(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピークの位置を含む所定の範囲の光子エネルギ分布を有する一連の光パルスを出力すると共に当該ピークの位置を変化させることが可能な光源と、
前記光源から複数の光パルスを受光し、光パルスを受光するごとにこれに反応して、それぞれの出力光を所定方向に伸びる透過領域から透過させる透過構造体であって、光子エネルギの大きさに応じて透過する出力光の位置が前記所定方向に変化する、当該透過構造体と、
前記光源から光子エネルギのピークの位置が所定の位置となるように出力された一連の光パルスに対する複数の感知期間から成るそれぞれの連続期間中に少なくとも１つの光パルスのそれぞれの前記透過した出力光を感知する光感知部品を含み、この光パルスの光子エネルギに関する情報を含むそれぞれの感知結果を提供する、検出器と、
その各々の出力光が感知された各々の光パルスの各感知結果を受領するように接続された監視回路と、
を備える装置であって、
前記監視回路は、前記各感知結果に基づいて、前記出力光の光子エネルギのピークの位置が前記所定位置から変化したか否かを判定し、前記出力光の光子エネルギのピークの位置が変化したと判定した場合、前記ピークの位置の変化の大きさに関する情報と変化の方向のうち変化の方向のみを得て、当該変化の方向のみを用いて、前記出力光の光子エネルギのピークの位置が逐次的に前記所定位置に戻るように、前記光源を制御することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルスなどの光の監視及びこれを実現する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザや他の光源からの光を監視する様々な技法が提案されてきた。
【０００３】
改良型の光パルス監視などの光監視のための改良された技法があると利点となる。
【０００４】
本明細書においては、「光」とは、いずれかの波長または周波数を持つ電磁放射のことである。「光子（ｐｈｏｔｏｎ）」という用語は、本明細書においては、光の量子のことであり、「光子エネルギ」という用語は本明細書においては、光子のエネルギのことである。
【０００５】
光はまた、「光源」から出力されるものとして説明することも可能であるが、光源の例としては、様々な種類のパルスレーザ、非パルスレーザおよびレーザ構造体、発光ダイオード（ＬＥＤ）、超発光性ＬＥＤ（ＳＬＥＤ）、共振空洞ＬＥＤ、単色光分光器などがある。
【０００６】
多くのレーザも他の光源も「光パルス」を出力するように操作することが可能であるが、この「光パルス」という表現は、有限の持続時間を有する放出光のことである。
【０００７】
光子エネルギを監視する際に問題が発生するが、この場合、光子エネルギを「監視する」動作には、感知、検出、測定、判断、制御、チューニング、選択、ロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）、安定化動作（ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ）、および波長の情報もしくは波長シフトの情報などの光子エネルギに関する情報を獲得する動作を伴う他の動作が含まれる。高い相対波長分解能を迅速に、しかも、高価でかさばる装置なしで得ることは難しい。高い絶対波長分解能を得ることも困難である。また、波長に対しては反応するが、入射光線の強度に対しては反応しないようにしようとしても、問題が発生しかねない。このような問題は、レーザや、狭帯域光、単色光または単周波数光と見なすことが可能な光の他の光源からの光の波長または光子エネルギを制御したり別様に監視したりする際に当てはまる問題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、改良型の光パルス監視などの光監視のための改良された技法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の装置は、一連の光パルスを出力する光源と、光感知部品を含む検出器と、前記光源から１つ以上の光パルスを受光し、光パルスを受光するごとにこれに反応して、エネルギに依存した前記光感知部品上の位置を含むそれぞれの出力光を提供する透過構造体であり、前記光感知部品が、光パルスに対する１つ以上の感知期間から成るそれぞれの連続期間中に少なくとも１つの光パルスのそれぞれの出力光を感知して、この光パルスの光子エネルギに関する情報を含むそれぞれの感知結果を提供する、前記透過構造体と、その各々の出力光が感知された各々の光パルスの各感知結果を受領するように接続された監視回路とを備える。
【００１０】
また、本発明の第２の態様の装置は、一連の光パルスを出力する光源と、光感知部品を含む検出器であり、前記光感知部品が、光パルスに対する１つ以上の感知期間から成るそれぞれの連続期間中に少なくとも１つの光パルスのそれぞれの出力光を感知して、それぞれの感知結果を提供する、検出器と、前記光感知部品から感知結果を受領するように接続された監視回路であり、前記監視回路は、光パルスの感知結果を用いて、光パルスの光子エネルギに関する情報が含まれる、光パルスに対する１つ以上の差分量のそれぞれの集合を得る前記監視回路と、を備える。
【００１１】
さらに、本発明の第３の態様の装置は、一連の光パルスを出力する光源であり、各々の光パルスがそれぞれの狭い光子エネルギ帯域を有する、光源と、光感知部品を含む検出器と、前記光源から１つ以上の光パルスを受光し、光パルスを受光するごとにこれに反応して、前記光感知部品上のそれぞれの位置にそれぞれの光点を提供し、それぞれ互いに異なったエネルギ帯域を有する２つの光パルスのそれぞれの光点が前記光感知部品上のそれぞれ互いに異なった位置を有し、前記光感知部品が、光パルスに対する１つ以上の感知期間から成るそれぞれの連続期間中に少なくとも１つの光パルスのそれぞれの光点位置を感知して、位置情報を含むそれぞれの感知結果を提供する、前記透過構造体と、その各々の光点位置が感知された各々の光パルスの各感知結果を受領するように接続された監視回路と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１と図２に、光子エネルギ監視システム１０、検出器１２および監視回路１４を示す。光源２０は光２２を出力し、これを検出器１２が受領し、回路１４は検出器１２から電気信号を受信する。
【００１３】
光源２０は、光子エネルギ分布を持つ光２２を出力し、これを回路１４が監視する。光２２の光子エネルギ分布は、光源２０の内部条件や外部条件に応じて時間の経過と共に変化し得る。外部条件には、光２２の光子エネルギ分布に影響するように調整された条件が含まれるが、また、そのように調整されていないが、それでも光子エネルギ分布に影響しかねない「環境条件」も含まれることがある。回路１４もまた、光２２の光子エネルギ分布に関する情報や、光源２０の内部条件および環境条件に関する情報や、調整されている条件の効果に関する情報を得ることが可能である。
