(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザー接合検査、レーザー超音波検査、及び、レーザーピーニングのためのパルスストレッチング技術を提供する。【解決手段】レーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャー２０４と、フィードバックモジュール２０６と、レンズアセンブリ２０８とを含む。フィードバックモジュールは、第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成されるパルス遅延コンパレーター２１０を含む。また、フィードバックモジュール２０６は、パルス遅延コンパレーター２１０による比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整をパルスストレッチャーに適用してストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を変えるように構成されるコンピュータデバイスも含む。【選択図】図１
2020027107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーパルスを与えるように構成されるレーザー（202，302）と、
互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャー（204）であって、前記複数のパルスストレッチャー（204）は、前記レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャー（204）と、
フィードバックモジュール（206）であって、
前記レーザーパルスの第1のレーザーパルスと前記ストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較する、パルス遅延コンパレーター（502a）と、
（i）前記パルス遅延コンパレーターによる前記比較の結果に基づいて、前記複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャー（304a，304b，304c）に対する調整を決定し、（ii）前記調整を前記パルスストレッチャーに適用して前記ストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を変える、コンピュータデバイス（504）と、
を備える、フィードバックモジュール（206）と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスを出力するレンズアセンブリ（208）と、
を備えるレーザーシステム（102，602，702）。
【請求項２】
前記調整は、前記パルスストレッチャーによって導入される時間遅延に対する調整を含む、請求項1に記載のレーザーシステム。
【請求項３】
前記パルスストレッチャーは、閉じられた光学ループ（410）を確立する複数の反射面（408）を有する光学遅延コントローラー（406）を備え、前記調整を前記パルスストレッチャーに適用することは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータ（420）に調整させることを含む、請求項2に記載のレーザーシステム。
【請求項４】
前記パルス遅延コンパレーターは、前記第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成され、又は、前記パルス遅延コンパレーターは、前記第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
【請求項５】
前記フィードバックモジュールは、前記第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと前記第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される更なるパルス遅延コンパレーター（502b）を更に備え、前記コンピュータデバイスは、（i）前記更なるパルス遅延コンパレーターによる前記比較の結果に基づいて、前記複数のパルスストレッチャーの更なるパルスストレッチャー（304a，304b，304c）に対する調整を決定し、（ii）前記調整を前記更なるパルスストレッチャーに適用して前記第2のストレッチされたレーザーパルスの前記形状を更に変える、ように更に構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
【請求項６】
前記パルスストレッチャーは、前記レーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される2つのビーム分割素子（402a，402b）及び光学リングキャビティ（404）を備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
【請求項７】
前記第1のレーザーパルスが前記複数のパルスストレッチャーに入る前に前記第1のレーザーパルスのサンプルを前記パルス遅延コンパレーターに与える入力ビームスプリッタ（310）と、
前記第1のストレッチされたレーザーパルスのサンプルを前記パルス遅延コンパレーターに与える出力ビームスプリッタ（312）と、
を更に備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
【請求項８】
レーザーシステム（102，602，702）であって、
レーザーパルスを与えるレーザー（202，302）と、
互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャー（204）であって、前記複数のパルスストレッチャー（204）は、前記レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャー（204）と、
前記レーザーパルスの第1のレーザーパルスと前記ストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較に基づいて前記複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャー（304a，304b，304c）のパラメータを調整するフィードバックモジュール（206）と、
前記フィードバックモジュールが前記少なくとも1つのパルスストレッチャーの前記パラメータを調整した後に前記ストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるレンズアセンブリ（208）と、
を備えるレーザーシステム（102，602，702）と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスに対する前記ワークピースの応答を検出する検出器（104，604，704）と、
を備える検査システム（100，600，700）。
【請求項９】
前記第2のストレッチされたレーザーパルスを前記ワークピースへ方向付けるエンドエフェクタ（108，608，708）と、
前記エンドエフェクタの位置を調整する測位システム（106，606，706）と、
を更に備える請求項8に記載の検査システム。
【請求項１０】
前記パラメータは、前記少なくとも1つのパルスストレッチャーによって導入される時間遅延を含む、請求項8又は9に記載の検査システム。
【請求項１１】
前記少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループ（410）を確立する複数の反射面（408）を有する光学遅延コントローラー（406）を備え、前記少なくとも1つのパルスストレッチャーの前記パラメータを調整することは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータ（420）に調整させることを含む、請求項10に記載の検査システム。
【請求項１２】
前記複数のパルスストレッチャーは、前記レーザーパルスの前記パルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、請求項8から11のいずれか一項に記載の検査システム。
【請求項１３】
ワークピース接合ラインを検査するための方法（800）であって、
第1のストレッチされたレーザーパルスを得るために、直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップ（802）と、
前記第1のレーザーパルスと前記第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップ（804）と、
前記第1のレーザーパルスと前記第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較する前記ステップの結果に基づいて前記複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するステップ（806）と、
前記パラメータを調整する前記ステップの後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために、前記複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップ（808）と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスを前記ワークピース接合ラインへ送出するステップ（810）と、
