JP4109544B2

JP4109544B2 - 光線の横断面を形成させるための光線形成装置と、縦長の横断面を有する、長く伸びたレーザ光源からの出射光を光ファイバに入力させるための装置

Info

Publication number: JP4109544B2
Application number: JP2002564649A
Authority: JP
Inventors: ミイハイロフ，アレクセイ
Original assignee: Limo Patentverwaltung GmbH and Co KG
Current assignee: Focuslight Germany GmbH
Priority date: 2001-02-10
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: ATE321291T1; DE10106155A1; EP1384105A2; WO2002065190A3; DE50206138D1; US6816318B2; WO2002065190A2; US20040114861A1; JP2004522998A; EP1384105B1

Description

発明の詳細な説明

本発明は、光線分割手段と、光線偏向手段と、光線結合手段とを備えた少なくとも１つの光線形成ユニットを有する、光線の横断面を形成するための光線形成装置に関し、前記光線分割手段は、光線形成ユニットに当たる光線を２つの部分光線に分割することが可能であり、光線偏向手段は、部分光線の少なくとも一方を光線結合手段へと向けて変更させることが可能であり、そして光線結合手段は、光線形成ユニットから出射する光線の横断面が光線形成ユニットに入射する光線の横断面と比べて、第１の方向においては小さくなり、かつこの方向に垂直な第２の方向においては大きくなるように、両方の部分光線を結合させることが可能である。さらに本発明は、縦長の横断面を有する、長く伸びたレーザ光源から出てくる光線を光ファイバに入力させるための装置に関し、この装置は、レーザ光源と、光線方向において該レーザ光源の後方に配置されたコリメーティングユニットと、上述した種類の光線形成装置と、該光線形成装置の後方に配置された集光ユニットとを含み、該集光ユニットは、該ユニットに当たる光線を光ファイバに集光させることが出来る。

上述した種類の光線形成装置と上述した種類の装置は、ドイツ特許ＤＥ１９５３７２６５Ｃ１によって知られている。その中に記述された光線形成装置の実施形態において、光線分割手段として偏菱形プリズム対が使用されていて、該偏菱形プリズム対は、当たる光線を２つの部分光線に分離する。光線偏向手段としてしかるべき部分光線経路内に組み込まれた２つの半立方体プリズムが用いられ、偏菱形プリズム対と半立方体プリズムとの間での部分光線の、この光線形成ユニット内での比較的長い進行距離に基づいてそれぞれ１つのレンズが配置されている。光線結合手段として第５のプリズムが用いられ、該プリズムは、これに当たる部分光線を偏向させ、そして再び結合させる。

この種の光線形成ユニットの短所は、全部で７つの部品が使用されていることであって、個々の部分光線の各々は、光学要素の、場合によっては一部吸収する８つの表面を通過し、そして上述の要素の、場合によっては１００％は反射しない２つの表面で反射される。多くの表面で透過、あるいは反射されねばならないことから、透過、あるいは反射に関してこれらの表面を然るべくコーティングするために比較的大きな手間を掛けねばならない。とりわけこれらの光線形成ユニットのうちの複数が相前後して取り付けられる場合に、この種の光線形成装置の効率はよくない。さらに多数の部品が使用されているために、並びにコーティング手間が大きいために、このような光線形成ユニットは極めて高コストになる。

当初述べた種類の装置は、一般にはたとえばレーザダイオードブロックから出るレーザ光線を光ファイバに向けて収束させねばならないときに必ず用いられる。とりわけラインの長さにわたって離間されて配置された個々の放出中心と、遅軸方向と速軸方向において異なるダイバージェンスとを有するほぼ線状のレーザ光源に基づいて、レーザダイオードブロックから発せられる、ほぼ線状の横断面を有するレーザ光を何度も形成、あるいは結合させ、その結果、ほぼ正方形状横断面を有するレーザ光線を生じさせ、次にこのレーザ光線を光ファイバに集光させるために、当初述べた種類の光線形成装置を使用することが有意義であることが証明されている。この種の装置の効率と経済性は、その中に使用されている光線形成装置の効率と経済性とから当然のこととして得られる。

本発明の根底になっている課題は、当初述べた種類の光線形成装置と、当初述べた種類の装置とを生み出すことであって、これらの光線形成装置と装置は、高効率で、しかも低コストで製造されている。

