(57)【要約】３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光散乱光ファイバー、及び制御要素と、空洞共振器を有するレーザーダイオードとを含むレーザー光源を備えた光照射システム。レーザー光源は、注入電流に応答して、レーザー光出力を生成するように構成されている。加えて、レーザー光出力が、光拡散光ファイバーに結合されるように、レーザー光源が光ファイバーに近接配置されている。更に、制御要素が、３０Ｈｚ以上の変調周波数で、注入電流入力を変調することによって、レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光照射システムであって、
３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光散乱光ファイバー、及び
制御要素と、空洞共振器を有するレーザーダイオードとを含んで成るレーザー光源であって、注入電流入力に応答して、レーザー光出力を生成するように構成された光源
を備え、
前記レーザー光出力が、前記光拡散光ファイバーに結合されるように、前記レーザー光源が前記光ファイバーに近接配置され、
更に、前記制御要素が、３０Ｈｚ以上の変調周波数で、前記注入電流入力を変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成ることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記レーザー光出力が、伝送光ファイバーを介して、前記光拡散光ファイバーに結合されて成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項３】
前記制御要素が、６０Ｈｚ以上の変調周波数で、前記注入電流入力を変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項４】
前記制御要素が、前記注入電流入力を、方形波形、ノコギリ波形、三角波形、及び正弦波形から成る群より選択される波形で変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項５】
前記制御要素が、前記注入電流入力を、正弦波形で変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項６】
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有することを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項７】
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項８】
前記光拡散光ファイバーが、前記レーザー光出力に基づいて、拡散光パターンを生成するように構成されて成り、前記制御要素が、前記注入電流を変調することによって、前記拡散光パターンのスペックル成分を低減するように更に構成されて成ることを特徴とする、請求項１記載の照射システム。
【請求項９】
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられることを特徴とする、請求項８記載の照射システム。
【請求項１０】
前記光拡散光ファイバーが、
（ａ）コアガラス組成を含むコア領域、
（ｂ）前記コア領域を囲み、前記コアガラス組成と実質的に異なる、クラッドガラス組成を含む内側クラッド、及び
（ｃ）前記内側クラッドを囲み、散乱粒子でドープされた外側クラッド
を備えたことを特徴とする、請求項１記載の光照射システム。
【請求項１１】
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有することを特徴とする、請求項１０記載の照射システム。
【請求項１２】
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成ることを特徴とする、請求項１０記載の照射システム。
【請求項１３】
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１０記載の照射システム。
【請求項１４】
前記光拡散光ファイバーの前記コア領域が、アップドーパントを含む低融点ガラス組成を有することを特徴とする、請求項１０記載の照射システム。
【請求項１５】
レーザー照射光拡散光ファイバーからのスペックルを低減する方法であって、
レーザーダイオードを含むレーザー光源からのレーザー光出力を、３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光拡散光ファイバーに誘導するステップであって、前記レーザー光出力が、少なくとも部分的に、前記レーザーダイオードの注入電流に基づく、ステップと、
前記ファイバーに誘導された前記レーザー光出力に基づいて、前記光拡散光ファイバーのクラッドから発せられる拡散光パターンを生成するステップと、
制御要素を用いて、前記注入電流の大きさ及び時間的側面を制御するステップと、
前記制御要素を用いて、前記注入電流を３０Ｈｚ以上の変調周波数で変調し、前記ファイバーから発せられる前記拡散光パターンのスペックルを抑制するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有することを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成ることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記光拡散光ファイバーが、