前記第2のストレッチされたレーザーパルスに対する前記ワークピース接合ラインの応答を検出するステップ（812）と、
を含む方法（800）。
【請求項１４】
前記少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、前記パラメータを調整する前記ステップは、前記複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させるステップ（902）を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記応答に基づいて、前記ワークピース接合ラインの完全性を決定するステップ（1002）と、
前記ワークピース接合ラインの前記完全性の表示を与えるステップ（1006，1008）と、
を更に含む請求項13又は14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、非破壊試験に関し、より具体的には、レーザーを使用する非破壊試験のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な非破壊試験システムはレーザーを使用する。例として、レーザー接合検査システムは、レーザーを使用して、複合構造の接着接合の接合強度を評価する。複合構造内の接着接合の接合強度を評価するために、吸収オーバーレイと透明オーバーレイとを複合構造に設けることができる。このとき、レーザー接合検査システムは、透明オーバーレイを透過して吸収オーバーレイにより吸収されるパルスをレーザーに放出させることができる。吸収層による吸収は、複合構造に圧力を及ぼし、それにより、応力波を複合構造に押し入れる。レーザー接合検査システムは、接合が弱い場合には、応力波により接着接合を損なうようにパルスの強度を制御できるが、接着接合が十分に強い場合には、接着接合に影響を与えない。応力波により接着接合を損なう場合には、その不具合を複合構造の表面上に位置されるセンサによって検出できる。
【０００３】
レーザー超音波検査システムもレーザーを使用する。より具体的には、レーザー超音波検査システムは、レーザーを使用して、構造における層間剥離、介在物、ボイド、剥離などの欠陥を検出する。例えば、レーザー超音波検査システムは、構造の表面と接触するパルスをレーザーに放出させ、それにより、超音波を生成することができる。超音波は、その後、構造の内部の形態と相互作用して、構造の表面に伝播することができる。その後、レーザー超音波検査システムの検出器が超音波を測定することができ、また、レーザー超音波検査システムは、測定された超音波を解析して、構造の1つ以上の特性を決定することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一例では、レーザーシステムが記載される。レーザーシステムは、レーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーと、フィードバックモジュールと、レンズアセンブリとを含む。レーザーは、レーザーパルスを与えるように構成される。複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチし、ストレッチされたレーザーパルスを出力するように構成される。フィードバックモジュールは、パルス遅延コンパレーターとコンピュータデバイスとを含む。パルス遅延コンパレーターは、レーザーパルスの第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成される。コンピュータデバイスは、（i）パルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャーに対する調整を決定し、（ii）その調整をパルスストレッチャーに適用してストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を変えるように構成される。レンズアセンブリは、第2のストレッチされたレーザーパルスを出力するように構成される。
【０００５】
別の例では、検査システムが記載される。検査システムは、レーザーシステムと検出器とを含む。レーザーシステムは、レーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーと、フィードバックモジュールと、レンズアセンブリとを含む。レーザーは、レーザーパルスを与えるように構成される。複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチし、ストレッチされたレーザーパルスを出力するように構成される。フィードバックモジュールは、レーザーパルスの第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較に基づいて複数のパルスストレッチャーの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するように構成される。レンズアセンブリは、フィードバックモジュールが少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整した後にストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるように構成される。検出器は、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピースの応答を検出するように構成される。
【０００６】
別の例では、ワークピース接合ラインを検査する方法が記載される。方法は、第1のストレッチされたレーザーパルスを得るために、直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップを含む。また、方法は、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップも含む。加えて、方法は、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するステップを含む。更に、方法は、パラメータを調整した後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップを含む。更にまた、方法は、第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピース接合ラインに送出するステップを含む。更にまた、方法は、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピース接合ラインの応答を検出するステップを含む。
【０００７】
論じられてきた特徴、機能、及び、利点は、様々な例において独立に達成され得る、或いは、更なる他の例において組み合わされてもよく、それらの更なる詳細は以下の説明及び図に関連して分かる。
【０００８】
例示的な実施例の特徴であると考えられる新規の形態が添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示的な例、並びにその好ましい使用形態、更なる目的、及び、その説明は、添付の図と併せて読むと、本開示の例示的な例の以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一例に係る検査システムを示す。
【図２】一例に係るレーザーシステムの概念図である。
【図３】一例に係るパルスストレッチャーを示す。
【図４】一例に係るフィードバックモジュールを示す。
【図５】一例に係る超音波検査システムを示す。
【図６】一例に係るレーザー接合検査システムを示す。
【図７】一例に係る方法のフローチャートを示す。
【図８】図7に示される方法と共に使用するための更なる工程を示す。
【図９】一例に係る別の方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、開示された例の全てではなく一部が示される添付の図を参照して、以下、開示される例について更に十分に説明する。実際には、幾つかの異なる例が提供される場合があり、これらの例は、本明細書中に記載される例に限定されると解釈されるべきでない。むしろ、これらの例は、この開示が徹底的で且つ完全であって本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように与えられる。
【００１１】
本明細書中に記載されるのは、レーザーシステム、並びに、レーザーシステムを使用して構造を検査する又は他のタスクを実行するためのシステム及び方法である。レーザーシステムの一例は、レーザーパルスを与えるように構成されるレーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーとを含む。複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチし、ストレッチされたレーザーパルスを出力するように構成される。例えば、複数のパルスストレッチャーのうちの第1のパルスストレッチャーは、レーザーによって出力されるレーザーパルスを受信して、受信されたレーザーパルスよりも長いパルス幅を有するストレッチされたレーザーパルスを出力することができる。その後、複数のパルスストレッチャーのうちの第2のパルスストレッチャーが、ストレッチされたレーザーパルスを受信して更にストレッチすることができる。このプロセスは、複数のパルスストレッチャーの最後のパルスストレッチャーがストレッチされたレーザーパルスを出力するまで、複数のパルスストレッチャーにおけるそれぞれの更なるパルスストレッチャーによって繰り返され得る。その後、複数のパルスストレッチャーによって出力されるストレッチされたレーザーパルスをレンズアセンブリによって構造の表面へ方向付けることができる。