このことは、光線形成装置に関しては請求項１記載の特徴によって、そして装置に関しては請求項１５に記載された、請求項１から請求項１４のうちのいずれからの特徴を有する光線形成装置の選択によってそれぞれ達成される。

請求項１に従えば、光線結合手段は、光線分割手段としても用いられ、部分光線の一方だけが、光線偏向手段によって偏向させられるのに対して、他方の部分光線は、光線結合手段に直接当たる。この種の措置によって個々の部分光線の透過、あるいは反射の回数が劇的に低減させられる。さらに本発明に基づく光線形成ユニットは、理想的な場合には２つの個々の光学部品によって構成されているのに対して、従来の技術では同じ機能に関して７つの部品が必要である。とりわけ部分光線の一方は、別の光学部品を透過することなしに直接、光線結合手段に当たり、その結果、この部分光線に関しては透過、あるいは反射の回数が最小限にされている。有利なことに第２の部分光線は、光線を分割するために光線結合手段および光線分割手段として用いられる部品を妨げられずに通過し、そして光線偏向手段によって光線結合手段として用いられる、光線結合手段および光線分割手段として用いられる部品の機能部分に向けて偏向される。この措置によっても第２の部分光線の透過と反射の各回数が最小限にされる。

光線結合手段は、互いにある角度をなしている２つのミラー面を有していることが好ましく、光線結合手段によって結合される部分光線の各々は、ミラー面の１つで反射することが可能である。とりわけミラー面が光線結合手段の外面である場合には、部分光線の各々は、この部品のもとで１回反射させられるだけであって、追加的な透過を経験しない。

本発明の１つの望ましい実施形態に従えば、光線結合手段として、そして同時に光線分割手段として、１つのプリズムが設けられ、部分光線を反射させるミラー面は、このプリズムの鏡面加工されたプリズム面として形成されているのが望ましい。このようなプリズムは、同時に光線結合手段および光線分割手段として用いられる部品の、明らかに簡単で、しかもそれにもかかわらず効率的な実施形態を表している。

有利なことに、光線分割手段として、並びに光線結合手段として用いられるプリズムは、二等辺直角三角形として形成された底面を有してもよく、ミラー面は、底面の、直角を挟む２辺の間で延伸しているところのプリズム面であって、その結果、ミラー面は、互いに９０°の角度をなしている。この種の直角プリズムを選ぶことによって最も簡単な方法で所望の光線結合機能を実現することが可能であり、すなわち該プリズムにおいて９０°の角度を挟んで向かい合っている両方のミラー面は、逆方向からプリズムへと向かう部分光線に対して４５°、あるいは−４５°の角度で指向されている。

光線分割手段として、あるいは光線結合手段として用いられるプリズムは、光線形成ユニットに当たる、形成されるべき光線が光線の伝播方向に対して実質的に垂直になっている第１の方向において２等分されるように光線形成ユニット内に配置することが可能であり、この２等分によって生じる２つの部分光線の一方が、プリズムを通り過ぎて光線分割手段に当たり、そしてこの２等分によって生じる２つの部分光線の他方が、両方のミラー面のうちの第１のミラー面に当たり、このミラー面によって光線形成ユニットを出る光線の方向に反射させられる。プリズムのもとでの光線の、この２等分によって両方の部分光線のうちの第１の部分光線は、全部の光線形成ユニット内において最終的に両方のミラー面のうちの第１のミラー面で１回の反射だけを経験し、そして透過を経験しない。他方の部分光線は、光線偏向手段の選択に応じて光線偏向手段のもとで２回から４回の反射、あるいは透過を経験し、そして第２のミラー面のもとで正確に１回の反射を、そして光線分割手段のもとでも、また光線結合手段のもとでも追加の透過を経験しない。この方法で透過と反射の回数が最小限にされると同時に、本発明に基づく光線形成装置の極めて低廉な構造が得られる。

光線分割手段として、あるいは光線結合手段として用いられるプリズムは、光線形成ユニットに当たる光線がミラー面として形成されている両方のプリズム面を互いに結合しているところのプリズム面に対して平行に進むように光線形成ユニット内に配置することが可能である。これによって形成すべき光線を然るべく調整する際に光線の一方の半分が第１のミラー面に当たり、そして光線の他方の半分が光線偏向手段へと向かう方向においてプリズムを通り過ぎ、光線の一部が追加の縁部などで吸収されたり、制御できないように反射されたりしないことが保証される。

