(57)【要約】【課題】レーザビームの極超短パルスのエネルギーを測定し制御するためのシステムを提供する。【解決手段】レーザビームにおける極超短パルスのエネルギーを測定するためのシステムは、ビームの偏光を方向付けるための半波長板を含む。偏光ビームスプリッターは、ビームの各パルスの一部分を反射するために使用され、ビームの残りの部分は標的に向けて送信される。反射された部分におけるエネルギーは、レーザエネルギー計（ＬＥＭ）によって測定され、ビームの残りの部分におけるエネルギーが決定される。ＬＥＭからの出力信号は誤差信号を得るために使用され、誤差信号は、ビームの残りの部分におけるエネルギーレベルを制御するため半波長板を回転させるために使用することができる。他の実施例において、固定比ビームスプリッターおよび第２のＬＥＭが、レーザビームの残りの部分におけるエネルギーを測定し制御するために使用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームの極超短パルスにおけるエネルギーを測定するための装置であって、
ビーム経路に沿ってレーザビームを向けるためのレーザ源であって、上記レーザビームは複数の上記極超短パルスを含み、各パルスはエネルギーを有する該レーザ源と、
上記レーザビームの各極超短パルスの上記エネルギーの予め決定された部分を受け取り、それをもって電流を生成するための光ダイオードであって、上記電流は単一のレーザパルスにおける上記エネルギーを表す電圧パルスを生成するものである該光ダイオードと、
上記電圧パルスを増幅するための増幅器と、
特定の時間期間にわたり上記増幅された電圧パルスを積分し出力信号を得るための積分器であって、上記出力信号が、上記レーザビームからの上記極超短パルスの上記エネルギーの測定である、該積分器と
を含む、上記装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、上記レーザビームは偏光性を有し、さらに、
上記レーザビームの上記偏光の方向を確定するための、上記ビーム経路上に置かれた回転半波長板と、
各極超短パルスの上記エネルギーの上記予め決定された部分を上記光ダイオードに向けて反射し、上記レーザビームの残りの部分を上記ビーム経路に沿って送信するための、上記半波長板と光学的に直線上にある偏光ビームスプリッターと、
上記半波長板の回転を制御するための比較器と、
を含むことを特徴とする、上記装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、上記比較器は、誤差信号を生成するために上記積分器の上記出力信号を既知の参照信号と比較し、さらに、上記誤差信号は、上記レーザビームの上記残りの部分における上記送信されるエネルギーを制御するために、上記レーザビームの上記偏光方向を確立するため上記半波長板を回転させるために使用されることを特徴とする、上記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は一般に、レーザビームのエネルギーを測定するためのシステムに関する。特に本発明は、レーザビームが複数の極超短パルスを含む場合の、レーザビームの極超短パルスのエネルギーを測定するためのシステムに関する。本発明は特に、レーザビームの極超短パルスのエネルギーの予め決定された部分を測定し、レーザ屈折手術のためにビームのエネルギーを制御するためのシステムおよび方法として有用であるが、この目的に限定されない。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
超高速（つまり、１−１００ｋＨｚの範囲における繰返し数）、極超短パルスレーザに対する現在の応用技術の多くにおいて、標的上に照射されているレーザビームのエネルギーを測定し、ある場合には制御することが必要あるいは望ましい。例えば、レーザ屈折手術において、目の角膜内の“レーザ−組織”相互作用は、強くエネルギーに依存する場合がある。従って、ビームが外科手術レーザシステムから出て目に入る前に、レーザビームのエネルギーを測定することができることが望ましい。パルスレーザビームのエネルギーを測定するための現在の手段の多くは、熱電気あるいは熱原理に基づいている。都合の悪いことに、これらの方法は、フェムト秒レーザビーム、つまり、約１ｆｓから１００ｐｓの範囲内のパルス幅および数キロヘルツのパルス繰返し数を有するビーム、の単一の極超短レーザパルスのエネルギーを正確に測定することができない。従って、超高速、極超短レーザパルスのエネルギーを測定するための他の方法が必要である。