【００１４】
伝播部品３０は、光２２を光源２０から他の部品に対してレイ３２によって伝播させる。
【００１５】
光は、部品３０の出射表面から他の部品まで進んで、ここで、光感知アセンブリ３４によって光として感知される。システムが満足に動作するには、アセンブリ３４のところで得られた光子エネルギ分布が、本明細書においては「適切な分布」と呼ばれるある特徴を有する必要がある。光源２０がレーザである場合に通常そうであるように、光２２がすでに平行で、均一で、安定な光となっていれば、光源２０が、適切な光分布を直接提供するようにしてもよい。しばしば、伝播部品によって、適切な分布を得る助けとなる。
【００１６】
以下の例では、光ファイバの末端部、点状の出力部または大面積光源から光が発せられるが、類似の構造において、集積型の光学部品、例えば導波管から光が発せられることもあり得る。光源からの光は光ファイバ中でカップリングされて、ファイバによって、アセンブリの光感知部品にまで透過または誘導される。レーザ光線は、光感知部品に直接に入射させるかまたは光ファイバによって光感知部品まで透過させることが可能である。
【００１７】
理想的な光子エネルギ分布は、アセンブリの入射表面上では安定で均一なものであり得るが、実際には難しい。光源２０が高いコヒーレンス長を持つレーザ光線である場合、伝播部品中での干渉によって、干渉縞や、斑点や、他の不均一な特徴が発生しかねない。時間の経過と共に生じたり変化したりする不均一性という影響によって、フィードバックと不安定性のために、反射部品とレーザ空洞を持った光学装置が不安定なものとなりかねない。
【００１８】
図１で、レイ３２は部品３０内で発散するが、これは、部品３０によって、光源２０からの光２２が拡散して、適切な分布が生成されたことを示唆するものであり、アセンブリ３４の入射表面が光２２の実効幅より大きい場合には、これは重要なことである。
【００１９】
アセンブリ３４は、部品３０から光を受領して、感知結果、例えば電気信号を出力する。アセンブリ３４は、この例では、透過構造体４０、すなわち、光がその中を伝播することが可能な材料構造体を含んでいる。
【００２０】
透過構造体の一例として「コーティング」、すなわち、別の構造体、例えば、光感知アレイまたは位置感知検出器（ＰＳＤ）上のまたは上方の光透過性材料から成る重層構造体がある。
【００２１】
透過構造体が２次元構造体の場合、この構造体は、１つの横方向では一定の透過勾配を有し、別の方向では階段状の透過勾配を有することがある。
【００２２】
構造体４０は、その出射表面のところで、光子エネルギが、図１で構造体４０中の領域４２と４４によって示す横方向位置の関数として変化するように光を透過させる。領域４２は波長λaを中心とするサブ領域で光を透過し、領域４４は波長λbを中心とするサブ領域で光を透過させる。レイ４６と４８で表す領域４２と４４からの光は、位置５２と位置５４で表す光感知部品５０の互いに異なった位置に入射する。したがって、光源２０からの出力光子エネルギがλaからλbに変化すれば、この変化は、位置５２と５４ｄで検出される光の変化によって示される。
【００２３】
検出器１２の設計は、単色性かまたはスペクトル的に広くて平行かまたは発散しているかなどの光源２０からの光２２の特徴によって異なる。設計に影響する他の要因には、波長分解能とエネルギ範囲がある。
【００２４】
レーザ光線は非常にコヒーレントなものとなって、波長と共に変化する干渉縞や斑点を発生することがある。これらの光源に対する適切な伝播部品は、単一モード光ファイバと拡散器を含んでおり、これが有効であるためには、単一モード光ファイバは光源の出力波長と互換性がなければならない。
【００２５】
光源からの光は、「光点」が、光感知部品５０上の狭帯域の波長、サブ領域の波長または別の集合の光子エネルギの波長の位置のところに現われるように透過構造体４０によって透過させることが可能である。「光点」は、光感知部品によって受光された光の縞の区別可能な高強度領域のことであり、この部品はこれに反応してより高い強度の領域の位置による情報を提供することが可能である。
【００２６】
ある波長またはある集合の光子エネルギに対する光点は、「エネルギに依存する位置」、すなわち、光子エネルギによって異なる位置を例証するものである。他の例には、「中心エネルギ位置」や「ピークエネルギ位置」がある。
【００２７】
「エネルギの中心位置」とは、情報を得ることが可能な元となる中心エネルギの位置である。
【００２８】
光感知部品は、多くの光点の各々に関する独立した情報と一緒に感知結果を出力することが可能であれば、これらの光点を同時に受光することが可能である。
【００２９】
光点のサイズは、光感知部品が、光点の感知結果を、光点が動いていても出力し続けることが可能であるに十分なサイズでなければならず、また、光点のサイズは、光感知部品が光点位置による感知結果を出力することが不可能となるほどに大きくてはならない。
【００３０】
図２のアレイ６０は、中心波長λaを囲むサブ領域中の光を大部分受光する位置５２にあるセル６２と、中心波長λbを囲むサブ領域中の光を大部分受光する位置５４にあるセル６４を含んでいる。同様に、光源２０からの光２２は「ピークエネルギ値」を有することがあるが、この値は、近傍のサブ領域の強度をかなり超える強度を持つエネルギサブ領域の最大値を意味するものである。光点も同様に、この光点の強度が最大となる「ピーク強度位置」を有する。
【００３１】
環境条件が変化したため、結果として、光源２０の波長がピークエネルギ値λaとλbの間をシフトするようであれば、ピークエネルギ値がλaとλbの２つ発生するということがありえる。光源２０からの光２２は、それがピークエネルギ値を有し、また、そのエネルギ領域の約１／１０以下のサブ領域中で近傍の強度をかなり越える強度を持つようであれば、「狭帯域」のエネルギを持つことがありえるが、これとは対照的に、「広帯域」の光のエネルギ分布は、比較的広い領域にわたって狭帯域の光より均一であり、また、対象となっているすべてのサブ領域でかなりの強度を含んでいる。対象となるサブ領域は、数ピコメートルから数十ナノメートルの範囲に及ぶ。
【００３２】
波長λaとλb間でシフトするかまたは構造体４０の入力表面で別の変化があるかすると、位置５２と５４での光子の「相対量」が変化しかねないが、これらの位置での量は、このシフト以前より以後のほうが互いに対する関連性が異なる。この量は、一方での量が他方での量と比べてほんの少しだけ増減するような分量だけ増減し、例えば、一方の位置での量が、他方の位置での量未満からこの量より大きくなるように変化したり、一方の量が増え、同時に他方が減少したりする。
【００３３】