光線分割手段として、あるいは光線結合手段として用いられるプリズムを通り過ぎる部分光線は、伝播方向においてプリズムの後方で光線偏向手段に当たり、該偏向手段は、部分光線が伝播方向と反対の方向において第２のミラー面に当たり、そして該第２のミラー面によって光線形成ユニットを出る光線の方向へと反射させられるように部分光線を偏向させることを見込むことが可能である。この方法で本発明に基づく光線形成装置、あるいは光線形成ユニットの比較的コンパクトな構造が得られる。

本発明の１つの望ましい実施形態に従えば、光線偏向手段は結像手段として製造されていて、該結像手段は、これに当たる部分光線を第２のミラー面に１：−１で結像させる。この種の結像によって両方の部分光線が光線結合手段によって最適に結合されることが達成される；その理由は、両方の部分光線の間でダイバージェンスが現れないか、あるいはほとんど異ならないダイバージェンスが現れるためである。

有利なことに、結像ユニットは実質的に平凸レンズの形状を有してもよく、部分光線は、凸レンズ面を通って結像ユニットに入射することができ、そして鏡面加工されているのが望ましい平坦な面で反射され、そして凸レンズ面から光線結合手段の第２のミラー面へと向かう方向に出射することができる。この方法で偏向、およびそれと結び付いている１：−１結像は、２回の透過と１回の反射によって実現され、その結果、全体として光線横断面の非常に効果的な形成が行われる。

本発明の１つの好ましい実施形態に従えば、光線偏向手段はプリズムとして形成されていて、該プリズムに当たる部分光線をプリズムによって伝播方向と反対の方向において光線結合手段の第２のミラー面に向けて偏向させることができる。光線偏向手段としてのプリズムの選択は、とりわけ光線横断面が非常に拡大されている場合に打ってつけである；その理由は、光路内にプリズムを取り付けることによって、レンズなどの場合においてそうであるように追加的な結像誤差が生じないためである。

偏向手段として用いられるプリズムは、二等辺直角三角形として形成された底面を有してもよく、該プリズムに入射する部分光線は、この三角形の底辺を互いに結合しているプリズム面を通って垂直に通過し、そして他の両方のプリズム面の各々のもとで実質的に４５°の角度のもとで反射させられ、部分光線が反射する両方のプリズム面は、鏡面加工されているのが望ましい。このように形成された光線偏向手段の特徴は、高い機能性を有する極めて簡単で、低廉な構造である。

有利なことに、光線形成装置は、１つ以上の光線形成ユニット、とりわけ３つ、またはそれ以上の光線形成ユニットを含んでもよく、該光線形成ユニットは、各々の光線形成ユニットにおける光線の横断面が第１の方向において縮小され、そして第１の方向に対して垂直な第２の方向において拡大されるように相前後して配置されている。１つの光線形成ユニットから、あるいは複数の光線形成ユニットのうちの１つの光線形成ユニットから出てくる光線の横断面は、１つの光線形成ユニットに、あるいは複数の光線形成ユニットのうちの１つの光線形成ユニットに入射する光線の横断面と比べて第１の方向において半減され、そして該第１の方向に対して垂直な第２の方向において２倍にされている。たとえばこの種の４つの光線形成ユニットを前後して配置することによって光線は、第１の方向において１６倍圧縮され、そして該第１の方向に対して垂直な第２の方向において１６倍に伸張されることになる。これによってこのような光線形成装置は、とりわけレーザダイオードブロックから出てくるレーザ光線を光ファイバに入力させるための、当初述べた装置に適している。

本発明のその他の特徴および長所は、添付の図面を参考にした上で以下の記述と、望ましい実施例とに基づいて明らかになる。

図１ａと図１ｂから本発明による光線形成装置が明らかであって、光線形成装置は、光線形成ユニット１を含み、光線形成ユニットは、プリズムとして製造されている光線分割・結合手段２と、結像ユニットとして製造されている光線偏向手段３とから構成されている。光線形成ユニット１によって形成されるべき光線５の横断面４は、図１ｃに示されている。光線形成ユニット１によって形成されるべき光線７の横断面６は、図１ｄに示されている。