【０００３】
超高速、極超短レーザパルスのエネルギーを測定するための１つの可能性は、等価電気回路によって測定機能を定義することである。この方法を使用すると、時間にわたって回路の電圧出力を積分し、入力レーザエネルギーに比例する値を生成することが可能となる。この方法をより詳細に考えてみると、光ダイオードを、レーザビームの個々のパルスを検知するために使用することができる。光ダイオードの操作可能波長に対応する光が検知されると、その光は光ダイオードによって吸収され、電荷担体は光ダイオード内で分離される。分離された電荷担体の量は、これは実際には電荷であるが、照射レーザパルスのエネルギーに直接比例することは周知の事実である。光ダイオードの両端が電気的に接続している場合、分離された電荷担体は等しくなり、電流を発生させる。明らかに、時間にわたるこの電流の積分は、分離された電荷担体の量に比例する。従って、電流によって発生した電圧の積分もまた、分離された電荷担体の量に比例することになる。重要なことに、この積分の値は出力値であり、照射レーザパルスのエネルギーに比例する。上記の電圧の積分に関して、高速アナログ積分器が、積分を計算するために使用される。積分処理は、レーザパルスが光ダイオードに到達する前、到達する間、あるいは到達した直後のいずれかの時において開始することができる。
【０００４】
電圧の積分によってパルスエネルギーを定義し量を測るために光ダイオード回路を使用することには、いくつかの利点がある。しかし、多くの光ダイオードは“波高”値検知器を含むことに注意されたい。都合の悪いことに、この型の検知器は、非常に高い繰返し数における極超短パルスを測定することができない。それにも関わらず、この分野において周知の一定の光ダイオードを使用すると、単一の極超短パルスのエネルギーを測定することが可能である。この状況において、測定は実際には、光ダイオードのインパルス応答の積分である。インパルス応答を積分することの利点は、測定がパルス幅あるいはパルス数に依存しないことである。さらなる利点は、光ダイオードの容量の変動が、最終的な測定に影響を与えないことである。また、高繰返し数におけるパルス毎のエネルギー測定を達成することができる。
【０００５】
レーザパルスのエネルギーの量を測定することに加えて、測定されたエネルギーデータは、レーザビームのエネルギーを制御するための制御ループ内へのフィードバックとしても使用することができる。レーザ屈折手術のような医療応用技術に関して言えば、システム効率および患者の安全の双方が、このような積極的な制御に対する必要性を駆り立てている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に照らして、本発明の目的は、レーザビームのエネルギーを測定するためのシステムおよび方法を提供することである。本発明の他の目的は、レーザビームの単一の超高速、極超短パルスのエネルギーを測定するためのシステムおよび方法を提供することであり、ここでレーザビームは、１−１００ｋＨｚの範囲における非常に高い繰返し数における複数のパルスを含む。本発明のさらなる他の目的は、標的上のレーザエネルギー照射を制御するために、レーザビームの超高速、極超短パルスのエネルギーを測定するためのシステムおよび方法を提供することである。本発明のさらなる他の目的は、使用しやすく、製造が相対的に簡単であり、そして比較的費用効果のある、レーザビームの超高速、極超短パルスのエネルギーを測定するためのシステムおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の概要）