上記のグラフは、光源２０から入射した縞に反応するアレイ６０上の位置に対する光強度の関係を示している。ピークエネルギ値λaを持つ光が入射した結果、曲線６６で表す強度分布を持つ光点が得られ、同様に、ピークエネルギ値λbを持つ光が入射した結果、曲線６８で表す強度分布を持つ光点が得られる。曲線６６の光点は、曲線６８上のその位置に達するまで一連の連続した位置を辿るが、これは、光源２０の波長が、不連続に遷移したり飛んだりするのではなく、λaからλbに連続的に遷移するからである。
【００３４】
このグラフは、この光点に反応する感知された光子量を示している。最初に、セル６２がＩa1に比例した量を感知し、セル６４がＩb1に比例した量を感知し、次に、セル６２がＩa2に比例した量を感知し、セル６４がＩb2に比例した量を感知する。相対的な感知量は変化するが、第１の光点の相対量（Ｉa1／Ｉb1）は１より大きく、第２の光点の相対量（Ｉa2／Ｉb2）は１未満である。差（Ｉa1−Ｉb1）は正の値であり、差（Ｉa2−Ｉb2）は負の値である。隣のまたは近傍のセルと比較すると、各々の光点のピーク強度位置は、最高の感知量を持つセルを発見することによって近似させることが可能である。
【００３５】
ピーク強度位置を発見するには、より洗練された方式によって、感知量の集合のガウス分布へフィットさせ、ガウス曲線の最大値を、アレイのセルに広がるより高い強度の領域を持つ大きい光点の光点位置として用いればよい。小さい光点に対しては、最大の感知量を持つセルをその位置として取ってもよい。ＰＳＤ上の光点の位置はある程度、そのサイズとは無関係であり、出力された光電流をＩ1およびＩb1とすると、差分信号（Ｉ1−Ｉ2）／（Ｉ1＋Ｉ2）は光点の中心軌跡の分散を示している。
【００３６】
アレイ６０のすべてのセルからの光の感知された量を閾値と比較して、より高い強度を持つセルを選択し、この感知量を例えば対で比較すれば、最も高い強度を持つセルを発見することが可能である。セルがたった1つであれば、光点を最高の強度のセルの位置から内挿して、その位置を得ることが可能である。最大の強度を持つセル同士間の距離を閾値と比較すれば、２つ以上の最大値を取り除くことが可能である、すなわち、明瞭に画定される光点が１つもない場合、複数個の最大値を持つ光の縞は線形に変化することはないが、これは、この縞がアレイ上を移動するからであり、このため、複数個の光点を取り扱うことが不可能なＰＳＤにとっては恐らく問題となる。アレイ上の複数の光点を追うようなソフトウエアなら、複数の最大値を持つ分布同士は、互いに十分離して追跡することが可能である。
【００３７】
図２では、位置や中心軌跡を得るのではなくて、位置のズレ（シフト）を直接に検出して、位置を別個に計算することなく量の差を提供することが可能である。Ｉ62をＩ64と比較すると、Ｉ62は、最初はＩ64より大きいが、Ｉ64より小さくなり、これは、曲線６６から曲線６８にシフトしていることを示しており、これは、絶対値を検出するより容易なズレの検出の例である。
【００３８】
感知された量を比較することが可能なコンパレータ７０にバイアスを印加し、これで、ライン７２に出力された信号が、セル６２と６４間の光点の境界を、または、波長をλaとλb間でシフトさせるようなエネルギ分布の変化を示すようにすることが可能である。
【００３９】
光感知量の差は、「差分量」、すなわち、２つ以上の量同士間の差を示す値の例である。差分量は、差分増幅器または他のアナログコンパレータから得られたバイアスがかかったもしくはかかっていないアナログ出力値であったり、一方もしくは両方ともが正規化されたもしくは別様に調整された２つのデジタル値を減算して得られた単純な差であったり、アナログ回路もしくはデジタル回路で得られた比率であったり、２つ以上の量の各々と平均値などの第３の量との差などの関連した差分量を結合して得られた値であったり、差に関する情報を含む他のいずれかのアナログ値もしくはデジタル値であったりする。例えば、３つ以上の量の差分量を得るには、量を２つのグループに分類し、各々のグループを、加算することによって、また、必要であれば、グループのサイズの差を埋め合わせるために重み付けすることによって結合し、次に、結合された量を直接に比較すればよい。「差分信号」とは、差分量を示す信号を意味する。「差分出力」とは、２つ以上の量同士の差に関する何らかの種類の情報、例えば、大きさ、符号または変化を提供する信号を意味する。
【００４０】
図３のＩＣ９０は光センサーアレイ１００を含んでいるが、これは２次元のアレイであり、そのセルの行に複数の光センサーが含まれている。アレイ１００の様々な行すなわち様々な部分をコーティングまたは別様に構造化して、様々なエネルギ領域またはサブ領域の光を感知することが可能である。１つのＩＣから得られる情報によって、広いエネルギ範囲にわたって詳細に分析することが可能である。行１０２中にある基準セルから、空間分解されたリアルタイムの基準信号を出力して、不均一性を補正することが可能である。
【００４１】
アレイ１００はサブ領域セルに近接した基準セルを含む。
【００４２】
行１０２中のセルは各々が、適切な範囲全体λallにわたって光を感知して、基準信号を生成する。行１０２中で対を成すセルから同じオーダーの信号強度を有することが利点となる場合、この行のセルは行１０４中のセルとは異なったものでなければならない、例えば、感知面積が異なる、または、この対を成すセルに対するコーティングとは異なったグレイフィルタコーティングでなければならない。
【００４３】
行１０４中のセルは各々が、λminとλmax間のそれぞれのサブ領域の光を感知するが、例として示されているセル１０６はλpを中心としたサブ領域の光を感知する。ＩＣ９０はまた、アレイ回路と、アレイの読み出しに関連する周辺回路１１０を含んでいる。
【００４４】
ＩＣ９０はコンパクトであり、したがって、デバイス、例えば、光子エネルギ監視デバイス内で用いることが可能である。ＩＣから得られた結果を合成することが可能である。
【００４５】
図４で、光センサーアレイの断片部１５０の断面図を見ると、セル１５２が断面図で概略的に示されている。セル１５２上で、透過構造体１６０は入射光線１６２を受光する。
【００４６】
構造体１６０は、例えば、横方向に光透過特性が変化する薄膜であったりする。楔形状の透過性空洞１７０が反射性薄膜１７２と１７４によって囲まれており、これで、楔形状のファブリー・ペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）のエタロン（ｅｔａｌｏｎ）を形成している。構造体１６０は、ｙ軸上の位置によってその厚さが変化するため、ｙ軸上の位置に関数、「波長位置関数」として様々な波長を透過させる。
【００４７】
構造体１６０への光子エネルギ分布と波長位置関数とによって、断片部１５０上に１つ以上の光点があるかどうか決まる。適切なサイズのエネルギサブ領域に高い強度があって、隣のサブ領域には非常に低い強度があれば、あるセル１５２上に光点があり、その光感知された量を用いれば、光点の位置によって変化する感知結果を得ることが可能である。受信されたエネルギ分布と波長位置関数とを一緒にすれば、恐らく光点がなくても、このような感知結果を得ることが可能である。