【００１２】
また、レーザーシステムは、複数のパルスストレッチャーによって出力されるストレッチされたレーザーパルスの形状を制御するように構成されるフィードバックモジュールを含むこともできる。フィードバックモジュールは、パルス遅延コンパレーターとコンピュータデバイスとを含むことができる。パルス遅延コンパレーターは、レーザーパルスのうちの第1のレーザーパルスと複数のパルスストレッチャーによりストレッチされた対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成され得る。また、コンピュータデバイスは、パルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整をパルスストレッチャーに適用するように構成され得る。
【００１３】
例えば、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するようにパルス遅延コンパレーターを構成することができ、また、調整は、パルスストレッチャーによって導入される時間遅延の調整を含むことができる。例えば、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとが閾値差を超える分だけ時間的に離間される場合、調整は、パルスストレッチャーによって導入される時間遅延の増大となり得る。パルスストレッチャーを調整した後、レーザーはその続のレーザーパルスを出力することができ、また、複数のパルスストレッチャーは、後続のストレッチされたレーザーパルスを出力することができ、その場合、後続のストレッチされたレーザーパルスの形状は、第1のストレッチされたレーザーパルスの形状とは異なる。
【００１４】
更に、コンピュータデバイスは、ストレッチされないレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスとを繰り返し比較し、目標パルス形状を得るためにパルスストレッチャーの調整を行うことができる。例えば、コンピュータデバイスは、ストレッチされたレーザーパルスが均一な正方形の形状を成す及び／又は所望のパルス幅を有するまで、パルスストレッチャーにより導入されるそれぞれの時間遅延の調整を行うことができる。
【００１５】
本明細書中に開示されるレーザーシステムは、レーザー接合検査のための所望の特性、すなわち、100ナノ秒程度のパルス幅及び5〜15ジュールのパルスエネルギーを有するレーザーパルスを生成することができる。従来のレーザー接合検査システムは、レーザービームを大型機械（例えば小型トラックのサイズである機械）全体にわたって及び光学キャビティと増幅器との複合システムを通じて経路付けることによってこれらの特性を有するレーザーパルスを生成する。結果として、レーザー接合検査システムのサイズ及びコストは、レーザー接合検査の広範な適用にとって法外である。本明細書中に開示されるレーザーシステムをレーザー接合検査システムのためのレーザー源として使用することにより、より単純で、より小さく、より費用効果が高いレーザー接合検査システムを構成でき、それにより、レーザー接合検査技術のより幅広い使用を促進することができる。パルスストレッチャーの存在により、システムは、比較的短いパルス幅（例えば、数ナノ秒、10ナノ秒、20ナノ秒など）を伴うレーザーパルスを与えるレーザーで動作できる。そのようなレーザーは、より長いパルス幅を伴うパルスを与えるレーザーよりもサイズが小さく費用効率が良くなり得る。
【００１６】
本明細書中に開示されるレーザーシステムを他のシステムで使用することもできる。例えば、本明細書中に開示されるレーザーシステムをレーザー超音波検査システム及びレーザーピーニングシステムで使用することができる。
【００１７】
以下、添付図面を参照して、これらのシステム及び方法の様々な他の形態について説明する。
【００１８】
ここで、図1を参照すると、図1は、一例に係る検査システム100を示す。図1に示されるように、検査システム100は、レーザーシステム102、検出器104、測位システム106、及び、エンドエフェクタ108を含む。レーザーシステム102及び／又は検出器104は、エンドエフェクタ108に結合され又はエンドエフェクタ108内に位置され得る。レーザーシステム102及び検出器104は、1つ以上の通信リンクによって互いに有線通信状態又は無線通信状態となることもでき、或いは、中央コンピュータデバイスと有線通信状態又は無線通信状態となることもできる。レーザーシステム102、検出器104、測位システム106、及び、エンドエフェクタ108は、共通の装置の構成要素となり得る。装置は携帯できる装置であってもよい。
【００１９】
レーザーシステム102は、レーザーパルスをワークピース110に対して出力するように構成され得る。ワークピース110は、接着接合を使用して接合される複合構造を含むことができる。ワークピースの1つの例は、航空機の翼又は航空機の胴体などの航空宇宙複合構造である。
【００２０】
前述の議論に沿って、レーザーシステム102は、レーザーパルスのパルスエネルギー及びパルス繰り返し率などのレーザーパルスの特性を制御するように構成され得る様々な構成要素を含むことができる。より具体的には、レーザーシステム102は、レーザー202、複数のパルスストレッチャー204、フィードバックモジュール206、及び、レンズアセンブリ208を含む。レーザー202、複数のパルスストレッチャー204、フィードバックモジュール206、及び、レンズアセンブリ208は、互いに近接して位置され得る。例えば、レーザー202、複数のパルスストレッチャー204、フィードバックモジュール206、及び、レンズアセンブリ208は、レーザーパルスがレーザー202から複数のパルスストレッチャー204、フィードバックモジュール206、及び、レンズアセンブリ208へ進むことができるようにベースに強固に取り付けられ得る。
【００２１】
レーザー202は、レーザーパルスを与えるように構成される。例えば、レーザー202は、エキシマレーザー又はネオジムガラスレーザーであってもよい。レーザーパルスのパルス幅は、所望の構成に応じて、数ナノ秒〜30ナノ秒程度の大きさまで変化させることができる。同様に、レーザーパルスのパルスエネルギーは、10分の1ジュール〜数十ジュールの範囲となり得る。1つの例では、レーザーパルスのパルス幅が10ナノ秒となり得、レーザーパルスのパルスエネルギーが50ジュールとなり得る。他の例では、レーザーパルスのパルス幅が15ナノ秒となり得る、及び、レーザーパルスのパルスエネルギーが25ジュールとなり得る。より厚いワークピースを検査することが望ましい場合には、より高いパルスエネルギーを使用することができる。
【００２２】
複数のパルスストレッチャー204は、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーを含むことができる。例えば、複数のパルスストレッチャー204は、第1のパルスストレッチャーの出力が第2のパルスストレッチャーへの入力として与えられ、第2のパルスストレッチャーの出力が第3のパルスストレッチャーへの入力として与えられるといったように、互いに直列に結合される2個、3個、5個、10個、又は、10個を超える数のパルスストレッチャーを含むことができる。
【００２３】
更に、複数のパルスストレッチャー204は、レーザー202によって出力されるレーザーパルスのパルス幅をストレッチするように構成され得る。複数のパルスストレッチャー204は、例えば、レーザーパルスのパルス幅を10ナノ秒から少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成され得る。以下で更に説明されるように、複数のパルスストレッチャー204のうちの1つ以上のパルスストレッチャーは、受信されるレーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数の重なり合うレーザーパルスに分割し、それにより、受信されるレーザーパルスのパルス幅を長くするように構成される2つのビーム分割素子及び光学リングキャビティを含むことができる。
【００２４】
加えて、複数のパルスストレッチャー204のうちの1つ以上のパルスストレッチャーは、パルスストレッチャーにより導入される時間遅延を変更するように調整され得る光学遅延コントローラーを含むことができる。時間遅延は、例えば数ピコ秒程度となり得る。光学遅延コントローラーは、フィードバックモジュール206から受信される制御信号に応答して時間遅延を調整できる。時間遅延を調整すると、個々のパルスストレッチャーにより出力されるレーザーパルスの形状を変えることができ、これにより、複数のパルスストレッチャーにより出力されるストレッチされたレーザーパルスの全体の形状を制御するのに役立ち得る。
【００２５】