レーザビームの極超短パルスにおけるエネルギーを測定し制御するためのシステムであって、ここでレーザビームは複数のパルスを含み、本システムは、ビーム経路に沿ってレーザビームを向けるためのレーザ源を含む。レーザビームは、パルス幅が１フェムト秒から１００ピコ秒のオーダのパルスを有する、フェムト秒レーザビームであることが望ましい。加えて、本発明のシステムは、レーザビームのエネルギーの一部分を選択的に反射し、レーザビームの残りの部分をビーム経路に沿って送信するための、サブアセンブリを含む。より具体的には、サブアセンブリは、回転半波長板および偏光ビームスプリッターを含む。回転半波長板は、レーザビームの直線偏光の方向を確定するためにビーム経路上に置かれている。さらに、偏光ビームスプリッターは、エネルギーの予め決定された部分を反射し、レーザビームの残りの部分をビーム経路に沿って送信するために、光学的に半波長板と直線上にある。
【０００８】
本発明によって意図されるように、レーザエネルギー計（“ＬＥＭ”）が、偏光ビームスプリッターによって反射されたレーザビームの予め決定された部分を受け取るために置かれている。構造的に、ＬＥＭは、各極超短パルスのエネルギーを受け取り、エネルギーを吸収して電流を発生させるための光ダイオードを含む。光ダイオード上のエネルギー照射を制御するために、光学フィルタがＬＥＭ内に統合されていることが望ましい。さらにＬＥＭは、電流を適用して電圧パルスを発生させるための抵抗器、および電圧パルスを増幅するための増幅器を含む。加えて、積分器は、特定の時間期間にわたって増幅された電圧パルスを受け取り積分し、出力信号を得るために、増幅器と電子的な通信をしている。ＬＥＭに加えて、本発明のシステムは、誤差信号を生成するためにＬＥＭの出力信号を既知の参照信号と比較するための比較器を含む。また比較器は、誤差信号を半波長板に送信するために、半波長板と電子的に通信している。誤差信号はそれから半波長板を回転するために使用され、それにより誤差信号が無い場合の望ましいレーザエネルギーレベルを達成する。
【０００９】
上記のサブアセンブリおよびＬＥＭに加えて、システムはまた、偏光ビームスプリッターから下流のビーム経路上に置かれた固定比ビームスプリッターを含んでもよい。より具体的には、固定比ビームスプリッターは、レーザビームの残りの部分における各極超短パルスからエネルギーの一定部分を抽出するために置かれている。さらに、“検査”ＬＥＭは、固定比ビームスプリッターによって抽出されたエネルギーの一定部分を測定するために、固定比ビームスプリッターと光学的に直線上にあってもよい。本発明の目的のために、検査ＬＥＭは上記のＬＥＭと構造的に同じである。また比較器は、検査ＬＥＭによって生成された残りの出力信号を受信し処理するために、検査ＬＥＭと電子的に通信している。
【００１０】
本発明の操作において、レーザ源は、ビームの偏光の方向を定義するＥフィールド（電界）ベクトルを有する、直線偏光レーザビームを生成する。最初に半波長板は、板の主軸をＥフィールドベクトルに対して角度“θ”に置くように、その回転軸を中心に回転させられる。レーザビームが半波長板を通過する際に、レーザビームの偏光の新しい方向が確定される。具体的には、レーザビームが半波長板を通過する際に、Ｅフィールドベクトルは“２θ”の角度分回転する。半波長板を通過した後、レーザビームは偏光ビームスプリッターに向けて方向付けられる。偏光ビームスプリッターにおいて、ビームは２つの直交する偏光に分割される。より具体的には、偏光ビームスプリッターは第１の偏光を反射する。つまり、ビームスプリッターは、各極超短レーザパルスのエネルギーの予め決定された部分を反射する。加えて、第２の偏光、つまりレーザビームの残りの部分は、ビーム経路に沿って送信される。
【００１１】
本発明によって描かれるように、偏光ビームスプリッターによって反射された各パルスのエネルギーの予め決定された部分は、ＬＥＭ内の光ダイオードによって吸収される。ＬＥＭにおいて、光ダイオードは抵抗器において電流を発生させ、電流は増幅器への入力において電圧パルスとなる。電圧パルスは増幅器において増幅され、その後積分器に送信され、そこで電圧パルスは特定の時間期間にわたって積分される。その結果、出力信号が積分器によって生成される。理解されるように、出力信号は、光ダイオードにおいて生成された電荷の量の測定である。電荷の量はまた、偏光ビームスプリッターによって反射され、光ダイオードによって吸収されたエネルギーの測定である。