【００４８】
構造体１６０は、アレイの上または上方に適切なコーティングを施して生成することが可能である。薄膜１７２および１７４と空洞１７０はすべて、蒸着チャンバ中で堆積ビームに露光することによって生成することが可能であり、一様な厚さを持つ薄膜１７２と１７４は軸上堆積法で生成し、厚さが横方向に変化する空洞１７０は軸外堆積法によって生成することが可能である。ＳｉＯ2、ＴｉＯ2やＴａ2Ｏ5などの非金属材料から成る層を用いて、吸収係数が低く、屈折率が大きい薄い層を交互に堆積することによってブラッグミラーが生成される場合には、薄膜１７２と１７４は空洞１７０と比較してその厚さを比較的大きくすることが可能である。薄膜１７２と１７４は、反射性材料からなっていれば、はるかに薄くすることが可能である。
【００４９】
非金属材料の厚さは、空洞１７０の所望の透過波長λと屈折率ｎに基づいて設計することが可能である。空洞１７０の厚さは、λ／（２ｎ）または薄膜１７２と１７４内のブラッグミラー層の厚さの整数倍λ／（４ｎ）とすることが可能である。各々の薄膜中のこのような層の対の数は、屈折率、所望の透過帯域および所望のストップ帯域の反射率によって例えば２〜５から２０または３０にまで変化しえる。
【００５０】
図５に、構造体１６０の横方向に変動する特性を示す。厚さは位置によって変化するため、空洞１７０はｙ軸上の位置の関数として様々な波長を透過させる。セル１５２の透過される波長のほとんどが、１〜９と記される低い反射率最小値を有している。構造体１６０の高透過率光子エネルギ範囲は横方向に変化する。
【００５１】
図６で、アセンブリ３４は透過構造体１８０、例えば、層１８２、１８４、１８６、１８８の各々が横方向に勾配付けされている横方向に勾配の付いたブラッグミラーを含んでいる。これらの層は各々が、軸外堆積法を用いて空洞１７０に対して作成することが可能である。
【００５２】
厚さがy軸上の位置によって変化するため、構造体１８０は、ｙ軸上の位置の関数として様々な波長を反射する。図７の曲線２００、２０２、２０４、２０６は、断片部１５０中の４つのセル１５２に対する構造体１８０の反射率を示しているが、曲線２００が４つのセルのうちの最も左側のセルに対する反射率であり、曲線２０６が最も右側のセルに対する反射率である。構造体１８０の高反射率範囲は横方向に変化する。
【００５３】
図８に、２次元のうちの各々に横方向変動があるように製造された透過構造体２１０を示すが、これは、アレイの行が違えばコーティングも違うように製造され、これで、セルが様々な領域またはサブ領域の光を感知することが可能となるようにしている。
【００５４】
堆積ソース２１２は、構造体２１０のどのポイントでも２つの角度を持つことを特徴とする堆積ビーム２１４を出力する。一方の角度は堆積ビーム２１４のｘ軸方向の角度が変動するため発生し、他方の角度はｙ軸方向の角度が変動するため発生し、その結果、ｘ軸方向とｙ軸方向で厚さの勾配が異なることになる。各々のｙ軸方向の行内のセルは、図７に類似したように光子エネルギの範囲の光を感知するが、この範囲は、他のどのｙ軸方向の行中のセルによって光感知される範囲とも異なる。
【００５５】
構造体２１０は傾斜した支え構造体上に形成することが可能であるか、堆積ソース２１２を傾斜させることが可能であるか、またはその双方が可能であるかである。
【００５６】
図９の透過構造体２２０は横方向に変化するが、厚さの変化はない。光学的厚さｄ*ｎは横方向に変化するが、ここでｄは一定の厚さであり、ｎは屈折率である。
【００５７】
最初に均質なコーティング２２２を堆積ソース２２４によって堆積して、アレイ１５０の表面上に堆積ビーム２２６を均一に出力する。
【００５８】
次に、光源２３０がこのコーティング上をスキャニングして、構造体２２０中では屈折率ｎが横方向に変化するようにする。光源２３０は、ｘ軸に平行な各々の線上では強度Ｉは一定値であるが、ｙ軸上の値によって、ｘ軸に近い線上のＩminからｘ軸から遠い線上のＩmaxまで変化する紫外線光源であったりする。アレイ１５０中セルへの波長は、ｙ軸上ではλminからλmaxまで変化することが可能である。２次元で変化させることも可能である。
【００５９】
図１０のアセンブリ３４は、ｙ軸上では階段状の勾配を有している。断片部１５０は、セル１５２とＣＣＤアレイまたはＣＭＯＳアレイを含んでおり、Ｘセルはその属す階段が異なれば異なったエネルギサブ領域の入射範囲の光子を受光する。
【００６０】
透過構造体２４０は入射光線２４２を受光するが、階段状の透過空洞２４４は反射性薄膜２４６と２４８によって囲まれており、これで、階段状のファブリー・ペローのエタロンを形成している。
【００６１】
図１１のハーフトーンマスク２５０は、堆積空洞２４４を別として堆積ソース２２４とアレイ１５０間に置かれており、これでコーティング２２２は構造体２４０のような階段状の形状を有する。マスク２５０はＮ個の矩形の領域２５２〜２５４を含むが、これらの領域の各々が、堆積ビーム材料が容易に通貨可能なほどに十分大きい穴を有している。穴の深さはρ1からρNまで増加し、空洞２４４の厚さもまた増加するが、空洞２４４が領域２５２の下で最も薄く、その後の領域の下で徐々に厚くなって、領域２５４の下で最も厚くなる。
【００６２】
空洞の勾配が連続的または一様である場合、穴の密度はρ1からρNまで連続して増加し得る。図９に類似した技法によって、光源２３０は、スキャニングによってまたは同時放射によって階段状の放射機能を提供することが可能である。こうする代わりに、光源２３０は、階段状の吸収機能を持つ光吸収構造体によって一定の放射機能を提供するようにすることも可能である。
【００６３】
感知された光量は並行に読み出して比較され、位置、光点位置情報、他の位置情報、波長ズレ情報および入射光子に関する他の情報によるまたはこれらによって異なる感知結果を得ることが可能である。隣同士のセルのサブ領域が重なっていれば、デコンボリューションなどの技法によって精度を向上させることが可能である。
【００６４】
分解能は、アレイ中のセルの数、透過ピーク値の半値全幅（ＦＷＨＭ）およびセルごとのピークシフトによって決まる。ＦＷＨＭおよびピークシフトが小さいほど、より分解能をもたらす。完全にカバーされた分光幅は、ＦＷＨＭとセルごとピークシフトを増加させることによって増す。透過窓の分光幅とストップ帯域の反射率は、それぞれ別個に最適化することが可能である。
【００６５】
実験的なコーティングは一般的に、波長を０．０１〜数１０ナノメートル（ｎｍ）まで及ぶように選んだ状態で、そのサブ領域中では光子の約６０％を透過させる。
【００６６】
