60 while a part thereof is reflected and returned to the optical head 10 to a focus sensor 101. Then a differentiator 70 is connected to the sensor 60 while a differential amplifier 80 done to a focus sensor 101 and both outputs thereof can be observed with an oscilloscope 90. Thus, the beam waste can be measured at a high accuracy in a short time.

Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は収束光ビーム径（光ビームウェスト）測定方法
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for measuring a convergent light beam diameter (light beam waist).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の光ビームウェスト測定方法においては、第５図に
示すとおシ、光ヘッド１０の出射ビーム金横切るように
配置された一本のナイフェツジ１ｉｘ−ｘ’方向に直線
運動あるいは回転運動させて、光軸ｔナイフが切断する
時間ｔ１モニタセンサ２で受光してオッシロスコープで
Δｔ’２測ることによりて、測定し、ナイフの移動速度
からビームウェスト全算定している。In the conventional light beam waist measurement method, as shown in FIG. The cutting time t1 of the axis t knife is measured by receiving light with the monitor sensor 2 and measuring Δt'2 with an oscilloscope, and the total beam waist is calculated from the moving speed of the knife.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、このビームウェスト測定装置では、最小
ビームウェスト位置までナイフェツジ全Ｙ−Ｙ’方向に
移動させなければならないため、高精度な送り機構が必
要であるＱｔた、その測定には多くの時間を要し、測定
位置が最小ビームウェスト位置であることの確認が難か
しいので、測定精度に問題があった０したがって本発明の目的は、高精度に短時間で光学ヘッ
ドのビームウェスト全測定できる光ビームウェスト測定
方法を提供することである０本発明の他の目的は、光学
ヘッドのフォーカスセンサの最適位置への設定が容易に
行なえる光ビームウェスト測定方法を提供することであ
る０〔問題点を解決するための手段〕本発明による光ビームウェスト測定方法におい、ては、
光学ヘッドから出射されたレーザビームの光軸と垂直な
方向に対して傾斜して複数個のスリット全役け、レーザ
ビームをこれらのスリット中全通過させ、通過レーザビ
ームをセンナで受光し、受光出力を微分し、微分出力の
ピーク部を検出することによってビームウェストを測定
する。However, with this beam waist measuring device, the knife must be moved in all Y-Y' directions to the minimum beam waist position, which requires a highly accurate feeding mechanism (Qt) and takes a lot of time to measure. However, since it is difficult to confirm that the measurement position is the minimum beam waist position, there is a problem in measurement accuracy. Therefore, an object of the present invention is to develop an optical beam that can measure the entire beam waist of an optical head with high precision and in a short time. It is another object of the present invention to provide a method for measuring the waist of a light beam in which the focus sensor of the optical head can be easily set to the optimum position. Means for Solving] In the optical beam waist measurement method according to the present invention,
A plurality of slits are tilted with respect to the direction perpendicular to the optical axis of the laser beam emitted from the optical head, and the laser beam is passed through all of these slits, and the passing laser beam is received by the sensor. The beam waist is measured by differentiating the output and detecting the peak of the differential output.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の一実施例金示した図面全参照して１本発
明の詳細な説明する。Next, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to all the drawings showing one embodiment of the present invention.

第１図を参照すると、光学ヘッド１０の対物レンズ１１
から出射されたレーザビーム１２の光軸を横切るように
、透明円板５０が配置されている。Referring to FIG. 1, the objective lens 11 of the optical head 10
A transparent disk 50 is arranged so as to cross the optical axis of the laser beam 12 emitted from the laser beam 12 .

円板５０はわずかに面プレ金もって回転し、その上に中
心から放射状にかつ等間隔に多数の不透明反射膜を設け
ることによってスリット５１が形成されている。レーザ
ビーム１２はスリブｌ−５１ｉ通過してセンサ６０によ
って受光され、また一部は反射されて光学ヘッド１０に
戻シフオーカスセンサ１０１に達する。センサ６０には
微分器７０が、フォーカスセンサ１０１には差動アンプ
８０がそれぞれ接続されておシ、オシロスコープ９０で
両出力を観測する〇第２図に示す：うに、レーザビーム１２會横切る円板が
わずかに面ズレ金持っているので、円板上のスリット５
０１，５０２，５０３，５０４および５０５がそれぞれ
Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤおよびＥ’ｔ−横切ることになる。セン
サ６０の出力全微分器７０を通すことにより、第３図に
示すような出力微分波形２００が得られるが、この波形
中で最も短かい時間でレーザビームが切断されるところ
、すなわち微分波形ピーク部２１０が最小ビームウェス
トであり、第４図の波形の時間幅Δｔ、全測定し、これ
にビーム通過部分の円板周速ｖｉ乗することにより、従
来例と同様にビームウェスト径が算出できる。The disk 50 is rotated with a slight flattening, and slits 51 are formed thereon by providing a large number of opaque reflective films radially from the center at equal intervals. The laser beam 12 passes through the sleeve l-51i and is received by the sensor 60, and a portion thereof is reflected back to the optical head 10 and reaches the shift focus sensor 101. A differentiator 70 is connected to the sensor 60, a differential amplifier 80 is connected to the focus sensor 101, and both outputs are observed with an oscilloscope 90. has a slight surface misalignment, so slit 5 on the disc
01, 502, 503, 504 and 505 will intersect A, B, C, D and E't- respectively. By passing the output of the sensor 60 through the total differentiator 70, an output differential waveform 200 as shown in FIG. Section 210 is the minimum beam waist, and the beam waist diameter can be calculated in the same way as in the conventional example by measuring the entire time width Δt of the waveform in FIG. .