【００１２】
積分処理が完了すると、出力信号は比較器に電子的に送信される。本発明の１つの実施例において、出力信号は、標的において必要とされるレーザエネルギーを表す既知の参照信号と比較される。出力および参照信号のこの比較から、誤差信号が生成される。誤差信号はそれから半波長板に送信され、半波長板を回転させるために使用される。板の回転は、レーザビームの偏光の新しい方向を確定する。この分野の技術者には理解されるように、レーザビームの偏光に対する新しい方向を確定することは、偏光ビームスプリッターによって反射されるエネルギーの量を変化させる。重要なことに、反射されるエネルギーの量におけるこの変化は、ビーム経路に沿って送信されるレーザビームの残りの部分のエネルギーにおける変化に比例する。
【００１３】
レーザビームの残りの部分に関して、レーザビームの残りの部分を受信するために、固定比ビームスプリッターがビーム経路上に置かれる。レーザビームの残りの部分が固定比ビームスプリッターを通過する際に、レーザビームの各極超短パルスからのエネルギーの固定部分が抽出される。同時に、ビームの残りの部分は、標的に向けて送信される。抽出されるエネルギーのパーセンテージは、ビームの残りの部分の全エネルギーの１から５パーセント（１−５％）の範囲内であることが望ましい。さらに、レーザビームの抽出された部分は、検査ＬＥＭに向けて反射される。検査ＬＥＭにおいてエネルギーは吸収され、残りの出力信号が生成される。残りの出力信号は、検査ＬＥＭの光ダイオードにおいて生成された電流の測定であることを理解されたい。生成された電流はまた、レーザビームの残りの部分の各パルスから抽出されたエネルギーの測定である。
【００１４】
検査ＬＥＭにおける積分処理が一旦完了すると、比較器は残りの出力信号を受信し、残りの出力信号を既知の参照信号と比較する。検査信号がそれから生成される。本発明の好ましい実施例において、検査信号は、誤差信号の代わりに半波長板に直接送信される。半波長板において、検査信号は、ビームの偏光の新しい方向を確定するのに必要なだけ板を回転させるために使用される。他の実施例において、検査信号は上記の誤差信号と比較される。検査信号と誤差信号との間の何らかの相違は比較器によって解決され、新しい検査信号が半波長板に送信される。必要に応じて、半波長板は、レーザビームの偏光の新しい方向を確定するために回転させられる。上記のように、レーザビームの偏光の方向における変化は、レーザビームの残りの部分における、標的に向けて送信されるエネルギーにおける変化となる。
本発明の新しい特徴は、本発明その物と同様に、その構造およびその操作の双方に関して、以下の説明と共に考慮して、付随する図面から最も良く理解されるであろう。図面において、同じ参照番号は同じ部分を示している。
【実施例１】
【００１５】
（好ましい実施例の説明）
本発明による、レーザビームにおける極超短パルスのエネルギーを測定し制御するためのシステムが図１に示され、概括的に１０として示されている。図示されるように、システム１０は、標的１６にレーザビーム１４を向けるためのレーザ源１２を含む。レーザ源１２は、フェムト秒レーザ源１２であることが望ましい。より具体的には、レーザビーム１４の単一のパルスのパルス幅は、約１フェムト秒から１００ピコ秒の範囲内にある。理解されるように、レーザビーム１４は複数の極超短パルスを含み、ここで各極超短パルスはエネルギーを有する。また、レーザビーム１４は、直線偏光ビーム１４である。レーザ源１２に加えて、本発明のシステム１０は回転半波長板１８を含む。具体的には、半波長板１８は、レーザビーム１４の偏光の方向を確定するための、この分野において周知の型のものである。図示されるように、半波長板１８はビーム経路２０上に置かれ、回転軸２２はビーム経路２０に平行に方向付けられている。さらに図１を参照すると、偏光ビームスプリッター２４が、半波長板１８の後にビーム経路２０上に続いて置かれている。より具体的には、偏光ビームスプリッター２４は、レーザビーム１４の各極超短パルスのエネルギーの予め決定された部分２６を反射するために、半波長板１８と光学的に直線上にある。加えて、ビームスプリッター２４は、レーザビーム１４の残りの部分２８をビーム経路２０に沿って標的１６に向けて送信する。図１にさらに示されるように、レーザエネルギー計（“ＬＥＭ”）３０が、各パルスのエネルギーの予め決定された部分２６を受け取り測定するために、偏光ビームスプリッター２４と光学的に直線上にある。