（ａ）コアガラス組成を含むコア領域、
（ｂ）前記コア領域を囲み、前記コアガラス組成と実質的に異なる、クラッドガラス組成を含む内側クラッド、及び
（ｃ）前記内側クラッドを囲み、散乱粒子でドープされた外側クラッド
を備えたことを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記注入電流を変調するステップが、方形波形、ノコギリ波形、三角波形、及び正弦波形から成る群より選択される波形で実施されることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連技術の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容に依拠し、参照により、全内容が本明細書に組み込まれる、２０１５年２月６日出願の、米国仮特許出願第６２／１１２，９９５号の、米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、光拡散ファイバー（ＬＤＦ）等の光拡散光学系の光源として、レーザーの使用を必要とする、光照射システムのスペックル低減概念に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
ＬＤＦは、低コストで高い結合効率を達成するためには、その照射源から一定のレベルの空間的コヒーレンスを必要とする。この空間的コヒーレンス要件は、各色（赤、緑、及び青）に対して、レーザー光源が必要であることを意味する。一般に、レーザー光源は、ＬＤＦが必要とするコヒーレンスレベルよりも干渉性が強い。ＬＤＦは、特定のレベルの空間的コヒーレンスを必要とするが、一般にマルチモード動作をするように構成されているため、空間的に単一モードのビームは必要としない。レーザー源を安価にするために、この余分な空間的許容範囲をアライメント許容範囲として利用することができ、レーザー光源はＬＤＦの幾つかのモードを満足する。ＬＤＦファイバー中を短い距離伝播した後、光はレーザー光によって励起されたモードから、ＬＤＦがサポートするすべての高次モードに散乱する。サポートするモードの数は、ファイバーコアの直径及びＬＤＦの開口数（ＮＡ）に応じて１００を超えることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
適度な量の空間的及び時間的コヒーレンスを有する問題は、ＬＤＦ自体が顕著な量のスペックルを含んでいることである。加えて、ＬＤＦから出射される光で照射された領域もスペックルを含んでいる。ビーム自体の光干渉に起因するスペックルは、光照射システムの動作に関連する、望ましくないノイズとして知覚することができる。更に、所与の光照射システムに関連するスペックルの量によって、深刻度のレベルが様々に異なり得る。加えて、特定の照射システムを使用する消費者や個人の、スペックルに対する感受性も異なる。例えば、特定の個人は、所与の光照射システム（ＬＤＦと組み合わせたレーザー光源に依存するシステム）に関連する小レベルのスペックルであっても、別の光生成システムと比較して、望ましくないと感じる可能性がある。
【０００５】
それ故、コスト効率のよい方法で、スペックル効果を抑制又は排除する光照射システム、特に、レーザー光源及びＬＤＦを用いるシステムの必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施の形態によれば、３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光散乱光ファイバー、及び制御要素と、空洞共振器を有するレーザーダイオードとを含むレーザー光源を備えた、光拡散光ファイバー光照射システムが提供される。レーザー光源は、注入電流入力に応答して、レーザー光出力を生成するように構成されている。加えて、レーザー光出力が、光拡散光ファイバーに結合されるように、レーザー光源が光ファイバーに近接配置されている。更に、制御要素が、３０Ｈｚ以上の変調周波数で、前記注入電流入力を変調することによって、レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されている。
【０００７】
別の態様によれば、光照射システムが、（ａ）コアガラス組成を含むコア領域、（ｂ）コア領域を囲み、コアガラス組成と実質的に異なる、クラッドガラス組成を含む内側クラッド、及び（ｃ）内側クラッドを囲み、散乱粒子でドープされた外側クラッドを備えた光拡散光ファイバーを有している。特定の態様において、光拡散光ファイバーのコア領域が、アップドーパントを含む低融点ガラス組成を有している。
【０００８】
これ等のシステムの一部の態様において、制御要素が、６０Ｈｚ以上の変調周波数で、注入電流入力を変調することによって、レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されている。特定の態様において、変調周波数を１２０Ｈｚ以上に設定することができる。特定の態様において、制御要素は、方形波形、三角波形、ノコギリ波形、及び正弦波形を含みこれに限定されない様々な波形のいずれかで、注入電流入力を変調することができる。
【０００９】
更に別の実施の形態によれば、レーザー照射光散乱光ファイバーからのスペックルを低減する方法が提供される。本方法は、レーザーダイオードを含むレーザー光源からのレーザー光出力を、３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光拡散光ファイバーに誘導するステップを備えている。レーザー光出力は、少なくとも部分的に、レーザーダイオードの注入電流に基づいている。本方法は、ファイバーに誘導されたレーザー光出力に基づいて、光拡散光ファイバーのクラッドから発せられる拡散光パターンを生成するステップ、制御要素を用いて、注入電流の大きさ及び時間的側面を制御するステップ、及び制御要素を用いて、注入電流を３０Ｈｚ以上の変調周波数で変調し、ファイバーから発せられる拡散光パターンのスペックルを抑制するステップも備えている。
