(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（２）の過大な光パワーによる、レーザー光（５）の伝達に用いられるガラスファイバーシステム（３）の損傷を防止するための過負荷保護装置であって、光源（２）とガラスファイバーシステム（３）の間の光路（１）内に配置され、レーザー光の一部分をデカップリングするためのデカップリング装置（４）と、デカップリングされたレーザー光の光度を検出する検出器（７）と、検出した光度を予め設定可能な最高値と比較する電子評価ユニット（８）と、最高値を越えたときにレーザー光パワーを減少させるレーザー光パワー減少装置（９）とが設けられている前記過負荷保護装置において、
レーザー光パワー減少装置（９）が、光源（２）とガラスファイバーシステム（３）の間に配置される音響光学フィルタ（１１）として構成されていること、デカップリングされたレーザー光の光度を検出する検出器（７）が、光源（２）から発せられた初期レーザー光とデカップリングされたレーザー光とのビームスプリッティング比を考慮して校正されていることを特徴とする過負荷保護装置。
【請求項２】
レーザー光パワー減少装置（９）が、光源（２）とガラスファイバーシステム（３）の間に配置されるシャッター（１２）を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の過負荷保護装置。
【請求項３】
デカップリング装置（４）がビームスプリッターを有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の過負荷保護装置。
【請求項４】
ビームスプリッターがガラスプレート（１３）であることを特徴とする、請求項３に記載の過負荷保護装置。
【請求項５】
デカップリング装置（４）がレーザー光の４％ないし６％をデカップリングするために用いられることを特徴とする、請求項３または４に記載の過負荷保護装置。
【請求項６】
デカップリング装置（４）とレーザー光パワー減少装置（９）が、光路（６）内に配置されるユニットに統合されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の過負荷保護装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、光源の過大な光パワーによる、レーザー光の伝達に用いられるガラスファイバーシステムの損傷を防止するための過負荷保護装置に関する。
過大な光パワーによる損傷から保護される被保護光学要素または被保護システムとは、たとえばレーザー光を測定システムに伝送するためのガラスファイバーシステムである。この場合、レーザーが使用されることが多い。レーザーは個々のレーザー光線の強度が大きく異なっているので、弱いレーザー光線をさらに励起させるにはレーザーパワー全体をかなり高く設定しなければならない。したがってレーザーの場合、ガラスファイバーシステムの破壊閾値を越えるほどに全出力が設定されることがある。いずれにしろ、複数の波長を持ったレーザーのレーザー出力における光パワーは高く、２ワットないし３ワットである。（カップリングされたレーザー光線によって）ガラスファイバーシステムの破壊閾値を越えると、ファイバー引込み部が完全に燃焼するので、ファイバーは破壊される。
したがって本発明の課題は、光源の過大な光パワーによる、レーザー光の伝達に用いられるガラスファイバーシステムの損傷を防止するための過負荷保護装置において、簡単な手段により、しかも光源を断路することなく、光で付勢されるガラスファイバーシステムを十分保護できるようにすることである。特に、ファイバー引込み部の燃焼を効果的に防止するようにすることである。
上記の課題は、本発明によれば、光源の過大な光パワーによる、ガラスファイバーシステムの損傷を防止するための過負荷保護装置であって、光源とガラスファイバーシステムの間の光路内に配置され、レーザー光の一部分をデカップリングするためのデカップリング装置と、デカップリングされたレーザー光の光度を検出する検出器と、検出した光度を予め設定可能な最高値と比較する電子評価ユニットと、最高値を越えたときにレーザー光パワーを減少させるレーザー光パワー減少装置とが設けられている前記過負荷保護装置において、レーザー光パワー減少装置が、光源とガラスファイバーシステムの間に配置される音響光学フィルタとして構成されていること、デカップリングされたレーザー光の光度を検出する検出器が、光源から発せられたレーザー初期光とデカップリングされたレーザー光とのビームスプリッティング比を考慮して校正されていることによって解決される。
本発明によれば、光路内で直接レーザー光の強度またはパワーを検出することによってガラスファイバーシステムを保護できることが確認された。この場合具体的には、レーザー光の一部分（小部分）を光路からデカップリングすることが提案される。デカップリングされたレーザー光の一部分は光度に関して検出され、電子評価装置により所定の最高値と比較される。この最高値はもちろんガラスファイバーシステムの光学的負荷容量に関連していなければならない。光ファイバーにカップリングされるレーザー光線の場合、光度または光パワーの最高値は、光ファイバーが損傷する値以下でなければならない。結局のところ、デカップリング装置と、検出器と、レーザー光パワー減少装置とは、光度が所定の最高値を越えた時に、ガラスファイバーシステムに指向する光路に作用する制御回路を形成している。