図１ａと図１ｂとから明らかなように、光線形成ユニット１に当たる光線５は、比較的幅の広い、平坦な横断面４を有している。プリズムは、形成されるべき光線５がプリズムによって同じ幅の２つの部分光線８と９に分割されるように配置されている。図１ａにおいて部分光線８は、プリズムの下を通過するのに対して、部分光線９は、形成されるべき入射光線５の方を向いた、プリズムの側面に当たる。プリズムは、二等辺直角三角形として形成された２つの底面１１と、３つの矩形プリズム面とを有している。これらのプリズム面のうち２つは、鏡面加工されていて、そしてそれによってミラー面１０，１２を形成していて、該ミラー面は、部分光線８，９を反射させることができる。ミラー面１０，１２は、それぞれ底面１１の、直角を挟む辺の結合面であり、そしてそれによって頂線１５に沿って互いに直角をなしている。

プリズムの底面１１の底辺は、図１ａと図１ｂに示された座標系においてＺ方向に延伸し、その結果、部分光線９の方を向いたミラー面１０が、Ｙ方向に対して４５°の角度で指向されていて、その結果、Ｚ方向に進む部分光線９は、ミラー面１０での反射によってＹ方向に偏向させられる。

図１ａにおいてプリズムの下部底面１１を通過する部分光線８は、図１ａにおいてＺ方向においてプリズム２の後方に配置されている結像ユニットに入る。結像ユニットは、図に示された実施例において球面状、あるいは軽度に非球面状の平凸レンズとして製造されていて、プリズムの方を向いた前方の凸レンズ面１３と、プリズムに背を向けた平坦な鏡面加工された面１４とを有している。図１ａから明らかなように、部分光線８は、レンズ面１３を通って結像ユニットに入り、そして、鏡面加工された面１４で反射し、該部分光線がＸ方向にシフトされて再びレンズ面１３から出て、プリズムの第２のミラー面１２に当たる。部分光線８は、図１ｂに示すように、垂直面、あるいはＹ方向に対して４５°の角度のもとでミラー面１２が配向されていることから、上方のＹ方向に偏向させられる。

結像ユニットによって部分光線８が１：−１で結像される。とりわけこのためには図１ａに示されているような装置が有意義であって、該装置においてプリズムの頂線１５は、結像ユニットのミラー面１４に対して平行に指向されていて、そして頂線１５から結像ユニットのレンズ面１３の最前部の箇所までの距離は、レンズ面１３の焦点距離Ｌ２に等しい。同時に結像ユニットの厚み、すなわちレンズ面１３の最前部の箇所鏡面加工された面１４との間の距離は大きさＬ１に等しく、この大きさは、Ｌ２と、結像ユニットが製造されている媒質の屈折率との積に相当する。

図２から本発明に基づく光線形成装置の別の実施形態を示す。この実施形態においては、光線形成ユニット１６が使用されていて、光線形成ユニット１６は、第１のプリズムとして製造された光線分割・結合手段２と、第２のプリズムとして製造された光線偏向手段１７とによって構成されている。図２ａと図２ｂにおいて図１と同じ部品には同じ参照符号が付されている。光線形成ユニット１６においては図１の結像ユニットの代わりに第２のプリズムが設けられている。このプリズムは、同じく直角プリズムである、すなわち９０°の頂角を有するプリズムである。このプリズムは、底面１８がＸＺ平面内にあり、第２のプリズムの頂線１９が、第１のプリズムの反対側に配置されていて、しかもＺ方向において第１のプリズムの、図２ａに示された下部境界部と正確に一直線状になっているように設けられている。

図２に示すように、部分光線８は底面１８を互いに結合しているプリズム面を通って第２のプリズムに入り、そこで該部分光線は、鏡面加工されたプリズム面２０，２１で反射し、該光線がプリズムへと向かう方向において底面１８から出て、そして部分光線９と同様に第１のプリズムのミラー面１２のもとでＹ方向に反射する。図２による実施形態を、判りやすくするために図４において斜視図で示す。