図１２で、光センサーアレイ２６０は横方向に変化するコーティング２６２によってカバーされている。ファイバ２７０は光を出力し、また、コーティング２６２の表面にできる限り近くに置かれている。図１３で、ファイバ２７０は、アレイ２６０の面積とほぼ同じ断面積を有しており、これでアラインメントが安価で簡単なものとなっているが、分解能を高くするには適していない。
【００６７】
図１４で、光源２８０は光を発散させ、また、コーティング２６２から十分隔たって置かれ、これで、アレイ２６０の感知面積全体を照射するようになっている。これによって、アラインメントを安価で簡単に実施可能であるが、分解能を高くするには適していない。
【００６８】
半導体レーザからの光は、その出口表面がエアーギャップによってコーティング２６２から分離されている光ファイバを介して成功裏に伝播されている。干渉とフィードバックを防止するため、単一モードファイバを用いた。
【００６９】
例えば入射角度が互いに異なるために生じた不均一性（Ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）は、基準セルからの光の感知量を用いて補正することが可能であるか、または、代替例では、この感知量を用いて所望の分布を得ることが可能である。
【００７０】
単一モードファイバによって、レーザまたは他の高度にコヒーレントな光源を、コーティング２６２または他の部品から発生する反射からデカップリングし、これによって、フィードバックを回避する。この問題は、他の光分離法によっても回避することが可能である。高度のコヒーレントな光源からの光は、中心から光感知アセンブリ上に散乱させることが可能である。
【００７１】
図１５で、レンズ２８２は、光源２８０とコーティング２６２間にあって、光源２８０からの発散ビームを平行ビームにして、アラインメントを簡単に実施可能とし、高い波長分解能を可能としている。レンズ２８２は、大面積光源をコーティング２６２上で結像することが可能である。
【００７２】
図１６で、光学部品２８４は、点状の光源２８０とコーティング２６２間にあるが、これは、発散ビームを平行ビームにとするＳＥＬＦＯＣ（登録商標）または屈折率分布型レンズであったりする。この構造で、焦点がちょうど自身の表面にある市販のＧＲＩＮレンズを用いて、すべての部品が互いに取り付け可能となる。
【００７３】
図１７では、発散のため入射角がことなる不均一性を持つ光源が、横方向に変化する透過性ではなくて、均一な透過構造体によって横方向に変化するエネルギ分布を生成する。アレイ１５０は、ＤＢＲミラー３０２と３０４間にある均一なファブリ・ペロー空洞（ｃａｖｉｔｙ）３００から入射光線を受光する。セル１５２は、ミラー３０２と３０４の透過特性と反射特性が入射角度によって変化するため、様々なサブ領域の光を感知する。
【００７４】
光源３１０は点状であったりする。レイ３１２は垂線に対して入射角度が０°であり、直進して最も左側のサブ領域セルに至る。レイ３１４は垂線に対して入射角度が３０°（すなわち表面に対して６０°）であり、レイ３１６は垂線に対して角度が６０°である。レイ３１４と３１６の経路のほうが長く、この結果、波長位置の関数が角度分布によって定められることになる。
【００７５】
図１８のボックス４００は、適切に構成された光源と、光感知アセンブリと、恐らく１つ以上の拡散部品を持ったデバイスを生成する。これには、別個の部品を支え構造体に取り付けること、これらの部品を含む組み込み構造体を微細加工することおよび他の適切な動作が含まれる。
【００７６】
次に、ボックス４０２で較正を実行する。必要な接続を、ボックス４００で、またはボックス４００以後にそして較正以前に作成することが可能である。較正は、ボックス４００で、基準光源で実行することが可能である。
【００７７】
図１９では、システム６００を用いて、光源からの光の光子エネルギを監視している。中央処理装置（ＣＰＵ）６０２はバス６０４を介して接続されている。
【００７８】
外部入力／出力（Ｉ／Ｏ）部品６０６とメモリ６０８は双方とも、バス６０４に接続されている。外部Ｉ／Ｏ６０６によって、ＣＰＵ６０２は、システム６００の外部のデバイスと通信することが可能となる。外部Ｉ／Ｏ６０６は適切なユーザインタフェースに接続することが可能である。ＩＣのＩ／Ｏ６１０によって、ＣＰＵ６０２は、アセンブリ３４中の１つ以上のＩＣと通信することが可能である。Ｍ個のＩＣが、アレイ６１８を持つＩＣ（ｍ）６１６を含めＩＣ（０）６１２からＩＣ（Ｍ−１）６１４まで直列に接続されている。
【００７９】
メモリ６０８は、プログラムメモリ６３０とデータメモリ６３２を含んでいる。プログラムメモリ６３０には、監視ルーチン６４０が含まれている。データメモリ６３２には、較正データ６４２が含まれている。
【００８０】
ルーチン６４０によって、ＣＰＵ６０２は光源６０７を起動して、次に、サブ領域セルを読み出して光感知量を用いて光子エネルギを監視するように、６１４を介してＩＣ６１２の各々に対して信号通知する。ルーチン６４０はまた、オプションとして、基準セルを読み出してこの光感知量を用いて、サブ領域セルから得られた光感知量を調整することが可能である。ＰＳＤ実施例では、こうする代わりに、ＣＵ６０２は回路を制御して、出力電流をＰＳＤから差分増幅器に接続することが可能である。
【００８１】
図２０のボックス６５０で、ルーチン６４０は外部Ｉ／Ｏ６０６を介して光源６０７に信号を出力して、光源６０７に、例えばＩＣ６１２〜６１４上に、連続光またはパルス光の適切な分布を生成させる。ボックス６５２で、ルーチン６４０は光感知部品から感知結果を得る。感知結果は位置によって異なり、したがって、光源６０７からの光のパルスと同期した感知期間中に得ることが可能である。ボックス６５４で、ルーチン６４０はボックス６５２からの感知結果を用いて、図２１〜２３に示す方法のうちの１つの方法による場合のように光子エネルギを監視する。
【００８２】
図２１で、ボックス６６０は、ボックス６５２から、各々の位置を通って反復ループを開始する。ボックス６６２で、反復するごとに、次の位置を用いて、光子エネルギ値、例えば波長を得る。ボックス６６４では光子エネルギ値を提供するが、各々の値は、ボックス６６２で得られた場合に提供することが可能である。サブルーチンは、破線で示すように、図２０のボックス６５２に至る破線で示されるように、ボックス６５２に復帰することがありえる。図２１では、光子エネルギを感知し、測定し、または決定することが可能である。
【００８３】
ボックス６６２では、較正データ６４２にアクセスすることが可能である。
【００８４】
較正中、図２０と図２１の動作に類似の動作を修正しながら実行することが可能である。
【００８５】
図２２では、光源の光子エネルギを制御、チューニング、選択またはロックすることが可能である。ボックス６７０では、ボックス６５２から得られた感知結果が適切であるかどうか判定される。結果が適切でなければ、ボックス６５２で、さらなる感知結果を得て、再度破線を追ってボックス６５２に進む。しかしながら、感知結果が適切であれば、ボックス６７２で、感知結果を用いて、現在の光子エネルギ値を得る。ボックス６７４で、この現在の光子エネルギ値を較正中に得られた基準光子エネルギ値と比較して、チューニング値を得て、光源６０７に対して、その出力光子エネルギを基準エネルギにまで戻させる信号を示す。ボックス６５０では、ボックス６５０に至る破線を追って、このチューニング値にしたがって光源６０７に対して信号が提供される。