本発明によれば、レーザー光パワー減少装置は、光源とガラスファイバーシステムの間に（その光路内に）配置される音響光学フィルタ（AOTF＝acousto optical tunable filter）として実施されている。この場合初期レーザー光は、AOTFの電子制御により、その振幅が最高値以下の光度値、よって安全な光度値に弱まる。
さらに、レーザー光パワー減少装置は、光源とガラスファイバーシステムの間に配置される閉鎖ユニット、すなわちシャッターを含んでいる。光度が設定された最高値を越えると、レーザー初期光線は機械的な閉鎖により遮断され、これにより簡単な手段でガラスファイバーシステムの保護が保証される。
すでに述べたように、光度を検出するため、ガラスファイバーシステムにあたるレーザー光の一部をデカップリングするデカップリング装置が設けられている。このデカップリング装置をビームスプリッターとして実施してよい。具体的には、ガラスからなるビームスプリッタープレート、すなわちガラスプレートである。このようなガラスプレートは、本来、被膜を設けなくとも、あたレーザーる光のほぼ４％ないし６％を部分反射させるように使用できるので、ビームスプリッターとして特に適している。これに対応する範囲（レーザー光線の４％ないし６％、有利には５％）が、光度の検出のためにデカップリングされる。
特に有利な構成によれば、とりわけコンパクト性に関して有利な構成によれば、デカップリング装置とレーザー光パワー減少装置は、光路内に配置される構造ユニットに統合されている。たとえば両装置を１つのケーシング内に配置することができる。この場合ケーシングには、１つの光入射口と２つの光出射口（一方は初期レーザー光のため、他方はデカップリングされた光のため）が設けられる。
さらに、本発明によれば、レーザー初期光の実際の光度を帰納的に推理するため、デカップリングされたレーザー光の光度を検出する検出器は、ビームスプリッティング比（初期レーザー光／デカップリングされたレーザー光）を考慮して校正されている。
本発明による装置を有利に構成し、さらに改良するには種々の可能性がある。この点は、請求項１に従属する従属項と、添付の図面を用いて以下に説明する本発明の実施形態から明らかになる。以下に説明する本発明の有利な実施形態と関連して、搬的に有利な構成および改良形も可能である。添付の図は、
本発明によるガラスファイバーシステムの損傷を防止するための過負荷装置の原理的な配置構成を示すものである。なお、光源とはレーザー光源である。
図によれば、過負荷保護装置は、レーザー光源２とガラスファイバシステム３の間の光路１内に配置され初期レーザー光５の一部（小部分）をデカップリングするデカップリング装置４を有している。さらに、デカップリングされたレーザー光の光路６内には、デカップリングされたレーザー光の光度または光パワーを検出する検出器７が設けられている。検出器７の下流側には、検出したレーザー光の強度を予め設定可能な最高値と比較する電子評価ユニット８が設けられている。最後に、予め設定可能な最大値を越えたときに、ガラスファイバ３にあたるレーザー光５の光度を減少させるレーザー光パワー減少装置９が設けられている。
図において、デカップリング装置４と、検出器７と、評価ユニット８と、レーザー光パワー減少装置９は制御回路を形成している。上記の過負荷保護装置により、カップリングされたレーザー光５の光パワーが高すぎるときにこの光パワーからシステム１０（たとえば顕微鏡）を効果的に保護するよう常に保証されている。
本実施形態の場合、レーザー光パワー減少装置９は、音響光学フィルタ（ＡＯＴＦ）１１と、シャッターとして実施された機械的な閉鎖部材１２との組み合わせから構成されている。レーザー光源２とガラスファイバ３の間に配置されているユニット（ＡＯＴＦ１１、機械的な閉鎖部材１２）により、これらＡＯＴＦ１１、機械的な閉鎖部材１２によってレーザー線を個別に選択すること、或いはまとめて選択することが可能になる。この場合、ＡＯＴＦ１１、機械的な閉鎖部材１２は互いに補完しあうように機能する。ＡＯＴＦ１１、機械的な閉鎖部材１２のうち一方だけを設ける構成も可能である。
さらに添付図からわかるように、デカップリング装置４はビームスプリッター１３を有している。本実施形態の場合、ビームスプリッターとは、ガラスプレート１３またはガラスからなるビームスプリッタープレートである。デカップリング装置４により初期レーザー光５のうち４％ないし６％がデカップリングされる。
なお、本発明による過負荷保護装置は、理想的には共焦点顕微鏡に使用するのに適している。すなわち、レーザー光の伝達に用いられるガラスファイバーの過負荷保護装置として適している。本発明による処置により、安定した利用が可能になり、したがって多面的に使用可能な多重線レーザーが可能である。レーザー光の光パワーを制限することによりガラスファイバーの寿命が長くなり、その際レーザー光源をスイッチング手段により負荷することがない。
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