図３に示すように、該光線形成装置は、４つの光線形成ユニット２２，２３，２４，２５を含んでいる。光線形成ユニット２２，２３，２４，２５は、それぞれ同じユニットであって、これらのユニットは、図２の光線形成ユニット１６と同じである。これらの光線形成ユニット２２，２３，２４，２５の各々は、第１のプリズムと第２のプリズムとを含んでいて、これらのプリズムは、光線分割・結合手段２と光線偏向手段１７を形成している。

模式的に点として示された、レーザダイオードブロックとして製造されているレーザ光源２６から出る光は、円柱レンズとして製造されたコリメーティングユニット２７を通過したあと第１の光線形成ユニット２２に当たる。この光線形成ユニットにおいて光線の横断面は、図１ｃと図１ｄにあるように変化する。そのあと光線は、別の光線形成ユニット２３，２４，２５に順に当たり、そこでそれぞれ光線の横断面は、然るべく変化させられる。光線は、各々の光線形成ユニット２２，２３，２４，２５内でその幅が２分の１になり、そしてその高さが２倍になることから、光線は第４の光線形成ユニット２５を通過したあとその幅が１６分の１になり、そしてその高さが１６倍になる。これは、図３において模式的に示されている。最後の光線形成ユニット２５を出たあと光線は、実質的に球面レンズとして製造された集光ユニット２８に当たり、そして該集光ユニットによって光線は、光ファイバ２９に入力させることができる。

図１ａは本発明に基づく光線形成装置の略図を示し、図１ｂは図１ａの矢印Ｉｂによる光線形成装置の図を示し、図１ｃは光線形成装置を用いて形成すべき光線の横断面の略図を示し、図１ｄは光線形成装置によって形成されるべき光線の横断面の略図を示す。図２ａは本発明に基づく光線形成装置の別の実施形態の略図を示し、図２ｂは図２ａの矢印ＩＩｂについての図面を示す。レーザ光源と、ガラスファイバと、然るべき集光レンズとを有する、本発明に基づく光線形成装置の別の実施形態の略図を示す。図２による実施形態の斜視図を示す。