【００１０】
更なる特徴及び効果は、これに続く詳細な説明に述べてあり、当業者はその記述から、一部は容易に明らかであり、これに続く詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付図面を含め、本明細書に記載の方法を実施することによって認識できるであろう。
【００１１】
前述の概要説明及び以下の詳細な説明は、いずれも単なる例示であって、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概要、及び枠組みの提供を意図したものであることを理解されたい。添付図面は、更なる理解が得られることを意図して添付したもので、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するものである。図面は１つ以上の実施の形態を示すもので、その説明と併せ、様々な実施の形態の原理及び作用の説明に役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の態様による光照射システムの概略図。
【図１Ａ】図１の光照射システムに示されている、光拡散光ファイバーの１Ａ−１Ａ線断面図。
【図１Ｂ】図１の光照射システムに示されている、光拡散光ファイバーの半径に対する相対屈折率をプロットした概略図。
【図２】図１の光照射システムに示されている、レーザーの波長に対する強度をプロットした概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、添付図面に例を示す、現在の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図面全体を通し、可能な限り、同一又は同様の部品には、同一の参照番号を使用している。本明細書に開示の実施の形態は、各々が本発明の特定の利点を含む、単なる例示であることを理解されたい。
【００１４】
本発明の範囲において、以下の例に対し様々な改良及び変形が可能であり、またそれぞれの例の態様を異なる方法で組み合わせて、更に別の例を実現することができる。従って、本発明の真の範囲は、本明細書に開示の実施の形態を考慮しつつ、これに限定されず、本開示の全体から理解されるべきものである。
【００１５】
「水平」、「垂直」、「前方」、「後方」等の用語、及びデカルト座標の使用は、図面の参照及び説明の便宜を図るためであって、絶対的な配向及び／又は方向について、明細書又は特許請求の範囲のいずれかを、厳密に限定することを意図するものではない。
【００１６】
以下の本発明の説明において、光散乱ファイバーに関連して、以下の用語及び語句を使用している。
【００１７】
「屈折率プロファイル」は、屈折率又は相対屈折率と導波路（ファイバー）の半径との関係である。
【００１８】
「相対屈折率パーセント」は以下のように定義される。
【００１９】
【数１】
2018512696.tif 000003
【００２０】
ここで、ｎ（ｒ）は、別に明記しない限り、半径ｒにおける屈折率である。屈折率パーセントΔ（ｒ）％は、別に明記しない限り、８５０ｎｍで定義される。1つの態様において、基準屈折率ｎＲＥＦは、８５０ｎｍにおいて１．４５２４９８の屈折率を有するシリカガラスである。別の態様において、ｎＲＥＦは、８５０ｎｍにおけるクラッドガラスの最大屈折率である。本明細書において、相対屈折率は、別に明記しない限り、Δで示し、その値は「％」単位で与えられる。領域の屈折率が基準屈折率ｎＲＥＦより小さい場合、その相対屈折率パーセントは負であり、陥凹領域又は陥凹屈折率を有すると言い、最小相対屈折率は、別に明記しない限り、相対屈折率が最も負になる点において算出される。領域の屈折率が基準屈折率ｎＲＥＦより大きい場合、その相対屈折率パーセントは正であり、その領域は隆起している又は正の屈折率を有していると言うことができる。
【００２１】
本明細書において「アップドーパント」は、純粋な非ドープＳｉＯ２と比較して、光拡散ファイバーの領域の屈折率を高める傾向があるドーパントであると見なされる。本明細書において「ダウンドーパント」は、純粋な非ドープＳｉＯ２と比較して、光拡散ファイバーの領域の屈折率を低下させる傾向があるドーパントであると見なされる。アップドーパントは、アップドーパントではない１つ以上のドーパントを伴う場合、負の相対屈折率を有する光拡散光ファイバーの領域に存在することができる。同様に、アップドーパントではない１つ以上の別のドーパントは、正の相対屈折率を有する光拡散光ファイバーの領域に存在することができる。ダウンドーパントは、ダウンドーパントではない１つ以上の別のドーパントを伴う場合、正の相対屈折率を有する光拡散光ファイバーの領域に存在することができる。
【００２２】
同様に、ダウンドーパントではない１つ以上の別のドーパントは、負の相対屈折率を有する光拡散光ファイバーの領域に存在することができる。
【００２３】
光拡散光ファイバーの「開口数（ＮＡ）」は以下のように定義される。
【００２４】
【数２】
2018512696.tif 000004
【００２５】
ここで、ＮＡはファイバーの開口数、ｎｃｏｒｅはファイバーのコア領域の屈折率、ｎｃｌａｄはファイバーのクラッド領域の屈折率である。
【００２６】
ＬＤＦがサポートする「モード数」は以下のように定義される。
【００２７】
【数３】
2018512696.tif 000005