【００８６】
図２３の動作は、較正も絶対測定もなしで用いることが可能である。ボックス６８０では、ボックス６４から得られた感知結果が適切であるかどうか判定し、適切でなければ、ボックス６５２で、さらに多くの感知結果を得る。しかしながら、感知結果が適切であれば、ボックス６８２で、感知結果が以前の読み取り位置と比較して位置が変化したことを示しているかどうか判定するが、これはある種の比較測定である。ボックス６８２ではまた、変化の大きさや方向などの情報を得ることが可能であるが、大きさに関する詳細な情報は較正する必要がある。変化がなければ、ボックス６５２でさらなる感知結果を得る。位置の変化があれば、ボックス６８４でこの変化に関する情報を用いて、チューニング値を得て、光源６０７に対してこの変化を逆転させる信号を示す。ボックス６５０は、このチューニング値にしたがって光源６０７に信号を出力する。
【００８７】
図２３では、比較測定と制御によって光点を正しい位置に保持することが可能である。図２３の動作を実行して、較正データなしで安定した位置を維持することが可能である。波長のズレは、単一モードファイバを用いて同じように検出されている。ボックス６８２で検出されたように位置が変化すると、その結果、ボックス６５０で光子エネルギが逐次に修正されて、位置を設定点に復帰させ、即時に全部補正するのではなくて少しずつ逐次に補正するようにする。
【００８８】
パルス光源の場合、図２０〜２３の動作を修正して、光感知動作をパルスと同期させる。ボックス６５０ではパルスまたは一連のパルスを始動し、ボックス６５２と６５４をパルスごとに適切な回数だけ実行して、絶対的または相対的なエネルギ情報に対する感知結果を得ることが可能である。
【００８９】
ＣＰＵ６０２と他の部品は監視回路として動作して、光源６０７とＩＣ６１２〜６１４に対して信号を出力し、ＩＣ６１２〜６１４から信号を受信することが可能である。光源６０７に対して光パルスを出力させる信号を意味する１つ以上の「パルス信号」を光源６０７に提供することが可能であり、同様に、「感知信号」によって、ＩＣ６１２〜６１４などの光感知部品に対して光を感知させることが可能であり、こうすれば、ＩＣ６１２〜６１４からの「読み出し信号」が感知結果を示すことが可能となる。パルス信号に反応して、光源６０７は「放出期間」でパルスを放出することが可能であるが、この期間中、このパルスは放出または別様に提供され、感知信号に反応して、各々の光感知セル、ＰＳＤまたは他のＩＣ６１２〜６１４の感光性表面は「感知期間」で入射光子を感知することが可能であるが、この期間中、光パルスなどの入射光子によって感知結果が影響される。
【００９０】
図２４に、パルス信号と感知信号が一緒になって、光パルスごとに、放出期間と感知期間を連続して同期させている様子を示す。波長７００には一連の外部トリガー信号が含まれているが、これらの信号は監視回路によって出力することが可能であり、また、光源に対してはパルス信号として、光感知部品に対しては感知信号として並行に提供することが可能であるが、恐らくその遅延時間は互いに異なっている。感知信号が受信されるごとにそれに反応して、光感知部品は、波形７０２で示すように感知期間を開始する。パルス信号が受信されるごとにそれに反応して、波形７０４で示すように光源は放出期間を開始するが、放出期間は各々が、相応する感知期間の後で開始されるが相応する感知期間以前に終了する。感知期間以後、波形７０６で示すように、次の外部トリガー信号の以前の読み出し期間中に読み出しを実行するが、読み出しに際しては、例えば、増幅、アナログ・デジタル変換および差分量獲得などの動作がなんらかの適当な順序で実行されて、アナログまたはデジタルの差分信号を得るようにする。
【００９１】
光パルスは、パルス信号に反応して放出期間中に提供することが可能であり、また、感知信号に反応して感知期間中に感知されるが、パルス信号と感知信号は、感知期間が放出期間の開始に遅れることなく開始され、放出期間の終了の後で終了するように提供される。
【００９２】
図２５は、連続する感知期間が時間的に十分近接しており、これで、感知期間を成す一連の光パルスがそれぞれ、パルスの放出期間中で完結する少なくとも１つの感知期間を含むようになっている様子を示している。波形７２０は、同じソースからまたは独立したソースからのパルス信号に反応してそれぞれの放出期間の中に一連のパルスを含んでいる。波形７２２は、感知期間と読み出し期間を合わせたものを含んでいるが、この間に光が感知され、この感知期間／読み出し期間は放出期間よりはるかに短く、また、時間的に十分互いに近接しており、これで、各々のパルス中に少なくとも１つの完結な感知／読み出し期間があるようにする。連続する２つの感知／読み出し期間同士間の時間期間が１つの感知／読み出し合成期間より短い場合に備えて、ある実施例では、複数の読み出し回路、例えば、後続の感知／読み出し期間中で最初の感知／読み出し期間から得られた感知結果を処理する第１の回路と、後続の感知／読み出し期間中で第２の感知／読み出し期間から得られた感知結果を処理する第２の回路など、を含むことがありえる。
【００９３】
波形７２４と７２６は、感知期間が頻繁に発生するような極端な場合における、読み出しの結果と、２つのセルから得られたものなどの、波形７２２内の感知期間の各々から得られた感知結果を合成した結果とを示しているが、同様な波形は、より頻繁でない感知期間を用い、次に、結果を内挿するまたは別様に平滑化することによって得ることが可能である。波形７２４は、例えば、和、積もしくは加算の結果を示すような他の演算による加法的な量を示すことがあり、一方、波形７２６は差分的な量を示すことがある。波形は各々が、セルの暗電流の結果として発生しえるそれぞれのベースラインを有しているが、波形７２４は、ベースラインと同じほぼ振幅と同じ符号を持つ各々のパルスを示しており、一方、波形７２６は、各々のパルスの波形が、その光点の運動による符号と振幅の固有の組み合わせを有していることを示している。波形７２４を用いてパルスタイミング情報を得ることが可能であり、一方、波形７２６を用いてエネルギ情報を得ることが可能である。２つの曲線を、そのタイミングに基づいて、すなわち、後でＡ／Ｄ変換を実施もしくは実施しないで、アナログ形態で得られたものであるか、または、感知結果の読み出しの前もしくは後でＡ／Ｄ変換後にデジタル形態で得られたものであるかに基づいて相互関連付けさせることが可能である。
【００９４】