フィードバックモジュール206は、複数のパルスストレッチャー204により出力されるストレッチされたレーザーパルスの形状を制御するように構成され得る。幾つかの例では、検査の正確さ又は精度を向上させるために、均一な又はバランスの取れたエネルギー分布などの特定の形状を有するレーザーパルスを使用してワークピースを検査することが有用である。フィードバックモジュール206は、1つ以上のパルス遅延コンパレーター210及びコンピュータデバイス212を含むことができる。各パルス遅延コンパレーターは、レーザーパルスのうちの第1のレーザーパルスと複数のパルスストレッチャーによりストレッチされた対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成され得る。コンピュータデバイス212は、パルス遅延コンパレーター210による比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャー204のうちの1つのパルスストレッチャーの調整を決定し、その調整をパルスストレッチャーに適用するように構成され得る。
【００２６】
コンピュータデバイス212は、本明細書中に記載されるコンピュータデバイス機能のいずれかを実行するために、プロセッサと、プロセッサにより実行可能なプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体とを含むことができる。プロセッサは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マルチコアプロセッサなどの任意のタイプのプロセッサであってもよい。或いは、コンピュータデバイス212は、プログラム命令を実行するように構成されるプロセッサの1つのグループ、又は、それぞれのプログラム命令を実行するように構成されるプロセッサの複数のグループを含むことができる。
【００２７】
コンピュータデバイス212は、ラップトップコンピュータ、モバイルコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、又は、他のタイプのコンピュータデバイスの形態を成すことができる。したがって、コンピュータデバイス212は、ディスプレイ、入力デバイス、及び、1つ以上の通信ポートを含むことができ、1つ以上の通信ポートを介して、コンピュータデバイス212は、フィードバックモジュール206の他のデバイス及び図1の検査システム100の他のデバイスと通信するように構成される。
【００２８】
レンズアセンブリ208は、複数のパルスストレッチャー204により出力されるストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるように構成され得る。したがって、レンズアセンブリは、複数のパルスストレッチャー204により出力されるストレッチされたレーザーパルスを集束させる及び／又は分散させるように構成される1つ以上の光学レンズを含むことができる。
【００２９】
次に、検出器104は、レーザーパルスに対するワークピースの応答を検出するように構成され得る。検出器104は、所望の実施に応じて異なる形態を成すことができる。例えば、検査システム100がレーザー接合検査システムとなることができ、また、検出器104は、ワークピースの表面動作を検出するようになっている表面動作センサとなり得る。表面動作センサの1つの例は、電磁音響トランスデューサ（EMAT）である。表面動作センサの別の例は、レーザー干渉計である。或いは、検査システム100が超音波検査システムとなることができ、また、検出器104が超音波センサとなることができる。
【００３０】
測位システム106は、可動ジョイントによって接続される複数の剛性リンクを含むことができる。ジョイントは、オペレータによって手動で移動され得る。また、測位システム106は、ロボットマニピュレータを有するロボット測位システムと、ロボットマニピュレータを制御するように構成される制御システムとを含むこともできる。ロボットマニピュレータは、可動ジョイントにより接続される複数の剛性リンクを含むことができ、また、制御システムは、可動ジョイントを制御して、ロボットマニピュレータの位置及び／又は方向を変えることができる。制御システムは、プロセッサと、例えばロボットマニピュレータを移動させる出力を生成するためにプロセッサによって実行可能な命令を記憶するメモリとを伴う、コンピュータデバイスを含むことができる。
【００３１】
エンドエフェクタ108は、レーザーシステム102により出力されるレーザーパルスをワークピースへ方向付けるように構成される検査ヘッドとなり得る。エンドエフェクタ108は、測位システム106の端部に結合され得る。また、エンドエフェクタ108は、オペレータがワークピースに対するエンドエフェクタ108の位置を移動させることができるようにハンドルを含むこともできる。更に、エンドエフェクタ108は、測位システム106のロボットマニピュレータに結合され得る。このようにして、測位システム106の制御システムは、エンドエフェクタ108の位置を調整して、レーザーパルスがワークピースと接触する位置を調整することができる。
【００３２】
図2は、一例に係る図1のレーザーシステム102の概念図200である。概念図200は、エキシマレーザー302、第1のパルスストレッチャー304a、第2のパルスストレッチャー304b、第3のパルスストレッチャー304c、フィードバックモジュール306、及び、レンズアセンブリ308を含むようにレーザーシステム102を示す。更に、概念図は、入力ビームスプリッタ310及び出力ビームスプリッタ312を示す。
【００３３】
動作中、エキシマレーザー302は第1のレーザーパルス314を出力することができる。その後、入力ビームスプリッタ310は、第1のレーザーパルス314が第1のパルスストレッチャー304aに入る前に、第1のレーザーパルス314のサンプルをフィードバックモジュール306に与えることができる。例えば、入力ビームスプリッタ310は、第1のレーザーパルス314のサンプルをフィードバックモジュール306のパルス遅延コンパレーターに与えることができる。
【００３４】
更に、第1のパルスストレッチャー304a、第2のパルスストレッチャー304b、及び、第3のパルスストレッチャー304は、その後、第1のレーザーパルス314のパルス幅をストレッチし、それにより、第1のストレッチされたレーザーパルス316をもたらすことができる。より具体的には、第1のパルスストレッチャー304aは、第1のレーザーパルス314のパルス幅をストレッチし、ストレッチされたレーザーパルス318を出力することができる。その後、第2のパルスストレッチャー304bは、ストレッチされたレーザーパルス318のパルス幅をストレッチし、ストレッチされたレーザーパルス320を出力することができる。更に、第3のパルスストレッチャー304cは、ストレッチされたレーザーパルス320のパルス幅をストレッチし、それにより、第1のストレッチされたレーザーパルス316をもたらすことができる。
【００３５】
出力ビームスプリッタ312は、その後、第1のストレッチされたレーザーパルス316のサンプルをフィードバックモジュール306に与えることができる。例えば、出力ビームスプリッタ312は、第1のレーザーパルス314のサンプルとの比較のために、第1のストレッチされたレーザーパルス316のサンプルをフィードバックモジュール306のパルス遅延コンパレーターに与えることができる。
【００３６】
図3は、一例に係るパルスストレッチャー300を示す。パルスストレッチャー300は、図1の複数のパルスストレッチャー204のパルスストレッチャーのうちの1つとなり得る。図3に示されるように、パルスストレッチャー300は、第1のビーム分割素子402a、第2のビーム分割素子402b、光学リングキャビティ404、及び、光学遅延コントローラー406を含む。
【００３７】
第1及び第2のビーム分割素子402a、402b及び光学リングキャビティ404は、受信されるレーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される。このようにして、レーザーパルスが重なり合うと、ストレッチされたレーザーパルスが生じる。光学リングキャビティ404は、第1の反射ミラー404a、第2の反射ミラー404b、第3の反射ミラー404c、及び、第4の反射ミラー404dを含む。入射するレーザーパルスがパルスストレッチャー400に入ると、ビーム分割素子402aは、入射するレーザーパルスを第1のビームと第2のビームとに分割するように構成される。第1のビームは光学リングキャビティ404に入り、ここで、第1のビームは、第1の反射ミラー404aで反射して、光学遅延コントローラー406を透過して進み、その後、第2の反射ミラー404bにより第2のビーム分割素子402bへ向けて反射される。したがって、光学リングキャビティ404及び光学遅延コントローラー406は、第1のビームに時間遅延を導入する。
【００３８】
第2のビーム分割素子402bは、第2のビーム及び遅延された第1のビームの両方を2つのビームに更に分割し、この場合、一方のビームが直接に出力され、他方のビームが再び光学リングキャビティ404に入る。光学リングキャビティ404に入るビームは、第3の反射ミラー404c及び第4の反射ミラー404dで反射し、その後、更に分割されるべく第1のビーム分割素子402aに入射する。
【００３９】
第1及び第2のビーム分割素子402a、402bによるビーム分割を繰り返すことができ、それにより、入射するレーザーパルスが異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割される。ビーム分割中、パルスストレッチャー400は、複数のレーザーパルスのレーザーパルスを順次に放出することができ、それにより、レーザーパルスは、入射するレーザーパルスよりも長いパルス幅を有するストレッチされたレーザーパルスを形成する。したがって、パルスストレッチャー400は、入射するレーザーパルスよりも長いパルス幅を有するストレッチされたレーザーパルスを出力することができる。