【００２８】
ここで、ＮＡはファイバーの開口数、ｒはファイバーのコア（又はコア領域）の半径、λはＬＤＦ中を伝播するレーザー光の波長、ＭはＬＤＦ内部の有界モード総数である。
【００２９】
本開示は、レーザー等の照射源に結合された、ＬＤＦによって生成されたスペックル場を迅速に変化させ、検出される又は人間の観察者によって観察される、スペックルパターンを洗浄することができる、技術及び光照射システムを提供することを意図するものである。２つの光ビーム間の干渉は、すべてビームの相対光位相に依存する。スペックル場及びパターンは、光場の相対位相の変化に伴って変化する。従って、ＬＤＦから出射される光の（ファイバーに沿った長手方向及びファイバーのコア内部の半径方向の両方）の位相プロファイルをスクランブルすることによって、知覚されるスペックルパターンが抑制されるはずである。
【００３０】
本開示は、この波長ディザをＬＤＦのモードの波長分散と組み合わせて使用し、この波長ディザをスペックルパターンディザに変換する技術及びシステムを提供するものである。スペックルパターンを変化させる同じメカニズムは、ＬＤＦに入射した光の時間的コヒーレンスを低減するという利点も有している。これによって、観察されるスペックルの視認性及びコントラストが低減される。これらの技法及びシステムによって、観察されるスペックルパターンが効果的に排除される。
【００３１】
本開示における技術及び光照射システムは、レーザー照射ＬＤＦによって生成されるスペックルパターンを洗い流すものである。ファイバーから出射した光を直接見たとき、又はファイバーから出射した光が別の物体で散乱したとき、ＬＤＦによって散乱され、ＬＤＦから出射した光の自己干渉によって、スペックル場が生成される。このスペックル場は、対象物を照射している、又は直接観察されている光源の光位相プロファイルに依存するため、人間の目によって観察されるスペックルパターンは、出射される光の光位相プロファイルに応じて変化する。光位相プロファイルを（一般に３０Ｈｚより大きい）目の応答時間より速い速度で変化させると、人間の目によって観察されるスペックルパターンは洗浄されたと知覚される。
【００３２】
これ等の技術及び光照射システムの利点は、受動光学部品の機械的運動、又は能動光学部品の追加を一切必要としないことである。従って、これらの照射システムは、追加の電力を必要とせずにスペックルを低減するため、エネルギー効率を損失せずに大きな利益をもたらす。加えて、機械的運動が可能な光学部品を一切必要とせずに、スペックルを低減するため、従来の照射システムと比較して、本開示の態様に関連する追加コストを抑制することができる。
【００３３】
これ等のスペックル低減技術、及びかかる機能を有する光照射システムのもう１つの利点は高信頼性である。本開示の態様によれば、ファイバー及び／又はレーザーに機械的運動が必要ないため、スペックル低減機能が提供する機能の増加によって、照射システムの長期信頼性が損なわれる見込みはない。
【００３４】
本開示による光照射システムは、注入電流変調を採用したレーザー照射ＬＤＦを用いて、波長ディザによるスペックル低減を実現することができる。一部の態様において、レーザーはファブリ−ペローレーザダイオードを含んでいる。レーザーダイオードは、ＬＤＦ又は後にＬＤＦに結合される伝送ファイバーに直接結合される。光照射システムに用いられるＬＤＦは、マルチモード動作をするように構成されたファイバーである。好ましい態様において、ＬＤＦは３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、１０００を超えるモードを十分にサポートすることができる、高度にマルチモード化されたファイバーである。
【００３５】
スペックルを低減するように構成された光照射システム及び関連技術は、マルチモードＬＤＦの多くのモードの波長分散に基づいて、様々な位相プロファイルを生成する。各々のモードは、レーザー光の波長に依存する群速度を有している。モード間の群速度の差もレーザー光の波長に依存する。その結果、長手方向及び半径方向の成分を含む、光位相プロファイルは、波長が変化すると変化する。この現象は波長分散を示している。ファイバーのモード間の相対位相及びファイバーに沿った軸方向位置の関数としての位相に依存する、結果として生じたスペックル場のパターンは、波長に応じても変化する。
【００３６】
本開示の態様によれば、光照射システム内部のレーザーダイオードの注入電流を変調することによって、スペックルの低減につながる波長ディザが実現される。レーザーダイオードの注入電流を変調すると、変化する注入電流に直接関係する屈折率の変化と、レーザー自体の熱誘導による屈折率の変化との組み合わせによって、レーザー空洞共振器の内部縦モードの位相が変化する。
【００３７】
従って、本開示において、温度及び注入電流両方の変化によって、照射システムのレーザー空洞共振器の利得が変化する。これ等の効果は、屈折率の虚数成分を変化させることによってレーザーの利得を変化させる。操作分野の人々が理解しているように、クラマース−クローニッヒの関係式により、屈折率の虚数成分の変化は、レーザー空洞共振器の利得の変化に基づいて、屈折率の実数部も変化することを意味する。注入電流の変調に基づいて、レーザー空洞共振器の位相が変化するにつれ、レーザー空洞共振器の縦（ファブリ−ペロー）モードがディザされる。その結果、レーザー注入電流の変調によって、レーザーの波長が直接ディザされる。 
【００３８】