このようなタイミング図は、様々なパルスの持続時間とパルス同士間持続時間、感知期間の周波数および持続時間を持つ光感知アレイまたはＰＳＤによって得ることが可能である。持続時間が約１ｎｓｅｃであるレーザパルスの場合、感知期間の周波数は５００ＭＨｚ、すなわち、感知期間各々の持続時間が約０．０１ｎｓｅｃである。可能であれば、各々の感知期間から得られた感知結果は、次の感知期間前に読み出すか、または、各々の感知期間が光感知アレイのそれぞれのセルで実行され、すべてのセルの読み出しがパルスとパルスの間で実行されるようにする。パルス間時間は放出期間の数倍になりかねず、そのため、各々のパルス間時間内に数個の感知期間が存在する、例えば、パルス間時間中に１０以上の感知期間があるということになりかねない。
【００９５】
図２６に、各々のパルスが実際にその感知期間をトリガーさせる様子を示す。波形７４０には、一連の入射パルスが含まれている。波形７４２は、どのようにして、過渡的な立ち上がり（または立下り）電圧が各々の入射パルスの結果発生して、閾値電圧に達して次にこれを超える（または未満にとどまる）か、を示している。波形７４２内の過渡的電圧は、ＩＣ上のセルまたはセルの集合を制御感知回路として専属的に機能させて、各々のパルスの光を感知し、また、結果として得られる閾値または他の適当な基準が満足された場合に、一連のパルス中の第１の感知期間を開始させることによって得ることが可能である。
【００９６】
波形７４４では、感知期間の一連のパルスはそれぞれが、パルスが感知期間が終了する以前に終了するに十分長いたった１つの感知期間を含んでいる。感知期間が終了した後、波形７４６に示すように、次のパルスが受信される以前の読み出し期間中に感知結果が読み出される。
【００９７】
図２６で、感知期間の一連のパルスはそれぞれが、２つ以上の感知期間を含むことがある。また、閾値に達したら感知期間を開始させるゲート状またはシャッタ状の回路によって、または、ＣＰＵ６０２を操作することによって、第１の感知期間で、閾値に達した場合に制御感知回路からの信号に反応してＩＣのＩ／Ｏ６１０から感知信号を出力させるようにすることも可能である。閾値と比較したり、別の基準を適用したりする動作は、１つのリード線から固定電圧を受け、別のリード線からパルスによる過渡的電圧を受けるコンパレータによって同じように実行することが可能である。
【００９８】
ボックス６５２の動作は、各々の放出期間中に１つの完結した感知期間が確実にあるような仕方で各々のパルス中に少なくとも２回実行することが可能である。他方、非常に短いパルスが比較的長いパルス間時間によって分離されている一般的なパルスレーザ実施例の場合、感知期間がパルスの開始直前もしくは直後に開始され、パルス集直後に終了し、これで、パルス開始前とパルス終了後に受光される光が無視されえるようになる場合のように、各々の感知期間には完結したパルスが含まれるがパルス間時間はあまり含まない。パルスの感知期間と放出期間は他にも、いくつかのパルス後に平均化したり、長い感知期間を用いたり、様々な仕方で関連させることが可能であるが、この結果として、１つのパルスまたは一連のパルスに関する有益な情報となるような差分量が得られることはほんのわずかである。
【００９９】
あるパルスに対する感知結果を用いて、従来の周波数分析によってこのパルスの周波数を得ることが可能である。様々なサブ領域の光を受光する１対の光ダイオードまたは他の光感知セルからの感知結果を用いて位置に基づいた相対的波長情報を提供する差分信号を得ることが可能である。差分信号は、差分増幅器または他の差分読み出し回路によって得ることが可能であり、また、感知された光量同士間の差を示すことが可能である。
【０１００】
感知結果を得るには、入射光線に依存する大きさを持つ電流を、アレイ内の各々のセル中の適切な感知期間にわたって積分して、電化の積分値を得るようにすればよい。こうする代わりに、各々のセルが、入射光線が電子やホールなどの自由電荷キャリアを発生する感知エリアを含んでおり、また、電荷キャリアを蓄積する回路を含んでいる場合、感知期間は、蓄積された電荷キャリアに基づいて差分出力を得る動作などの初期化動作によって開始され、読み出し動作によって終了する。
【０１０１】
ボックス６５２では、特殊な光感知部品と回路、例えばＰＳＤを用いて光点の位置を検出する。差分信号を光子エネルギの１つの分布から得て、分布に関する情報を得ることが可能であったり、または、例えば、ピーク強度位置のピークエネルギ値同士間などの波長ズレ情報を得ることが可能であったりする。
【０１０２】
光子エネルギの１つの分布から差分量を得るには、ＰＳＤからの光感知量または２つのセルもしくは２集合のセルからの光感知量を示す電流を比較すればよい。適切な差分増幅器を用いて、ボックス６５２では、セルから差分増幅器への読み出しを制御することによって特に高い分解能との比較を実行し、この後で、２つの位置に対するアナログの比較結果をデジタル値に変換して、バス６０４を介して転送する。互いに異なった２つのＰＳＤ電流の強度を特に高い分解能と比較する際には、差分増幅器を用いることが可能である。他のいずれかの適切なアナログ部品でもバイアスされたまたは無バイアスのアナログ差分またはアナログ比率を提供することが可能である。
【０１０３】
光感知量を比較以前にデジタル化することが可能であり、また、ボックス６５２では、２つ以上の位置に対する比較結果を示すデジタル差分量または他のいずれかのデータを得て、恐らく、各々のデジタル化された値を正規化または別様に調整することが可能である。減算、除算または他のなんらかの演算によって、光感知量同士間の差を示す結果を生成することが可能である。
【０１０４】
デジタル比較すると、フレキシビリティが大きくなる。ボックス６５２では、すべての非ゼロまたは閾値を超える光感知量をなんらかの適当な方法で２つのグループに分割して、この量を加算して、グループごとに量の和を得て、この量の和を、たぶん各々のグループ番号の違いに対して重み付けした後で、比較することが可能である。位置情報を得るには、グループを位置に基づいて選べばよい。
【０１０５】
より一般的には、分解能を増すには、ＣＰＵ６０２で、光感知された量を較正値と比較すればよい。
【０１０６】
絶対波長の場合、較正データ構造は位置と波長間の対応関係を示すことが可能であり、相対的な波長の場合、較正データ構造は、一方では位置の差もしくは相対的な光感知量と、他方では、波長、ピーク値、分布もしくは刺激値の差との間の対応関係を示すことが可能である。ルーチン６４０では、どちらかまたは双方のタイプの情報を得ることが可能である。
【０１０７】
発散に由来する不均一性は、角度分布が安定している限り、波長のズレの検出などの相対的な測定にとっては問題とはならないが、これは、角度に依存する逸脱は較正によって補正可能であるからである。
【０１０８】