【００４０】
光学遅延コントローラー406は、閉じられた光学ループ410を確立する複数の反射面408を含む。複数の反射面408は、片面ミラー412、第1のミラー414、第2のミラー416、及び、ブリュースター窓418を含む。複数の反射面408は、入力ビームが繰り返し横切ることができる経路を確立して、入力ビームが進行する経路長を増大させる。
【００４１】
入力ビームは、閉じられた光学ループ410に入るために、片面ミラー412の非反射面を透過する。すなわち、片面ミラー412は、光学遅延コントローラー406により受信される光学信号が閉じられた光学ループ410に入ることができるようにする入力インタフェースである。片面ミラー412は、ブリュースター窓418の方向から受信される信号が第1のミラー414へ向けて反射される間に入力ビームが片面ミラー412の材料を透過できるように形成される。入力ビームが片面ミラー412により閉じられた光学ループ410に入ると、入力ビームは、第1のミラー414によって第2のミラー416へ向けて反射され、次に、第2のミラー416は、入力ビームをブリュースター窓418へ向けて反射する。片面ミラー412とは異なり、第1のミラー414及び第2のミラー416は、入力ビームが透過できるようには設計されていない。
【００４２】
ブリュースター窓418は、ブリュースター窓418への光パルスの入射方向に対してブリュースター角を成して傾けられ得る。ブリュースター角は、特定の偏光を伴う光が反射を伴うことなく透明な表面を通じて透過される入射角である。ブリュースター窓418は、パルス又はレーザービームの一部が閉じられた光学ループ410から出ることができるようにする出力インタフェースである。例えば、ブリュースター窓418は、所望の遅延を得た閉じられた光学ループ410内のパルスの一部が閉じられた光学ループ410から出ることができるようにする。しかしながら、ブリュースター窓418は、光信号が閉じられた光学ループ410から出ることができるようにする選択的光学部品の単なる一例に過ぎず、限定しようとするものではない。閾値強度又は特定の偏光を達成した後に光信号が閉じられた光学ループ410から出ることができるようにする他の光学部品も使用できる。
【００４３】
光学遅延コントローラー406は、閉じられた光学ループ410から出る光信号が所望の遅延を有するようにするために、複数の反射面408のうちの少なくとも2つの反射面同士の間の離間距離を維持することができる。そうするために、光学遅延コントローラー406は、複数の反射面408のうちの反射面の互いに対する位置を調整するための1つ以上のアクチュエータ420を含む。図4に示される例において、アクチュエータ420は、片面ミラー412と第1のミラー414との間の離間距離D1、及び、第2のミラー416とブリュースター窓418との間の離間距離D2を変更することができる。アクチュエータ420のうちの1つは、第1のミラー414に機械的に結合されるとともに、離間距離D1を増減するように第1のミラー414を移動させるべく構成され得る。離間距離D1を増大させると、光学遅延コントローラー406によって導入される時間遅延を増大させることができる。同様に、離間距離D1を減少させると、光学遅延コントローラー406によって導入される時間遅延を減らすことができる。時間遅延を増大又は減少させることにより、パルスストレッチャー400により出力されるレーザーパルスの形状を変えることができる。より良い検査を可能にするために、均一の又はバランスの取れたエネルギー分布を有するレーザーパルスを形成することが望ましい可能性がある。アクチュエータ420のうちの同じ又は異なるアクチュエータを第2のミラー416に機械的に結合して離間距離D2を同様にして増大又は減少させることができる。
【００４４】
これに加えて又は代えて、1つ以上のアクチュエータは、片面ミラー412とブリュースター窓418との間の離間距離を増大又は減少させ、並びに、第1のミラー414と第2のミラー416との間の離間距離を増大又は減少させて、光信号が進行する経路長にわたってより多くの制御を可能にするように構成され得る。
【００４５】
図3では、閉じられた光学ループ410の形状が長方形である。他の例において、閉じられた光学ループ410は、五角形又は六角形などの他の形状を有してもよい。
【００４６】
遅延ビームは、閉じられた光学ループ410から出た後、遅延ビームが元の光学リングキャビティ404に挿入されるように第3のミラー422で反射されて第2の反射ミラー404bへ方向付けられ得る。したがって、光学遅延コントローラー406は、入力ビームを受信して、入力ビームに時間遅延を加え、遅延ビームを出力することができる。
【００４７】
図3では、光学遅延コントローラー406が第1の反射ミラー404aと第2の反射ミラー404bとの間に位置されて示される。他の例において、光学遅延コントローラー406は、ビーム分割素子402aと第1の反射ミラー404aとの間、第2の反射ミラー404bと第2のビーム分割素子402bとの間、第2のビーム分割素子402bと第3の反射ミラー404cとの間、第3の反射ミラー404cと第4の反射ミラー404dとの間、又は、第4の反射ミラー404dと第1のビーム分割素子402aとの間など、他の位置に位置され得る。複数のパルスストレッチャー204の異なるパルスストレッチャーは、異なるそれぞれの位置に位置される光学遅延コントローラーを有することができ、それにより、各パルスストレッチャーは、受信されるレーザーパルスの形状を僅かに異なる態様で変更する。これは、複数のパルスストレッチャー204により出力されるストレッチされたレーザーパルスの全体形状のより正確な制御を可能にし得る。
【００４８】
図4は、一例に係る図2のフィードバックモジュール206の構成要素を示す。図4に示されるように、フィードバックモジュール206は、第1のパルス遅延コンパレーター502a、第2のパルス遅延コンパレーター502b、及び、コンピュータデバイス504を含む。第1のパルス遅延コンパレーター502a及び第2のパルス遅延コンパレーター502bは、1つ以上の有線通信リンク又は無線通信リンクによってコンピュータデバイス504と有線通信状態又は無線通信状態となり得る。
【００４９】
前述の議論に沿って、第1のパルス遅延コンパレーター502aは、第1のレーザーパルスと対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成され得る。例えば、第1のパルス遅延コンパレーター502aは、図2の第1のレーザーパルス314のサンプルと図2の第1のストレッチされたレーザーパルス316のサンプルとを比較するように構成され得る。
【００５０】
2つのレーザーパルスの比較は、2つのレーザーパルスの立ち上がりエッジを比較すること、又は、2つのレーザーパルスの立ち下がりエッジを比較することを伴い得る。例えば、第1のレーザーパルスと第2のレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジの位置と第2のレーザーパルスの立ち上がりエッジとの間の時間差の表示をもたらすことができる。別の例として、第1のレーザーパルスと第2のレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジの位置と第2のレーザーパルスの立ち下がりエッジとの間の時間差の表示をもたらすことができる。これらの時間差は、パルスストレッチャーに対する調整を決定するためにコンピュータデバイス504によって使用され得る。これに加えて又は代えて、第1のレーザーパルスと第2のレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第2のレーザーパルスの立ち上がりエッジとの間の振幅差、又は、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第2のレーザーパルスの立ち下がりエッジとの間の振幅差の表示をもたらすことができる。これらの高度差も、パルスストレッチャーの調整を決定するためにコンピュータデバイス504によって使用され得る。
【００５１】
同様に、第2のパルス遅延コンパレーター502bは、第1のレーザーパルスと対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するように構成され得る。例えば、第2のパルス遅延コンパレーター502bは、図3の第1のレーザーパルス314のサンプルと図2の第1のストレッチされたレーザーパルス316のサンプルとを比較するように構成され得る。しかしながら、第2のパルス遅延コンパレーター502bは、第1のパルス遅延コンパレーター502aとは異なる比較を実行するように構成され得る。例えば、第1のパルス遅延コンパレーター502aは、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと対応する第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するように構成され得るとともに、第2のパルス遅延コンパレーター502bは、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと対応する第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成され得る。