前述の原理によれば、これ等の光照射システムは、次に、注入電流を人間の目の応答時間より高い周波数で変調することができ、その結果、結果として生じたスペックルパターンは、人間の観察者の知覚に関して、実質的に洗浄されることになる。本開示の好ましい態様において、人間の目の応答時間より数倍高い周波数で注入電流が変調される。変調注入電流によって生成される位相ディザに加え、このディザによって、レーザーダイオード光源の時間的コヒーレンスも低減する。その後、レーザーの利得プロファイルは、注入電流変調によってディザされ、得られるレーザー出力は、より大きな有効光帯域幅を有することになる。また、これ等の効果は、ＬＤＦからの出力に関連する、すべてのスペックルの視認性及び知覚も低減することになる。
【００３９】
図１を参照する。本開示の態様による、スペックルを低減するように構成された、光照射システム２００が示されている。システム２００は、３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作するように構成された、光散乱光バイバー１００を備えている。一般に、ファイバー１００は０．４以上の開口数（ＮＡ）を有している。特定の態様において、ファイバーのコア領域は、約５０μｍ〜約６００μｍの範囲の半径を有している。例えば、開口数０．４、及びかかるコア領域の半径寸法を有するＬＤＦは、それぞれ、波長４００ｎｍにおいて、５０，０００〜７，０００，０００のモードをサポートすることができる。０．４より大きい開口数を有するＬＤＦは、更に多くのモードをサポートすることができる。
【００４０】
図１にも示すように、光照射システム２００に用いられる光散乱光ファイバー１００は、
レーザー光出力２４等からの光線がファイバーの一端に誘導されると、散乱光パターン６０を生成することができる。システム２００の特定の態様において、ファイバー１００は、実質的にその長さに沿って散乱光パターン６０を発するように構成されている。別の態様において、ファイバー１００は、その長さに沿った１つ以上の区域から、選択的に散乱光パターン６０を発するように構成されている。システム２００の特定の構成において、約０．５〜５ｄＢ／ｍの減衰度で、ファイバー１００によって、散乱光パターン６０が生成される。更に図１に示すように、システム２００は、散乱光パターン６０を用いて、１つ以上の物体７０を照射することができる。
【００４１】
図１に示す光照射システム２００は、レーザー光源１０も備えている。レーザー光源１０は、レーザーダイオード２０及び制御要素３０を有している。一部の態様において、制御要素３０は、電流発生器３４及びプロセッサ３６に結合されている。従って、電流発生器３４によって、制御要素３０に注入電流が供給され、次いで、それが注入電流入力３２として、レーザーダイオード２０に注入される。プロセッサ３６を用いて、制御要素３０を介し、注入電流入力３２に対し制御を行うことができる。図１にも示すように、ダイオード２０は空洞共振器２２を有している。ダイオード２０は、注入電流入力３２を受けてレーザー光出力２４を生成する。
【００４２】
再度図１を参照する。レーザーダイオード２０のレーザー光出力２４は、光照射システム２００内の光散乱光ファイバー１００に結合されている。システム２００の一部の実施の形態において、レーザー光出力２４は、伝送ファイバー４０に誘導され、次いで、それが光散乱光ファイバー１００に結合されている。伝送ファイバー４０を用いるシステム２００のこれ等の態様において、ファイバー４０は、これ等のファイバーの組成及び構造寸法（例えば、コア領域の組成及び寸法）の観点から、概して、光散乱バイバー１００に一致させることができるが、伝送ファイバー４０は、一般に、散乱機能を有していない（例えば、図１Ａの散乱剤１３２及び対応する説明を参照）。特定の態様において、伝送ファイバー４０及び光散乱光ファイバー１００は、クラッドの組成及び寸法の選択に基づいて、略同じＮＡ値を示すように構成される。光照射システム２００の別の態様において、レーザー光出力２４は、伝送ファイバーを一切介在させずに、直接光散乱光ファイバー１００に接続される。
【００４３】
光照射システム２００の内部において、制御要素３０は、３０Ｈｚより高い変調周波数による注入電流入力３２の変調に基づいて、レーザー光出力２４を制御するように構成されている。特定の態様において、プロセッサ３６は、制御要素３０に対し、方形波、三角波、ノコギリ波、及び正弦波を主な特徴とする波形を含み、これに限定されない波形に従って、注入電流入力３２を変調するように指示することができる。従って、注入電流入力３２の大きさが、制御要素３０によって制御され、レーザー光出力２４内において波長ディザが生じる。
【００４４】
再度図１を参照する。注入電流変調を介した、光照射システム２００による、レーザー光出力２４のディザリングは、光拡散光ファイバー１００から発せられる、拡散光パターン６０に関連するスペックル６２の低減、抑制、あるいは排除に役立つ。その結果、拡散光パターン６０によって照射される、物体７０において観察されるスペックル６２の量は、光照射システム２００によって、低減、抑制、あるいは排除される。前述のように、３０Ｈｚの変調周波数による注入電流入力３２の変調によって、ほとんどのレーザー光源に対し、物体７０におけるスペックル６２の量を大幅に低減することができる。特定の態様において、６０Ｈｚ、９０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、又はそれより高い変調周波数によって、物体７０におけるスペックル６２の量を更に低減することができる。
【００４５】