【００１６】
ここで図２を参照すると、本発明のＬＥＭ３０がより詳細に示されている。図示されるように、ＬＥＭ３０は、エネルギーの予め決定された部分２６を受け取り、電流を発生させるための、光ダイオード３２を含む。ＬＥＭ３０はまた、光ダイオード３２上に照射されるエネルギーを制御するための光学フィルタ３３を含むことが望ましい。照射エネルギーを制御することができることの結果として、本発明のシステム１０は任意の数のレーザ源１２を含むことができ、これらのレーザ源１２は異なるエネルギーを有するレーザビーム１４を生成する。さらに抵抗器３４が、電流を受け取りそれにより電圧パルスを生成するために置かれている。加えて増幅器３６が、電圧パルスを受け取り増幅するために置かれている。図２に示されるように、特定の時間期間にわたり増幅された電圧パルスを集積し、アナログ出力信号を得るために、積分器３８が増幅器３６と電子的に通信している。ＬＥＭ３０は、アナログ出力信号をディジタル信号に変換するためのＡＤ変換器４０を含むことが望ましい。ＬＥＭ３０はまた、ＬＥＭ３０のタイミングを制御するための複合プログラマブル論理装置（“ＣＰＬＤ”）４２を含む。図２にさらに示されるように、ＣＰＬＤ４２は、積分器３８およびＡＤ変換器４０の双方と電子的に通信している。またＬＥＭ３０は、コネクタポート４４およびコネクタポート４６を含み、ここでコネクタポート４４はディジタルＣＯＭインタフェースポートである。本発明によって意図されるように、初期のＬＥＭ３０の起動を制御し積分処理を開始するためのレーザタイミング発生器４８は、電線５０を介してコネクタポート４６に接続している。
【００１７】
図１を再び参照すると、固定比ビームスプリッター５２は、ビーム経路２０上に置かれている。より具体的には、固定比ビームスプリッター５２は、偏光ビームスプリッター２４の後に、ビーム経路２０上に続いて置かれている。周知のように、光学アセンブリ５６（破線で示されている）は、レーザビーム１４を焦点に合わせるために必要とされる光学素子を格納し、偏光ビームスプリッター２４と固定比ビームスプリッター５２との間に置かれている。さらに、検査ＬＥＭ５８は、固定比ビームスプリッター５２によって抽出されたエネルギーの一定部分５４を受け取り測定するために、固定比ビームスプリッター５２と光学的に直線上にある。本発明により描かれるように、検査ＬＥＭ５８は、ＬＥＭ３０と構造的および機能的に同じである。また、比較器６０は、それぞれ電線６２および６４を介して、ＬＥＭ３０およびＬＥＭ５８と電子工学的に通信している。加えて、比較器６０は、電線６６を介して半波長板１８と電子工学的に通信している。
【００１８】
本発明の操作において、レーザ源１２はレーザビーム１４を生成し、レーザビーム１４は、ビーム経路２０に沿って半波長板１８に向けて送信される。図３に示されるように、レーザビーム１４は直線偏光ビーム１４として表されている。より具体的には、レーザビーム１４は、ビーム経路２０に垂直な面７０にあるＥベクトル６８を有する。この状況において、Ｅベクトル６８はビーム１４の偏光の方向を定義することを理解されたい。さらに図３を参照すると、半波長板１８が回転すると、ビーム１４の偏光の方向もまた変化することが解る。より具体的には、半波長板１８が回転軸２２を中心として角度“θ”分回転すると、Ｅベクトル６８はそれに続き角度“２θ”分回転する。言い換えれば、レーザビーム１４が半波長板１８を通過する際に、ビーム１４の偏光の方向が“２θ”度変化する。
【００１９】