【００５２】
第1のパルス遅延コンパレーター502a及び第2のパルス遅延コンパレーター502bのそれぞれは、光信号を検出するように構成される検出器、アナログ−デジタル変換器、及び、比較ハードウェア及び／又はソフトウェアを含むことができる。検出器は、入射光を電気信号に変換する光学センサとなり得る。これにより、比較ハードウェアは2つのパルスをデジタルで比較できる。比較ハードウェア及び／又はソフトウェアは、トランジスタ−トランジスタロジック（TTL）コンパレーターなどのコンパレーターを含むことができる。また、比較ハードウェア及び／又はソフトウェアは、テキサス州オースティンのナショナルインスツルメンツにより提供されるLabVIEWなどの光信号の特性の視覚化を容易にするグラフィカルプログラミングアプリケーションを含むこともできる。
【００５３】
コンピュータデバイス504は、パルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて、パルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整をパルスストレッチャーに適用するように構成され得る。例えば、コンピュータデバイス504は、第1のパルス遅延コンパレーター502aによる比較の結果に基づいて、第1のパルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整を第1のパルスストレッチャーに適用するように構成され得る。更に、コンピュータデバイス504は、第2のパルス遅延コンパレーター502bによる比較の結果に基づいて、第2のパルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整を第2のパルスストレッチャーに適用するように構成され得る。
【００５４】
パルス遅延コンパレーターによる比較の結果は時間差を含むことができる。コンピュータデバイス504は、時間差が閾値よりも大きい場合には第1の調整を行うが、時間差が閾値以下である場合には第2の調整を行うように構成され得る。同様に、パルス遅延コンパレーターによる比較の結果は振幅差を含むことができる。コンピュータデバイス504は、振幅差が閾値よりも大きい場合には第1の調整を行うが、振幅差が閾値以下である場合には第2の調整を行うように構成され得る。第1の調整は、振幅差を減少させるようになっていてもよく、また、第2の調整は、振幅差を増大させるようになっていてもよい。
【００５５】
第1の調整及び第2の調整は、パルスストレッチャーによって導入される時間遅延の増大又は減少を含むことができる。例えば、コンピュータデバイス504は、パルスストレッチャーの光学遅延コントローラーのアクチュエータに光学遅延コントローラーの複数の反射面のうちの少なくとも2つの反射面間の離間距離を調整させるように構成され得る。コンピュータデバイス504は、制御信号をアクチュエータに又は光学遅延コントローラーの制御システムに送信することによってアクチュエータに離間距離を調整させることができる。離間距離を調整すると、パルスストレッチャーによってストレッチされる後続のレーザーパルスの形状を変えることができる。
【００５６】
図5は、一例に係る超音波検査システム600を示す。超音波検査システム600は、図1の検査システム100の実施例に相当する。図5に示されるように、図1の検査システム100と同様に、超音波検査システム600は、レーザーシステム602、測位システム606、及び、エンドエフェクタ608を含む。更に、超音波検査システム600は超音波センサ604を含む。
【００５７】
レーザーシステム602及び／又は超音波センサ604はエンドエフェクタ608内に位置され得る。また、レーザーシステム602及び超音波センサ604は、1つ以上の通信リンクによって互いに有線通信状態又は無線通信状態となることもでき、或いは、中央コンピュータデバイスと有線通信状態又は無線通信状態となることもできる。レーザーシステム602、超音波センサ604、測位システム606、及び、エンドエフェクタ608は、共通の装置の構成要素となり得る。装置は携帯できる装置であってもよい。
【００５８】
超音波センサ604は、レーザーシステム602によってワークピースに与えられる1又は複数のレーザーパルスに対するワークピースの応答を検出するように構成され得る。例えば、超音波センサ604は、超音波を検出するように構成される超音波トランスデューサとなり得る。
【００５９】
図6は、一例に係るレーザー接合検査システム700を示す。レーザー接合検査システム700は、図1の検査システム100の実施例に相当する。図7に示されるように、図1の検査システム100と同様に、レーザー接合検査システム700は、レーザーシステム702、測位システム706、及び、エンドエフェクタ708を含む。更に、レーザー接合検査システム700は表面動作センサ704を含む。
【００６０】
レーザーシステム702及び／又は表面動作センサ704は、エンドエフェクタ708内に位置され得る。レーザーシステム702及び表面動作センサ704は、1つ以上の通信リンクによって互いに有線通信状態又は無線通信状態となることもでき、或いは、中央コンピュータデバイスと有線通信状態又は無線通信状態となることもできる。レーザーシステム702、表面動作センサ704、測位システム706、及び、エンドエフェクタ708は、共通の装置の構成要素となり得る。装置は携帯できる装置であってもよい。
【００６１】
表面動作センサ704は、レーザーシステム702によってワークピースに与えられるレーザーパルスに対するワークピースの応答を検出するように構成され得る。例えば、表面動作センサ704をワークピースの表面上の表面動作を検出するように構成することができ、その場合、表面動作は接着接合の不具合を示している。表面動作センサは、例えば、レーザー干渉計又はEMATを含むことができる。
【００６２】
図7は、一例に係る方法800のフローチャートを示す。図7に示される方法800は、例えば、図1、図5及び図6に示されるシステムのうちの1つ又は本明細書中に開示されるシステムのいずれかと共に使用され得る方法の実施形態を与える。検査システム100の構成要素などの本明細書中に記載されるデバイス又はシステムの例のいずれかが、図7で与えられる論理機能を果たすために使用されてもよく、又は、図7で与えられる論理機能を果たすように構成されてもよい。
【００６３】
方法800は、ブロック802〜812のうちの1つ以上によって示されるような1つ以上の工程、機能、又は、動作を含むことができる。これらのブロックは連続した順序で示されるが、これらのブロックは、並行して実行されてもよく、及び／又は、本明細書中に記載される順序とは異なる順序で実行されてもよい。また、様々なブロックが、より少ないブロックに組み合わされ、更なるブロックに分割され、及び／又は、所望の実施に基づいて除去されてもよい。
【００６４】
本明細書中に開示されるこのプロセス及び方法並びに他のプロセス及び方法に関してフローチャートが本実施形態の1つの想定し得る実施の機能性及び動作を示すことが理解されるべきである。これに関して、各ブロックは、プロセス内の特定の論理機能又はステップを実行するためにプロセッサにより実行可能な1つ以上の命令を含む、モジュール、セグメント、又は、プログラムコードの一部に相当する。プログラムコードは、例えば、ディスク又はハードドライブを含む記憶デバイスなどの任意のタイプのコンピュータ可読媒体又はデータストレージに記憶されてもよい。コンピュータ可読媒体としては、例えば、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及び、RAMのような短期間にわたってデータを記憶するコンピュータ可読媒体などの非一時的なコンピュータ可読媒体又はメモリを挙げることができる。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性又は不揮発性の記憶システムであってもよい。コンピュータ可読媒体は、例えば、有形のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と見なされてもよい。
【００６５】
最初に、ブロック802において、方法800は、第1のストレッチされたレーザーパルスを得るために直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチすることを含む。例えば、複数のパルスストレッチャーのうちの第1のパルスストレッチャーは、レーザーによって出力されるレーザーパルスを受信して、ストレッチされたレーザーパルスを出力することができる。その後、複数のパルスストレッチャーのうちの第2のパルスストレッチャーが、ストレッチされたレーザーパルスを受信して更にストレッチすることができる。このプロセスは、複数のパルスストレッチャーの最後のパルスストレッチャーがストレッチされたレーザーパルスを出力するまで、複数のパルスストレッチャーにおけるそれぞれの更なるパルスストレッチャーによって繰り返され得る。複数のパルスストレッチャーの各パルスストレッチャーは、レーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される2つのビーム分割素子及び光学リングキャビティを含むことができる。更に、複数のパルスストレッチャーのうちの1つ以上のパルスストレッチャーは、図4の光学遅延コントローラー406などの光学遅延コントローラーを含むことができる。
【００６６】
