【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及向对象物上照射调制光束的光学装置、以及具备该光学装置的三维造型装置。相关申请的参照本申请主张2022年8月17日申请的日本专利申请jp2022-129836的优先权的利益，并将该申请的全部公开内容引入本申请。
技术介绍
1、近年来，使用通过对金属粉末或树脂粉末等造型材料照射调制后的激光并使造型材料烧结来进行三维造型的sls(selective laser sintering：选择性激光烧结成形)式的三维造型装置。在该三维造型装置中，要求提高生产率，作为其方法，例如，研究了通过使用光调制器形成线状的图案光，能够一次照射多个光斑。此时，在用于形成图案光的光调制器中，为了确保向造型材料照射的激光的功率密度(即，每单位面积的光强度)，有时会照射功率密度高的光。此时，若将强度分布为高斯分布的激光照射到光调制器，则调制器的调制面中的峰值强度(即最大强度)过大，光调制器有可能损伤。
2、因此，在日本特开2021-165769号公报(文献1)的三维造型装置中，提出了通过将入射至光调制器的激光的强度分布通过平顶光束整形器平坦地整形，在不损伤光调制器的情况下而增大向光调制器的投入光量的方案。
3、然而，在文献1的三维造型装置中，在将由光调制器调制后的激光引导到对象物的投影光学系统中，设置有比较多的光学元件。例如，在该投影光学系统中，为了遮挡由光调制器调制后的激光中的非零级衍射光并仅将零级光引导到造型材料，在与光调制器相邻的位置设置柱面透镜，在该柱面透镜的聚光位置设置有遮光部。
4、另一方面，在这样的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种向对象物上照射调制光束的光学装置，简化投影光学系统的结构并增大向光调制器的投入光量。
2、本专利技术的优选的一个方式的光学装置具有：照明光学系统，将激光整形为在长轴方向上长的整形光束；光调制器，将所述整形光束调制为调制光束；以及投影光学系统，将所述调制光束引导到对象物的照射面。所述照明光学系统具有光束整形器和照明光学元件。所述照明光学系统构成为，通过对入射光的所述长轴方向上的强度分布从高斯分布进行变换，从而使所述光调制器的调制面中的所述整形光束的所述长轴方向的强度分布为平顶分布，并且将所述入射光以在所述长轴方向上作为平行光而在短轴方向上为会聚光的方式引导到所述光调制器。所述光调制器具备二维排列的多个调制要素，所述光调制器在所述长轴方向进行调制并且在所述短轴方向上不进行调制。所述投影光学系统具有：短轴侧遮光部，配置于从所述光调制器射出的短轴侧为会聚光的所述调制光束的短轴侧的聚光位置，并且遮挡所述调制光束的短轴侧的非零级衍射光；第一投影光学元件，使通过了所述短轴侧遮光部的所述调制光束在所述长轴方向上会聚；长轴侧遮光部，配置于所述第一投影光学元件对所述调制光束的长轴侧的聚光位置，并且遮挡所述调制光束的长轴侧的非零级衍射光；以及第二投影光学元件，使通过了所述长轴侧遮光部的所述调制光束在所述短轴方向上会聚并在所述照射面上聚光。所述调制面与所述照射面利用所述投影光学系统在所述长轴方向上光学共轭。
3、根据上述光学装置，能够简化投影光学系统的结构并且增大向光调制器的投入光量。
4、优选地，所述投影光学系统还具有位于所述短轴侧遮光部与所述第一投影光学元件之间的第三投影光学元件。通过了所述短轴侧遮光部的所述调制光束利用所述第三投影光学元件以及所述第一投影光学元件在所述短轴方向上成为平行光。所述第一投影光学元件在所述短轴方向上具有与所述长轴方向相同的焦点位置。所述短轴侧遮光部与所述照射面利用所述投影光学系统在所述短轴方向上光学共轭。
5、优选地，所述照明光学系统通过对所述激光的所述短轴方向上的强度分布从高斯分布进行变换，从而使所述调制面中的所述整形光束的所述短轴方向的强度分布也为平顶分布。
6、优选地，所述照明光学元件是一个透镜，在所述照明光学系统中，在所述光束整形器与所述光调制器之间不配置除了所述一个透镜以外的光学元件。
7、优选地，从所述光调制器射出的所述调制光束不经由其他光学元件而直接入射到所述短轴侧遮光部。
8、优选地，所述光调制器是plv。
9、优选地，所述光束整形器是使入射光在所述长轴方向以及所述短轴方向上以互不相同的发散角扩展的一个光学元件。
10、优选地，从所述照明光学系统射出的所述整形光束以规定的入射角倾斜地入射到所述调制面，被所述调制面调制并反射的所述调制光束入射到所述投影光学系统。
11、本专利技术也提供一种三维造型装置。本专利技术的优选的一个方式的三维造型装置具有：上述光学装置；激光光源，向所述光学装置射出所述激光；以及扫描部，其是被照射来自所述光学装置的所述调制光束的所述对象物，使对所述调制光束在造型材料上进行扫描。
12、优选地，所述扫描部具有检流计反射镜，所述检流计反射镜通过旋转来变更所述调制光束的行进方向。
13、上述目的以及其他目的、特征、方式以及优点通过参照添附的附图如以下那样进行的本专利技术的详细的说明而明了。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光学装置，向对象物上照射调制光束，其特征在于，
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，
3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，
4.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
5.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
6.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
7.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
8.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
9.一种三维造型装置，其特征在于，
10.如权利要求9所述的三维造型装置，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种光学装置，向对象物上照射调制光束，其特征在于，
2.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，
3.如权利要求1所述的光学装置，其特征在于，
4.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
5.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其特征在于，
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