更に、この波形観測時に、第３図に示すように、光学ヘ
ッドに設けられたナイフェツジ法等によるフォーカスセ
ンサの出力全差動アンプ通過後のフォーカスエラー信号
３００と合わせて見ることにより、フォーカスセンナの
設定の最適位置をビームウェストと同時に目視確認でき
るため、微分波形のピーク値に合わせることが容易に高
精度にできる。Furthermore, when observing this waveform, as shown in FIG. 3, by observing it together with the focus error signal 300 after passing through a fully differential amplifier, which is the output of the focus sensor using the Knifetzge method installed in the optical head, the focus sensor can be determined. Since the optimal setting position can be visually confirmed at the same time as the beam waist, it is easy to match the peak value of the differential waveform with high precision.

本実施例で用いた円板の代りに、板状物を用い傾斜させ
て直線運動させることによっても、ビームウェスト全測
定できる。The entire beam waist can also be measured by using a plate-like object instead of the disk used in this embodiment and moving it in a tilted manner in a straight line.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

このように本発明によれば、レーザビームのビームウェ
ストの最小位置に正確にナイフェツジ等で会わせる必要
がなく、スリッＩ−’Ｉ：有する透明な円板５０をビー
ムクエスト最小位置付近に概略合わせる事のみで正確な
ビームウェスト最小位置に高精度に設定可能である０As described above, according to the present invention, it is not necessary to precisely match the minimum position of the beam waist of the laser beam with a knife etc., and the transparent disc 50 having the slit I-'I can be roughly aligned near the minimum position of the beam quest. The minimum beam waist position can be set with high precision by simply

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

＠１図は本発明の一実施例の概略碧視図、第２図は本実
施例の動作？説明する図、第３図および第４図は本笑艶
例における各部のイぎ号波形図、第５図は従来例の概略
側面図である。１・・・・・・ナイフェツジ、２・・・・・・モニタセ
ンサ、１０・・・・・・光学ヘッド、１１・・・・・・
対物Ｖンズ、１２・・・・・・レーザビーム、５０・・
・・・・円板、５１・・・・・・スリット、６０・・・
・・・センサ、７０・・・・・・微分器、８０・・・・
・・差動アン７’、９０・・・・−・オシロスコープ、
１０１・・・・・・フォ代理入　弁理士　　円　　原　
　　　廿（、第１　凹メ２第　２　図１ネ　ｉ　図@Figure 1 is a schematic perspective view of one embodiment of the present invention, and Figure 2 is the operation of this embodiment? The explanatory diagrams, FIGS. 3 and 4, are waveform diagrams of various parts in this glossy example, and FIG. 5 is a schematic side view of the conventional example. 1... Naifetsuji, 2... Monitor sensor, 10... Optical head, 11...
Objective lens, 12... Laser beam, 50...
...Disc, 51...Slit, 60...
...sensor, 70...differentiator, 80...
・・Differential antenna 7', 90・・・・Oscilloscope,
101...... Patent attorney Yen Hara as agent
廿(、1st concave 2nd 2nd figure 1 ne i figure

Claims (4)

Translated fromJapanese

【特許請求の範囲】[Claims]（１）光学ヘッドから出射されたレーザビームの光軸と
垂直な方向に対して傾斜して設けられた複数個のスリッ
ト中を、前記レーザビームを通過させ、通過レーザビー
ムをセンサで受光し、受光出力を微分し、微分出力のピ
ーク部を検出することによって、前記レーザビームのビ
ームウェストを測定する光ビームウェスト測定方法。(1) passing the laser beam through a plurality of slits provided at an angle with respect to a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam emitted from the optical head, and receiving the passing laser beam with a sensor; An optical beam waist measurement method for measuring the beam waist of the laser beam by differentiating the received light output and detecting a peak portion of the differential output.（２）前記複数個のスリットが、わずかに面ブレをもっ
て回転する透明円板上に、中心から放射状にかつ等間隔
に多数の不透明反射膜を設けることによって形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
光ビームウェスト測定方法。(2) A patent characterized in that the plurality of slits are formed by providing a large number of opaque reflective films radially from the center at equal intervals on a transparent disk that rotates with slight surface wobbling. A method for measuring a light beam waist according to claim (1).（３）前記光学ヘッドに設けられたフォーカスセンサ出
力を併用してビームウェストを測定することを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の光ビームウェスト測
定方法。(3) The optical beam waist measurement method according to claim (1), characterized in that the beam waist is measured using an output from a focus sensor provided in the optical head.（４）前記複数個のスリットが、前記レーザビームの光
軸に垂直な方向に傾斜し直線運動をする板状体上に設け
られていることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の光ビームウェスト測定方法。(4) Claim (1) characterized in that the plurality of slits are provided on a plate-shaped body that tilts in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam and moves linearly. Light beam waist measurement method described.