回折ビームスプリッタ[ 1] [2] （マルチスポットビームジェネレータまたはアレイビームジェネレータとも呼ばれる）は、入力ビームを複数の出力ビームに分割する単一の光学素子である。[3]各出力ビームは、サイズ、偏光、位相など、入力ビームと同じ光学特性を保持する。回折ビームスプリッタは、素子上の回折パターンに応じて、1次元ビームアレイ（1xN）または2次元ビームマトリックス（MxN）のいずれかを生成できる。回折ビームスプリッタは、レーザービームなどの単色光で使用され、出力ビーム間の特定の波長と分離角度に合わせて設計されている。
アプリケーション
通常、回折型ビームスプリッターは集光レンズと組み合わせて使用され、出力ビームアレイはレンズから所定の距離（「作動距離」と呼ばれる）にある平面上に集光スポットのアレイを形成します。レンズの焦点距離とビーム間の分離角によって、集光スポット間の分離距離が決まります。このシンプルな光学構成は、主に以下のよう な高出力レーザー研究および産業用途で使用されています。
- レーザースクライビング（太陽電池）
- ガラスダイシング（LCDディスプレイ）
- 穿孔（タバコのフィルター）
- ビームサンプリング[4]（電力監視と制御）
- 3Dモーションセンシング[5]（例）
- 医療・美容用途（皮膚治療）[6]
設計原則
動作原理は、光の波動性とホイヘンスの原理（回折も参照）に基づいています。ビームスプリッターの回折パターンの設計は、回折格子と同じ原理に従い、基板表面に繰り返しパターンをエッチングします。エッチングパターンの深さは、おおよそ光の波長と同程度で、調整係数は基板の屈折率に関連します。エッチングパターンは「周期」、つまり周期的に繰り返される同一のサブパターン単位で構成されています。周期の幅dは、格子方程式に従って、出力ビーム間の分離角θと関連しています。
m は回折ビームの次数を表し、ゼロ次出力は単に入力ビームの回折されていない継続になります。
格子方程式は出力ビームの方向を決定しますが、ビーム間の光強度分布は決定しません。光強度分布は単位周期内のエッチングプロファイルによって定義され、これにはデューティサイクルの異なる複数（2つ以上）のエッチング遷移が含まれる場合があります。
1 次元回折ビームスプリッターでは回折パターンは線形ですが、2 次元要素では複雑なパターンになります。
製造プロセスについては、リソグラフィを参照してください。
参考文献
- ^ 回折格子とその応用、ローウェン、エルウィン・C.、ポポフ、エフゲニー. マルセル・デッカー社、1997年。
- ^ デジタル回折光学：平面回折光学と関連技術入門、Bernard C. Kress、Patrick Meyrueis、2005年。
- ^ 回折光学 - 設計、製造、テスト、O'Shea、Suleski、Kathman、Prather、2004年、p.83
- ^ 「ビームサンプラー」（PDF） . 2012年3月20日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2011年8月30日閲覧。
- ^ ゼロ次低減のための光学設計（特許）
- ^ 回折光学素子を用いたフラクショナルレーザー皮膚治療
外部リンク
- HOLOOR 回折ビームスプリッター
- 回折ビームスプリッターの開発を紹介するビデオ。IFTA
- ビデオ。回折スプリッターを通した光伝播シミュレーション