ブロック804において、方法800は、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較することを含む。第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較は、パルス遅延コンパレーターを使用して2つのレーザーパルスの立ち上がりエッジを比較する又は2つのレーザーパルスの立ち下がりエッジを比較することを伴うことができる。例えば、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジの位置と第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとの間の時間差の表示をもたらすことができる。他の例として、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジの位置と第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとの間の時間差の表示をもたらすことができる。これに加えて又は代えて、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較は、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとの間の振幅差、又は、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとの間の振幅差の表示をもたらすことができる。
【００６７】
第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較は、入力ビームスプリッタを使用してパルス遅延コンパレーターに第1のレーザーパルスのサンプルを与え得ること、及び、出力ビームスプリッタを使用してパルス遅延コンパレーターに第1のストレッチされたレーザーパルスのサンプルを与えることを伴うことができる。
【００６８】
ブロック806において、方法800は、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整することを含む。一例として、図5のコンピュータデバイス506などのコンピュータデバイスは、比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーに対する調整を決定し、その調整を少なくとも1つのパルスストレッチャーに適用することができる。パラメータは、例えば、少なくとも1つのパルスストレッチャーの光学遅延コントローラーによって導入される時間遅延となり得る。
【００６９】
ブロック808において、方法800は、パラメータを調整した後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチすることを含む。例えば、複数のパルスストレッチャーのうちの第1のパルスストレッチャーは、第2のレーザーパルスを受信して、第2のレーザーパルスをストレッチし、ストレッチされたレーザーパルスを出力することができる。複数のパルスストレッチャーの第2のパルスストレッチャーは、第1のパルスストレッチャーによって出力されるストレッチされたレーザーパルスを受信して、ストレッチされたレーザーパルスを更にストレッチし、ストレッチされたレーザーパルスを複数のパルスストレッチャーにおける次のパルスストレッチャーに出力することができる。このプロセスは、複数のパルスストレッチャーの最後のパルスストレッチャーがストレッチされたレーザーパルスを出力するまで継続し得る。
【００７０】
ブロック810において、方法800は、第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピース接合ラインに送出することを含む。例えば、レンズアセンブリを介して第2のストレッチされたレーザーパルスを出力できる。第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピース接合ラインに送出することは、第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースに設けられる透明なオーバーレイを透過させることを伴い得る。
【００７１】
ブロック812において、方法800は、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピース接合ラインの応答を検出することを含む。例えば、図6の表面動作センサ704などの検出器は、ワークピースの表面上の表面動作を検出することができ、その場合、表面動作はワークピース接合ラインにおける接着接合の不具合を示している。
【００７２】
図8は、図7に示される方法と共に用いるための更なる工程を示す。図8のブロック902は、図7のブロック806の一部として実行され得る。例えば、図8のブロック902は、少なくとも1つのパルスストレッチャーが、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを含む例において実行され得る。
【００７３】
ブロック902において、図8は、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む。例えば、図4のコンピュータデバイス504などのコンピュータデバイスは、図3の片面ミラー412と第1のミラー414との間の離間距離を図3のアクチュエータ420に調整させることができる。或いは、コンピュータデバイス504は、図3の第2のミラー416とブリュースター窓418との間の離間距離を図3のアクチュエータ420に調整させることができる。
【００７４】
図9は、一例に係る別の方法1000のフローチャートを示す。図9に示される方法1000は、例えば、図1、図5及び図6に示されるシステムのうちの1つ又は本明細書中に開示されるシステムのいずれかと共に使用され得る方法の一例を与える。図1の検査システム100の構成要素などの本明細書中に記載されるデバイス又はシステムの例のいずれかが、図9で与えられる論理機能を果たすために使用されてもよく、又は、図9で与えられる論理機能を果たすように構成されてもよい。方法1000は、ブロック1002〜1008のうちの1つ以上によって示されるような1つ以上の工程、機能、又は、動作を含んでもよい。これらのブロックは連続した順序で示されるが、これらのブロックは、並行して実行されてもよく、及び／又は、本明細書中に記載される順序とは異なる順序で実行されてもよい。また、様々なブロックが、より少ないブロックに組み合わされ、更なるブロックに分割され、及び／又は、所望の実施に基づいて除去されてもよい。各ブロックは、プロセス内の特定の論理機能又はステップを実行するためにプロセッサにより実行可能な1つ以上の命令を含む、モジュール、セグメント、又は、プログラムコードの一部に相当してもよい。
【００７５】
方法1000は、図8の方法800の1つ以上のブロックと組み合わされ得る。
【００７６】
最初に、ブロック1002において、方法1000は、ワークピース接合ラインの完全性を決定することを含む。ワークピースの接合ラインの完全性を決定することは、表面動作センサを使用してワークピースの表面上の表面動作の量を決定することを伴い得る。ブロック1004において、方法1000は、ワークピース接合ラインの完全性が許容可能か否かを決定することを含む。例えば、ワークピース接合ラインの完全性が許容可能か否かを決定することは、表面動作の量が閾値を超えるか否かを決定することを伴い得る。表面動作の量が閾値を超える場合、ワークピース接合ラインの完全性は許容可能でないと見なされ得る。一方、表面動作の量が閾値を超えない場合、ワークピース接合ラインの完全性は許容可能と見なされ得る。
【００７７】
ワークピース接合ラインが許容可能である場合には、ブロック1006において、許容表示が与えられ得る。例えば、検査システムは、オーディオ要素（例えば、スピーカー又はブザー）に可聴許容表示を提供させ、及び／又は、照明要素（例えば、発光ダイオード又はディスプレイ）に視覚的許容表示を提供させてもよい。一方、ワークピース接合ラインの完全性が許容可能でない場合には、ブロック1008において、拒絶表示が与えられてもよい。許容表示と同様に、拒絶表示は可聴表示又は視覚表示であってもよい。
【００７８】
許容表示の提供が随意的であってもよい。例えば、制御システムは、ワークピース接合ラインの完全性が許容可能である場合には表示を何ら与えないが、ワークピース接合ラインの完全性が許容可能でない場合には拒否表示を与えるように構成されてもよい。
【００７９】
項1．レーザーパルスを与えるように構成されるレーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーであって、複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャーと、フィードバックモジュールであって、レーザーパルスの第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較する、パルス遅延コンパレーターと、（i）パルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて複数のパルスストレッチャーのうちの1つのパルスストレッチャーに対する調整を決定し、（ii）その調整をパルスストレッチャーに適用してストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を変える、コンピュータデバイスとを備える、フィードバックモジュールと、第2のストレッチされたレーザーパルスを出力するレンズアセンブリとを備えるレーザーシステム。