スペックル６２を効果的に低減する、光照射システム２００に用いられる変調周波数の上限は、レーザー１０の動作波長及び熱特性に依存し、約数ｋＨｚである。数ｋＨｚを超える非常に高い変調周波数においては、注入電流入力３２の変化が頻繁過ぎてレーザー１０の屈折率変化につながる温度変動が許容されないため、レーザー１０の熱応答速度によって、波長ディザリングが実質的に低減する可能性がある。反対に、３０Ｈｚより高い人間の目の応答時間より高いが、数ｋＨｚより低い変調周波数は、レーザー１０内の温度変化が屈折率の変化に現れるように、注入電流入力３２を効果的に変調することができる。従って、これらの変調周波数は、次に、照射された物体７０内のスペックル６２の大幅な低減の実現に十分な波長ディザを生成することができる。
【００４６】
図２に例示的に示すように、光照射システム２００からのレーザー光出力２４は空洞共振器モード４、ディザされた空洞共振器モード４ａ、利得プロファイル１４、並びにレーザー光源１０及びダイオード２０（図示せず）に関連する、拡大利得プロファイル１４ａを含むことができる。図２に示す空洞共振器モード４の集合は、レーザーの物理的及び電気的特性に応じた、特定の注入電流及び光位相におけるレーザーの縦モードである。利得プロファイル１４は、レーザーの波長範囲に及ぶ空洞共振器モード４の集合を反映している。レーザーの損失閾値（図示せず）を上回る利得プロファイル１４の部分が、空洞共振器モード４で発しているレーザー発振光に現れている。異なる注入電流で動作する同じレーザーに対し、異なる空洞共振器モード４のセットが現れることを理解されたい。従って、レーザー光出力２４を発生するレーザー１０等の、特定のレーザーは、注入電流の大きさに応じて、利得プロファイル１４の様々な形状を生成する。
【００４７】
再度図２を参照する。ディザされた空洞共振器モード４ａは、熱誘導による屈折率の変化、及び短時間の注入電流の大きさの変化によるレーザーの屈折率の変化に起因する、注入電流の変調（例えば、制御要素３０による３０Ｈｚ以上の周波数における注入電流３２の変調）に関連する、空洞共振器モード４の僅かな波長変動を反映している。拡張利得プロファイル１４ａは、概して、レーザーの波長範囲にわたるディザされた空洞共振器モード４ａを反映している。従って、レーザーに対する注入電流を変調することによって、光照射システム２００内の光拡散光ファイバー１００から発せられるレーザー光出力２４、及び拡散光パターン６０に関連するすべてのスペックルの視認性を直接低下させる、より大きい有効光帯域を有する拡張利得プロファイル１４ａが得られる。
【００４８】
図１Ａ及び１Ｂを参照する。光照射システム２００に用いることができる、光拡散光ファイバー１００の１つの実施の形態が示されている。光拡散光ファイバー１００は、概して、屈折率ｎ１及び相対屈折率Δ１を有するコア領域１１０を備えている。コア領域は、主としてＳｉＯ２を含む、ドープ又は非ドープシリカとして分類されるガラス組成を含んでいる。コア領域１１０は、軸１０２を中心として、１０μｍ〜約６００μｍの半径Ｒ１を有することができる。Ｒ１は５０μｍ〜約６００μｍであることが好ましい。別の実施の形態において、Ｒ１は約５０μｍ、６０μｍ, ７０μｍ、 ８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１４０μｍ、１６０μｍ、１８０μｍ、２００μｍ、２２０μｍ、２４０μｍ、又は２５０μｍである。
【００４９】
コア領域１１０のガラス組成は、溶融シリカ、ソーダライムシリケートガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、又はアルミノシリケートガラスとして特徴付けられることが好ましい。ソーダライムシリケートガラスは、様々なレベルのＮａ２Ｏ、ＣａＯ、及びＳｉＯ２を含むことができる。例えば、適切なソーダライムシリケートガラス組成は、質量パーセントで、７２ＳｉＯ２−１７Ｎａ２Ｏ−４ＣａＯ−５ＬｉＯ２−２ＭｇＯである。アルカリホウケイ酸ガラスは、様々なレベルのＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、及びアルカリ、例えば、Ｎａ２Ｏを含むことができる。例えば、適切なアルカリホウケイ酸ガラス組成は、質量パーセントで、７５ＳｉＯ２−１０Ｂ２Ｏ３−２５Ｎａ２Ｏである。アルミノシリケートガラスは、様々なレベルのＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３を含むことができる。アルカリ、例えば、Ｎａ２Ｏもアルミノシリケートガラス組成に含めることができる。例えば、適切なアルミノシリケートガラス組成は、質量パーセントで、５０．０〜７５．０ＳｉＯ２−０．０〜２０．０Ｂ２Ｏ３−０．０〜１５．０Ａｌ２Ｏ３−０．０〜１．５Ｌｉ２Ｏ−３．０〜１１．０Ｎａ２Ｏを含んでいる。
【００５０】
前述のように、光散乱ファイバー１００のコア領域１１０は、ドープされた低融点シリカガラスであってよい。別の態様において、コア領域１１０は、主として非ドープ溶融シリカから成っている。ドープされたコア領域１１０を有するファイバー１００については、コア領域のドーピングレベルが、光散乱光ファイバーの開口数ＮＡが０．４以上になるように、コア領域１１０の屈折率を増加させるのに十分であることが必要である。コア領域１１０のドープに使用されるドーパントは、コア領域の屈折率ｎ１を増加させることができるアップドーパントであることが好ましい。コア領域１１０に適したドーパントには、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｌａ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ａｌ、及びＮｄが含まれる。これ等のドーパントの組み合わせもコア領域１１０に適している。例えば、コア領域１１０は、１０モル％以下のＴｉＯ２、１５％モル以下のＡｌ２Ｏ３、２０モル％以下のＧｅＯ２、及び／又は２５モル％以下のＰ２Ｏ５でドープすることができる。ドーパントは、光拡散光ファイバー１００の製造に用いられるプロセスの間に、気体又は溶融状態でコア領域に導入されることも好ましい。これによって、ドーパントが、元素又は分子レベルで、確実にコア領域１１０に均一に分布する。