半波長板１８を通過すると、レーザビーム１４は偏光ビームスプリッター２４に入る。図３にさらに示されるように、偏光ビームスプリッター２４は、ビーム１４のエネルギーの予め決定された部分２６をＬＥＭ３０に向けて反射する。さらに、ビーム１４の予め決定された残りの部分２８は、ビーム経路２０に沿って送信される。重要なことに、反射されたエネルギーの送信されたエネルギーに対する比率は、ビーム１４の偏光の方向に依存する既知の比率である。上記のように、半波長板１８はレーザビーム１４の偏光の方向を確定するために使用される。この分野の技術者には理解されるように、従って、半波長板１８は、レーザビーム１４の残りの部分２８における、標的１６に向けて送信されたエネルギーの量を制御するために使用される。
【００２０】
ここで図２および図３を相互参照すると、偏光ビームスプリッター２４によって反射されたエネルギーの予め決定された部分２６は、ＬＥＭ３０に向けて方向付けられることが解る。エネルギーの予め決定された部分２６がＬＥＭ３０に近づくと、レーザタイミング発生器４８がＬＥＭ３０を起動する。具体的には、レーザタイミング発生器４８は、ＬＥＭ３０の動作を開始するために、コネクタポート４６を介してＣＰＬＤ４２に命令信号を送信する。ＬＥＭ３０が一旦起動されると、光ダイオード３２は、光学フィルタ３３を通して送信された各極超短パルスのエネルギーの予め決定された部分２６を吸収する。パルスエネルギーの吸収は、光ダイオード３２における分離された電荷担体を生成し、分離された電荷担体は、抵抗器３４における電流となる。電流はまた、増幅器３６に送信される電圧パルスを生成するために使用される。増幅器３６において、電圧パルスは増幅され、続いて積分器３８に送信される。本発明によって描かれるように、積分器３８は、出力信号７２（図４）を得るために、特定の時間期間にわたって電圧パルスを積分する。出力信号７２は光ダイオード３２において生成された電荷の量に比例することが理解されるであろう。電荷の量はまた、偏光ビームスプリッター２４によって反射された各極超短パルスからのエネルギーの予め決定された部分２６の測定である。従って、反射されたエネルギーの、偏光ビームスプリッター２４によって送信されたエネルギーに対する比率を知ることによって、ビーム１４の残りの部分２８におけるエネルギーの量を測定することが可能となる。
【００２１】
また図２を参照すると、積分器３８の出力信号７２（図４）は、ＡＤ変換器４０を通して送信され、ここで出力信号７２はアナログ信号からディジタル信号に変換される。さらにディジタル信号は、ＣＰＬＤ４２およびコネクタポート４４を通して比較器６０に送信される。出力信号７２を受信すると、比較器６０は出力信号７２を既知の参照信号と比較し、誤差信号７４（図４）を得る。
【００２２】
重要なことに、本発明の１つの実施例において、誤差信号７４はレーザビーム１４のエネルギーの制御において使用することができる。ここで図４を参照すると、本発明の制御ループ７６の概略図が示されている。図示されるように、比較器６０は、既知の参照信号である設定値（ＳＰ）の形で入力データを受信する。また比較器６０は、ＬＥＭ３０から出力信号７２を受信する。これらの入力から、比較器６０は誤差信号７４を計算し、誤差信号７４は回転半波長板１８に送信される。図３を参照することによって理解されるように、誤差信号７４は、角度“Δθ”分半波長板１８を回転させるために使用される。上記のように、Ｅベクトル６８の方向に対する半波長板１８の回転は、レーザビーム１４の偏光の新しい方向を確定する。具体的には、続きの角度“Δθ”分半波長板１８を回転させることによって、Ｅベクトル６８は図３に示されるように、続きの角度“２Δθ”分回転する。Ｅベクトル６８の方向における変化は、標的１６に向けて送信されているレーザビーム１４の新しい残りの部分２８となる。重要なことに、レーザビーム１４のエネルギーの制御は反復処理であってもよく、ここで、ＬＥＭ３０からの更新された信号７２は、新しい誤差信号７４を計算するのに使用するために比較器６０に定期的に送信される。
【００２３】