Claims

光線分割手段（２）と、光線偏向手段（３，１７）と光線結合手段（２）とを備えた少なくとも１つの光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）を有する、光線（５，７）の横断面（４，６）を形成するための光線形成装置であって、
前記光線分割手段（２）は、光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）に当たる光線（５）を２つの部分光線（８，９）に分割することができ、光線偏向手段（３，１７）は、部分光線（８，９）の少なくとも一方を光線結合手段（２）に向けて偏向させることができ、そして光線結合手段（２）は、光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）から出射する光線（７）の横断面（６）が光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）内に入射する光線（５）の横断面（４）と比べて第１の方向（Ｘ）において小さくなり、この方向に垂直な第２の方向（Ｙ、Ｚ）において大きくなるように両方の部分光線（８，９）を結合させることができる光線形成装置において、
前記光線結合手段（２）は、光線分割手段（２）としても用いられ、部分光線の一方（８）だけが、光線偏向手段（２，１７）によって偏向させられるのに対して、他方の部分光線（９）は、光線結合手段（２）に直接当たり、
前記光線結合手段（２）は、２つのミラー面（１０，１２）を有し、該ミラー面は、互いにある角度をなし、光線結合手段によって結合された部分光線（８，９）の各々は、ミラー面（１０，１２）のいずれかで反射することができることを特徴とする光線形成装置。
光線結合手段（２）として、および同時に光線分割手段（２）として１つのプリズムが設けられていて、部分光線（８，９）を反射させるミラー面（１０，１２）は、このプリズムの鏡面加工されたプリズム面として形成されていることが好ましいことを特徴とする、請求項１記載の光線形成装置。
前記光線分割手段（２）として、および光線結合手段（２）として用いられるプリズムは、直角二等辺三角形として形成されている底面（１１）を有し、ミラー面（１０，１２）は、それぞれ底面（１１）の、直角を挟む辺の間で延伸しているプリズム面であって、その結果、ミラー面（１０，１２）は、互いに９０°の角度をなしていることを特徴とする、請求項２記載の光線形成装置。
前記光線分割手段（２）として、あるいは光線結合手段（２）として用いられるプリズムは、光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）に当たる、形成されるべき光線（５）が光線（５）の伝播方向（Ｚ）に対して実質的に垂直になっている第１の方向（Ｘ）において２等分されるように光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）内に設けられ、この２等分によって生じる２つの部分光線の一方（８）が、プリズムを通り過ぎて光線分割手段（３）に入り、そしてこの２等分によって生じる２つの部分光線の他方（９）が、両方のミラー面のうちの第１のミラー面（１０）に当たり、このミラー面によって光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）を出る光線（７）の方向（Ｙ）に反射させられることを特徴とする、請求項２または３に記載の光線形成装置。
前記光線分割手段（２）として、あるいは光線結合手段（２）として用いられるプリズムは、光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）に当たる光線（５）がミラー面（１０，１２）として形成されている両方のプリズム面を互いに結合しているプリズム面に対して平行に進むように光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）内に配置されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光線形成装置。
前記光線分割手段（２）として、あるいは光線結合手段（２）として用いられるプリズムは、両方のミラー面（１０，１２）が光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）によって形成されるべき光線（５）の伝播方向（Ｚ）と、４５°、あるいは−４５°の角度をなすように、光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）内に設けられることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の光線形成装置。
前記光線分割手段（２）として、あるいは光線結合手段（２）として用いられるプリズムを通り過ぎる部分光線（８）は、伝播方向（Ｚ）においてプリズムの後方で光線偏向手段（３，１７）に当たり、該偏向手段は、部分光線（８）が伝播方向（Ｚ）と反対の方向において第２のミラー面（１２）に当たり、そして該第２のミラー面によって光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）を出る光線（７）の方向（Ｙ）へと反射させられるように部分光線（８）を偏向させることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の光線形成装置。
前記光線偏向手段（３）は、結像手段として製造され、該結像手段は、これに当たる部分光線（８）を第２のミラー面（１２）に１：−１で結像させることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光線形成装置。
結像ユニットは、実質的に平凸レンズの形状を有し、部分光線（８）は、凸レンズ面（１３）を通って結像ユニット内に入射することができ、好ましくは鏡面加工されている平坦な面（１４）で反射され、凸レンズ面（３）から光線結合手段（２）の第２のミラー面（１２）へと向かう方向に出射可能であることを特徴とする、請求項８記載の光線形成装置。
光線偏向手段（１７）は、プリズムとして形成され、該プリズムに当たる部分光線（８）をプリズムによって伝播方向（Ｚ）と反対の方向において光線結合手段（２）の第２のミラー面（１２）に向けて偏向させることが可能であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光線形成装置。
前記偏向手段（１７）として用いられるプリズムは、直角二等辺三角形として形成されている底面（１８）を有することができ、該プリズムに入射する部分光線（８）は、この三角形の底辺を互いに結合しているプリズム面を通って垂直に通過し、そして他の両方のプリズム面（２０，２１）の各々において実質的に４５°の角度で反射し、部分光線（８）が反射する両プリズム面（２０，２１）は、鏡面加工されていることを特徴とする、請求項１０記載の光線形成装置。
前記光線形成装置は、１つ以上の光線形成ユニット（２２，２３，２４，２５）、とりわけ３つ、あるいはそれ以上の光線形成ユニット（２２，２３，２４，２５）を含み、該光線形成ユニットは、各々の光線形成ユニット（２２，２３，２４，２５）における光線の横断面が第１の方向において小さくなり、第１の方向に対して垂直な第２の方向において大きくなるように相前後して設けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光線形成装置。
１つの光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）から、あるいは複数の光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）のうちの１つの光線形成ユニットから出てくる光線（７）の横断面（６）は、１つの光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）に、あるいは複数の光線形成ユニット（１，１６，２２，２３，２４，２５）のうちの１つの光線形成ユニットに入射する光線（５）の横断面（４）と比べて第１の方向（Ｘ）において半減され、そして該第１の方向に対して垂直な第２の方向（ＸＺ）において２倍にされていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光線形成装置。
レーザ光源（２６）と、光線方向（Ｚ）において該レーザ光源の後方に配置されたコリメーティングユニット（２７）と、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光線形成装置と、該光線形成装置の後方に配置された、集光ユニットに当たる光線を光ファイバ（２９）に集光することが出来る集光ユニット（２８）とを含んでいる、縦長の横断面（４）を有する、長く伸びたレーザ光源（２２）から出てくる光線（５）を光ファイバ（２９）に入力させるための装置。