【００５１】
更に図１Ａ及び１Ｂを参照する。光散乱光ファイバー１００は、コア領域１１０を囲む内側クラッド１２０を備えている。非ドープ溶融シリカ組成を有するコア領域１１０に依拠するファイバー１００は、内側クラッド１２０にポリマー材料を含むことができる。かかるファイバーの内側クラッド１２０にポリマー材料を使用すると、ファイバー１００の開口数を０．４以上に増大させるのに役立つ。
【００５２】
これに対し、ドープされたガラス組成のコア領域１１０に依拠するファイバー１００については、内側クラッド１２０は、コア領域１１０のガラス組成と実質的に異なるガラス組成を含むことができる。内側クラッド１２０は、屈折率ｎ２及び外半径Ｒ２を有している。内側クラッド１２０の組成は、ｎ２＜ｎ１となるように選択されることが好ましい（図１Ｂ参照）。コア領域１１０の組成を考慮して、ＮＡが確実に０．４以上になるように、内側クラッド１２０の組成を選択することも好ましい。また、光拡散光ファイバー１００の内側クラッド１２０に対し、非ドープガラス組成を用いることも好ましい。一部の実施の形態において、内側クラッド１２０は、ダウンドーパント、例えば、フッ素でダウンドープしたシリカガラスを含むことができる。別の実施の形態において、内側クラッド１２０は、ｎＲＥＦが純シリカガラスの屈折率である場合、負の相対屈折率（Δ２）を有するガラスから成っている。例えば、内側クラッド１２０の相対屈折率Δ２は、約−０．５％未満、一部の実施の形態において、−１％未満とすることができる。
【００５３】
一般に、光拡散光ファイバー１００の内側クラッド１２０は、概して、コア領域１１０の外半径Ｒ１から外半径Ｒ２に延びている（図１Ａ参照）。一部の実施の形態において、内側クラッド１２０の厚さ（即ち、厚さ＝Ｒ２−Ｒ１）は、約１０μｍ、約２０μｍ、約５０μｍ、又は約７０μｍより大きい。一部の実施の形態において、内側クラッド１２０は、約１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、又は１００μｍの厚さを有している。
【００５４】
図１Ａ及び１Ｂを参照する。光散乱光ファイバー１００は、内側クラッド１２０を囲む外側クラッド１３０を更に備えることができる。外側クラッド１３０は、屈折率ｎ３、及び相対屈折率Δ３を有し、例えば、機械的取り扱いのために、通常、電気通信用光ファイバーに用いられる、フッ素化ポリマー組成又は非フッ素化ポリマー組成の二次コーティング材料の透明層を含むことができる。通常、外側クラッド１３０の屈折率は、内側クラッド１２０及びコア領域１１０の屈折率より低くても高くてもよい（図１Ｂ参照）。図１Ａに示すように、外側クラッド１３０は、ファイバー軸１０２から画定される、半径Ｒ３を有している。
【００５５】
図１Ａ及び１Ｂに示すように、外側クラッド１３０は、内側層１３４及び外側散乱層１３６を含むことができ、外側散乱層１３６が、内側層１３４を囲んでいる。外側クラッド１３０の外側散乱層は、ＴｉＯ２粒子及び／又はその他の散乱粒子等の光散乱剤１３２でドープすることができる。別の実施の形態（図示せず）において、外側クラッド１３０は、内側層１３４を有さずに、外側散乱層１３６を含むことができる。これ等の実施の形態の一部において、外側散乱層１３６は、ＴｉＯ２粒子等の光散乱剤１３２でドープすることができる。外側散乱層層１３６は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年６月２０日に、米国特許出願公開第２０１３／０１５６３９１号として公開されている、米国特許出願第１３／７１３，２２４号明細書に記載の構成及び方法によって調製することができる。
【００５６】
再度図１Ａ及び１Ｂを参照する。外側クラッド１３０は、内側クラッド１２０を囲み、概して、内側クラッドに接触している。外側クラッド１３０及びその下位層、即ち、内側層１３４及び外側散乱層１３６は、ポリマーコーティングを備えていることが好ましい。ポリマーコーティングは、散乱剤１３２を添加することができ、その混合物を液体として光拡散光ファイバー１００に適用し、ファイバー１００に適用後、固体に変換できる任意の液体ポリマー又はプレポリマー材料を含むことができる。一部の実施の形態において、外側クラッド１３０は、例えば、イリノイ州、エルジンのＤＳＭ  Ｄｅｓｏｔｅｃｈ社が製造するＣＰＣ６等のアクリレート系ポリマー、又は複数の散乱剤１３２を更に含むシリコーン系ポリマー等の、ポリマーコーティングを備えることができる。別の実施の形態において、外側クラッド１３０は、韓国のＫｙｕｎｇｇｉ、Ａｎｓａｎ、  Ｍｏｋｎａｅ  ４０３−２のＳＳＣＰ社から入手可能なＰＣ４５２等、ＵＶ硬化性又は熱硬化性フルオロアクリレート等の低屈折率ポリマー材料を含んでいる。一部の実施の形態において、コーニング社の標準ＣＰＣ二次光ファイバーコーティング等、標準的なＵＶ硬化性アクリレート系光ファイバーコーティングに、散乱剤１３２を混合することが最も効率的であった。散乱剤１３２の混合物を調製するために、まず、３０質量％の散乱剤をＤＳＭ９５０−１１１の二次ＣＰＣ６光ファイバーコーティングに混合し、次いでこの混合物を３ロールミルに通すことによって濃縮物を調製した。次に、これ等の濃縮物をコーティングとして直接塗布、又はＤＳＭ９５０−１１１で更に希釈して、光拡散光ファイバー１００に所望の散乱効果を与えた。
【００５７】