再び図１を参照すると、レーザビーム１４の残りの部分２８はビーム経路２０に沿って送信される。より具体的には、残りの部分２８は光学アセンブリ５６を通過し、ここでレーザビーム１４の残りの部分２８は、標的１６上の焦点５７に焦点が合わされる。光学アセンブリ５６を通過すると、レーザビーム１４の残りの部分２８は固定比ビームスプリッター５２に入る。ここで図１および図５を相互参照すると、残りの部分２８の各極超短パルスのエネルギーの固定部分５４は、固定比ビームスプリッター５２によって抽出されることが解る。残りのエネルギー７８は標的１６に向けて送信される。エネルギーの一定部分５４は、レーザビーム１４の残りの部分２８の全エネルギーの１から５パーセント（１−５％）の範囲を表すことが望ましい。図１および図５の双方において示されるように、エネルギーの一定部分５４は検査ＬＥＭ５８に入り、ここで残りの出力信号８０（図４）が生成される。検査ＬＥＭ５８の動作に従い、残りの出力信号８０は、電線６４を介して比較器６０に送信される。
【００２４】
比較器６０において、残りの出力信号８０は、検査信号８１を生成するために既知の参照信号と比較される。本発明の好ましい実施例において、検査信号８１は、板１８を回転させレーザビーム１４の偏光の新しい方向を確定するために、誤差信号７４の代わりに半波長板１８に直接送信される。他の実施例において、検査信号８１はＬＥＭ３０の誤差信号７４と比較される。誤差信号７４と検査信号８１との間の何らかの相違は比較器６０によって解決され、検査信号８１は必要に応じて再計算される。続いて検査信号８１は、板１８を回転させレーザビーム１４の偏光の新しい方向を確定するために、半波長板１８に送信される。上記のように、偏光の新しい方向はレーザビーム１４の新しい残りの部分２８となり、新しい残りの部分２８は、標的１６に当たるビーム１４のその部分のエネルギーを表す。
【００２５】
ここに図示され詳細に開示された、レーザビームの極超短パルスのエネルギーを測定および制御するための特定のシステムおよび方法は、十分に目的を達成し上記の利点を提供することができるが、本発明の目下の好ましい実施例は単に例示であり、付随する請求項に記述される以外に、ここに示される構造あるいは設計の詳細への制限を意図するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による、レーザビームの極超短パルスのエネルギーを測定し制御するためのシステムの概略図である。
【図２】レーザビームの極超短パルスのエネルギーの予め決定された部分を測定するための、レーザエネルギー計の概略図である。
【図３】レーザビームの偏光の方向を確定するための半波長板と、ビームの一部分をレーザエネルギー計に向けて反射し、ビームの残りの部分をビーム経路に沿って送信するための偏光ビームスプリッターを含む、本発明のサブアセンブリの透視図である。
【図４】レーザビームのエネルギーを制御するための制御ループの概略図である。
【図５】レーザビームの残りの部分を２つの構成要素に分割し、１つの構成要素をレーザエネルギー計に向けて反射し、第２の構成要素を標的に向けて送信するための固定比ビームスプリッターの透視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  システム
１２  レーザ源
１４  レーザビーム
１６  標的
１８  半波長板
２０  ビーム経路
２２  回転軸
２４  ビームスプリッター
２６  予め決定された部分
２８  残りの部分
３０  レーザエネルギー計
３２  光ダイオード
３３  光学フィルタ
３４  抵抗器
３６  増幅器
３８  積分器
４０  ＡＤ変換器
４２  論理装置
４４  コネクタポート
４６  コネクタポート
４８  レーザタイミング発生器
５０  電線
５２  固定比ビームスプリッター
５４  一定部分
５６  光学アセンブリ
５７  焦点
５８  レーザエネルギー計
６０  比較器
６２  電線
６４  電線
６６  電線
６８  Ｅベクトル
７０  面
７２  出力信号
７４  誤差信号
７６  制御ループ
７８  残りのエネルギー
８０  出力信号
８１  検査信号
【図１】
2005315848.tif 000003
【図２】
2005315848.tif 000004
【図３】
2005315848.tif 000005
【図４】
2005315848.tif 000006
【図５】
2005315848.tif 000007