項2．調整は、パルスストレッチャーによって導入される時間遅延に対する調整を含む、項1に記載のレーザーシステム。
項3．パルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、調整をパルスストレッチャーに適用することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項2に記載のレーザーシステム。
項4．パルス遅延コンパレーターは、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される、項1から3のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項5．パルス遅延コンパレーターは、第1のレーザーパルスの立ち下がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち下がりエッジとを比較するように構成される、項1から4のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項6．フィードバックモジュールは、第1のレーザーパルスの立ち上がりエッジと第1のストレッチされたレーザーパルスの立ち上がりエッジとを比較するように構成される更なるパルス遅延コンパレーターを更に備え、コンピュータデバイスは、（i）更なるパルス遅延コンパレーターによる比較の結果に基づいて、複数のパルスストレッチャーの更なるパルスストレッチャーに対する調整を決定し、（ii）その調整を更なるパルスストレッチャーに適用して第2のストレッチされたレーザーパルスの形状を更に変える、ように更に構成される、項1から5のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項7．レーザーがエキシマレーザーを備える項1から6のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項8．複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、項1から7のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項9．パルスストレッチャーは、レーザーパルスを異なる時間遅延を伴う複数のレーザーパルスに分割するように構成される2つのビーム分割素子及び光学リングキャビティを備える、項1から8のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項10．第1のレーザーパルスが複数のパルスストレッチャーに入る前に第1のレーザーパルスのサンプルをパルス遅延コンパレーターに与えるように構成される入力ビームスプリッタと、第1のストレッチされたレーザーパルスのサンプルをパルス遅延コンパレーターに与えるように構成される出力ビームスプリッタとを更に備える、項1から9のいずれか一項に記載のレーザーシステム。
項11．レーザーパルスを与えるレーザーと、互いに直列に結合される複数のパルスストレッチャーであって、複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅をストレッチしてストレッチされたレーザーパルスを出力する、複数のパルスストレッチャーと、レーザーパルスの第1のレーザーパルスとストレッチされたレーザーパルスの対応する第1のストレッチされたレーザーパルスとの比較に基づいて複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するフィードバックモジュールと、フィードバックモジュールが少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整した後にストレッチされたレーザーパルスの第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるレンズアセンブリと、を備えるレーザーシステムと、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピースの応答を検出する検出器と、を備える検査システム。
項12．第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピースへ方向付けるエンドエフェクタと、エンドエフェクタの位置を調整する測位システムとを更に備える項11に記載の検査システム。
項13．パラメータは、少なくとも1つのパルスストレッチャーによって導入される時間遅延を含む、項11又は12に記載の検査システム。
項14．少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項13に記載の検査システム。
項15．検出器が超音波センサを備える項11から14のいずれか一項に記載の検査システム。
項16．検出器は、ワークピースの表面動作を検出するようになっている表面動作センサを備える、項11から1のいずれか一項に記載の検査システム。
項17．複数のパルスストレッチャーは、レーザーパルスのパルス幅を少なくとも100ナノ秒にストレッチするように構成される、項11から16のいずれか一項に記載の検査システム。
項18．ワークピース接合ラインを検査するための方法であって、直列に結合される複数のパルスストレッチャーを使用して第1のレーザーパルスのパルス幅をストレッチし、第1のストレッチされたレーザーパルスを得るステップと、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップと、第1のレーザーパルスと第1のストレッチされたレーザーパルスとを比較するステップの結果に基づいて複数のパルスストレッチャーのうちの少なくとも1つのパルスストレッチャーのパラメータを調整するステップと、パラメータを調整する前記ステップの後、第2のストレッチされたレーザーパルスを得るために、複数のパルスストレッチャーを使用して第2のレーザーパルスのパルス幅をストレッチするステップと、第2のストレッチされたレーザーパルスをワークピース接合ラインへ送出するステップと、第2のストレッチされたレーザーパルスに対するワークピース接合ラインの応答を検出するステップと、を含む方法。
項19．少なくとも1つのパルスストレッチャーは、閉じられた光学ループを確立する複数の反射面を有する光学遅延コントローラーを備え、パラメータを調整することは、複数の反射面のうちの少なくとも2つの間の離間距離をアクチュエータに調整させることを含む、項18に記載の方法。
項20．応答に基づいて、ワークピース接合ラインの完全性を決定するステップと、ワークピース接合ラインの完全性の表示を与えるステップと、を更に含む項18又は19に記載の方法。
【００８０】
異なる有利な構成の説明が、例示及び説明の目的で与えられてきたが、包括的であるように又は開示された形態の例に限定されるように意図されていない。前述の開示を検討及び理解した後、多くの修正及び変形が当業者には明らかとなり得る。更に、異なる例が他の例と比較して異なる利点を与える場合がある。選択された1つ又は複数の例は、原則、実際の用途を最も良く説明するように、及び、当業者が意図する特定の用途に適した様々な変更を伴う様々な例の開示を理解できるようにするべく、選択及び説明される。
【符号の説明】
【００８１】
100  検査システム
102  レーザーシステム
104  検出器
106  測位システム
108  エンドエフェクタ
110  ワークピース
200  概念図
202  レーザー
204  パルスストレッチャー
206  フィードバックモジュール
208  レンズアセンブリ
210  パルス遅延コンパレーター
212  コンピュータデバイス
300  パルスストレッチャー
302  エキシマレーザー
304  パルスストレッチャー
304a  パルスストレッチャー
304b  パルスストレッチャー
304c  パルスストレッチャー
306  フィードバックモジュール
308  レンズアセンブリ
310  入力ビームスプリッタ
312  出力ビームスプリッタ
314  レーザーパルス
316  レーザーパルス
318  レーザーパルス
320  レーザーパルス
400  パルスストレッチャー
402a  ビーム分割素子
402b  ビーム分割素子
404  光学リングキャビティ
404a  反射ミラー
404b  反射ミラー
404c  反射ミラー
404d  反射ミラー
406  光学遅延コントローラー
408  反射面
410  光学ループ
412  片面ミラー
414  ミラー
416  ミラー
418  ブリュースター窓
420  アクチュエータ
422  ミラー
502a  パルス遅延コンパレーター
502b  パルス遅延コンパレーター
504  コンピュータデバイス
506  コンピュータデバイス
600  超音波検査システム
602  レーザーシステム
604  超音波センサ
606  測位システム
608  エンドエフェクタ
700  レーザー接合検査システム
702  レーザーシステム
704  表面動作センサ
706  測位システム
708  エンドエフェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2020027107000001.pdf