システム６００の部品は、図２７では、検出器８００のソース６０７と他の部品に接続されている。ソース６０７からの光は伝播部品８０２の入射表面から受光され、出射表面からさらに透過構造体８０４に至る。構造体８０４からの光は光感知部品８０６によって受光され、その結果、位置情報を示す信号となる。この装置は、検出器８０２を較正もしくはテストし、または波長を測定もしくは別様にソース６０７を監視することが可能である。
【０１０９】
ソース６０７、部品８０２、構造体８０４および部品８０６はすべてサポート構造体８０８上にある。従来の波長安定化されたまたは温度安定化されたレーザを取り除いてこの代わりに、はるかに安価になる見込みのアクティブ波長制御式半導体レーザを用いることが可能である。
【０１１０】
図２７では、較正中、ルーチン６４０では、部品８０６によって示される各々の位置が、チューニング可能とすることが可能なソース６０７が放出した波長と関連付けられているテーブルまたは他の適切なデータ構造をセットアップすることが可能である。別の光源に対する波長の絶対値を得るために、他方の光源をソース６０７の代わりに用いて、ルーチン６４０が、部品８０６が示す各々の位置を用いて、関連付けされている波長を較正テーブルから検索する。
【０１１１】
図２７のセットアップを用いても、波長の相対値を得ることが可能である。最初に示された位置を二度目に示された位置と比較して、位置の変化を得て、次にこれを用いて波長のズレの情報を得ることが可能である。
【０１１２】
ルーチン６４０では、たとえ特殊な場合、例えば、分布が連続してまたは並行に受領されるような場合でさえ、透過構造体の入射表面で受領された多くの分布の各々に対する差分量を得ることが可能である。
【０１１３】
ルーチン６４０では、例えば、２つの分布同士間に十分長い時間があり、これで、ＣＰＵ６０２が光感知動作を完了して次に差分量を得ることが可能な用であれば、第２の分布が受領される以前に第１の分布の差分量を得ることが可能である。光源からの分布に基づく差分量を比較して、エネルギの変化に関する情報を得ることが可能である。
【０１１４】
ＣＰＵ６０２は、外部Ｉ／Ｏ６０６を介して光源６０７に制御信号を提供することが可能である。
【０１１５】
採用可能なレーザとしては、様々なチューニング可能なレーザ、半導体レーザ、ガスレーザ、エキシマレーザ、ソリッドステートレーザ、ファイバレーザなどが含まれる。採用可能なチューニングメカニズムとしては、レーザ空洞を温度チューニング、レーザ電流チューニングおよび機械的チューニングして、特定の放出波長を選択するメカニズムがある。
【０１１６】
これには限られないが、球体レンズ、ＳＥＬＦＯＣ（登録商標）もしくは屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズまたは同様な機能性を持つ他のいずれかのレンズを含むなんらかの適切なタイプの屈折光学系また多回折光学系を用いることが可能であり、例えば、平凸レンズの代わりに両凸レンズを用いてもよい。
【０１１７】
サブ領域セルからの光感知量を、アナログまたはデジタル量を用いて、基準セルからの光感知量に基づいて調整することが可能である。
【０１１８】
図１〜２７に、パルスレーザと他のパルス光源からの光子エネルギを監視する応用例を示している。これらの技法では、ソフトウエアを修正して強度を監視して、出力／波長を監視するための合成型監視装置を提供するなどの他の動作を実行することが可能である。他の応用例には、例えば、周期的パルスレーザまたはランダム的パルスレーザからパルスを受信し、較正して所望の光子エネルギ情報を得るカメラまたはＰＳＤが含まれる。
【０１１９】
コンパクトで安価な部品で、パルスレーザや他のパルス光源の光子エネルギを既存のセンサーと光センサーを用いて監視するなどの動作を実行することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】光子エネルギ監視システムの略図である。
【図２】光センサーアレイの略図である。
【図３】集積回路（ＩＣ）の略平面図である。
【図４】あるアセンブリの略断面図である。
【図５】横方向に変動する光の透過性を示すグラフである。
【図６】別のアセンブリの略断面図である。
【図７】変動する光の透過性を示すグラフである。
【図８】透過構造体を製造する技法を示す図である。
【図９】透過構造体を製造する技法を示す図である。
【図１０】別のアセンブリの略断面図である。
【図１１】あるマスクの略上面図である。
【図１２】あるシステムの部品の略側面図である。
【図１３】図１２を線１３〜１３で切った断面図である。
【図１４】部品の略側面図である。
【図１５】部品の略側面図である。
【図１６】部品の略側面図である。
【図１７】別のアセンブリの略断面図である。
【図１８】フローチャートである。
【図１９】回路の略ブロック図である。
【図２０】図１９の回路で実行される監視ルーティーンの動作を示すかフローチャートである。
【図２１】図１９の回路で実行される監視ルーティーンの動作を示すかフローチャートである。
【図２２】図１９の回路で実行される監視ルーティーンの動作を示すかフローチャートである。
【図２３】図１９の回路で実行される監視ルーティーンの動作を示すかフローチャートである。
【図２４】タイミング図のセットである。
【図２５】タイミング図のセットである。
【図２６】タイミング図のセットである。
【図２７】略ブロック図である。
【図１】
0005401031.tif 000002
【図２】
0005401031.tif 000003
【図３】
0005401031.tif 000004
【図４】
0005401031.tif 000005
【図５】
0005401031.tif 000006
【図６】
0005401031.tif 000007
【図７】
0005401031.tif 000008
【図８】
0005401031.tif 000009
【図９】
0005401031.tif 000010
【図１０】
0005401031.tif 000011
【図１１】
0005401031.tif 000012
【図１２】
0005401031.tif 000013
【図１３】
0005401031.tif 000014
【図１４】
0005401031.tif 000015
【図１５】
0005401031.tif 000016
【図１６】
0005401031.tif 000017
【図１７】
0005401031.tif 000018
【図１８】
0005401031.tif 000019
【図１９】
0005401031.tif 000020
【図２０】
0005401031.tif 000021
【図２１】
0005401031.tif 000022
【図２２】
0005401031.tif 000023
【図２３】
0005401031.tif 000024
【図２４】
0005401031.tif 000025
【図２５】
0005401031.tif 000026
【図２６】
0005401031.tif 000027
【図２７】
0005401031.tif 000028