一部の別の実施の形態において、コア領域１１０から放射状に発せられ、内側クラッド１２０を介して、光拡散光ファイバー１００から出射する、光の角度分布の均一性及び／又は性質を向上させるために、外側クラッド１３０を利用することができる。外側クラッド１３０、特に外側散乱層１３６に含まれる散乱剤１３２は、平均径が約２００ｎｍ〜約１０μｍのナノ粒子又はマイクロ粒子を含むことができる。一部の実施の形態において、散乱剤１３２として用いられる粒子の平均径は、約２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、又は１０μｍである。散乱剤１３２の濃度は、光拡散光ファイバー１００の長さに沿って変化しても一定であってもよい。更に、散乱剤１３２の濃度は、全体の減衰を制限しつつ、ファイバー１００から出射する光の均一な散乱をもたらすのに十分な質量パーセントとすることができる。一部の実施の形態において、外側クラッド１３０中の散乱剤１３２の質量パーセントは、約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、又は５０％である。一部の実施の形態において、外側クラッド１３０は、散乱剤１３２として、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、又はＺｒ等の金属酸化物又はその他の高屈折率材料を含む微粒子を有している。散乱剤１３２として用いられる散乱材料は、マイクロサイズ又はナノサイズの粒子、又は気泡等の低屈折率の空所を含むこともできる。
【００５８】
外側クラッド１３０において、外側散乱層１３６は、内側層１３４が存在している場合、概して、内側層１３４の外半径から延びている。あるいは、外側散乱層１３６は、概して、内側クラッド１２０の外半径Ｒ２から、その半径Ｒ３に延びている（図１Ｂ参照）。本明細書に記載の一部の実施の形態において、外側散乱層１３６の厚さは、約１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、又は１００μｍより大きい。
【００５９】
一部の実施の形態において、散乱剤１３２は、白インク等のＴｉＯ２系粒子を含みこれに限定されない、散乱粒子を含むことができ、散乱粒子によって、光拡散光ファイバー１００のコア領域１１０、及び内側クラッド１２０から散乱される光が、角度とは無関係に分布する。一部の実施の形態において、散乱剤１３２は、外側クラッド１３０の外側散乱層１３６の内部に配置されている。例えば、一部の実施の形態において、外側散乱層１３６は約１μｍ〜約５μｍの厚さを有することができる。別の実施の形態において、大きな角度（すなわち、約１５度を超える角度）でファイバー１００から散乱される光の強度が、より均一に変化するように、外側散乱層１３６の厚さ、及び外側散乱層１３６の内部の散乱剤の濃度を、光散乱光ファイバー１００の軸方向の長さに沿って変化させることができる。
【００６０】
図１及び１Ａを参照する。光散乱光ファイバー１００は、一方の端部に誘導されたレーザー光出力２４を、コア領域１１０、内側クラッド１２０、および外側クラッド１３０を介して、散乱光パターン６０の形態を成す散乱光線として効率よく散乱する。一般に、光ファイバー１００の特定の実施の形態による、コア領域１１０の比較的高レベルのドーパントによって、ドーパントの局所的な組成ゆらぎに関連する散乱がもたらされる。更に、内側クラッド１２０とコア領域１１０に用いられるガラス組成間の粘度差によって、コア領域１１０と内側クラッド１２０との間の界面に、構造的不完全性がもたらされる。これ等の不完全性によって、ファイバー１００の長さに沿って光を散乱する全体的な能力に、小角度散乱（「ＳＡＳ」）が付加されるのが促進される。加えて、コア領域１１０の比較的高い屈折率によって、レイリー散乱効果による散乱も促進される。光拡散光ファイバー１００に関連するこれらの光散乱に対する貢献は、式（１）によって規定される。
【００６１】
Ｂ＝ＢＲ＋ＢＣ＋ＢＳＡＳ                     （１）
ここで、Ｂは光散乱光ファイバー１００に関連する全体的な散乱損失、ＢＲはレイリー散乱貢献、ＢＣは（ファイバー１００の特定の実施の形態における）組成ゆらぎに関連する散乱貢献、及びＢＳＡＳはコア領域１１０と内側クラッド１２０に用いられるガラス組成間の粘度差に関連する小角度散乱貢献である。
【００６２】
光散乱光ファイバー１００のコア領域１１０におけるレイリー散乱は、ガラスの仮想温度とその組成の両方に依存する。特に、下式（２）は、ファイバー１００のコア領域１１０に関連するレイリー散乱貢献ＢＲを与える。
【００６３】
ＢＲ＝５×１０−５ｎ８ｐ２ＴｇＫＴ                  （２）
ここで、ｎは屈折率、ｐは応力光学係数、ＫＴは等温圧縮性、Ｔｇは選択されたコア領域１１０のガラス組成のガラス転位温度である。前述のように、コア領域１１０のガラス組成は、特に内側クラッド１２０の屈折率ｎ２と比較して、比較的高い屈折率ｎ１を有するように選択される。コア領域１１０の特定の態様におけるドーパントレベルも、比較的高い屈折率ｎ１に貢献する。コア領域１１０における比較的高い屈折率ｎ１は、式（２）が示すように、高レイリー散乱損失結果に貢献する。
【００６４】
加えて、ファイバー１００の特定の態様のコア領域１１０のドーパントレベルも、下式（３）によって与えられる、組成に基づく散乱効果ＢＣをもたらす。
【００６５】
ＢＣ＝２．４Ｖｎ２（ｄｎ／ｄｃ）２ｃ（１−ｃ）  （３）
ここで、Ｖはコア領域１１０のドーパントのモル分率、ｎはコア領域１１０の屈折率、ｄｎ／ｄｃはコア領域１１０における、特定のドーパントに関連する屈折率変化、ｃはコア領域１１０のドーパントの濃度である。複数のドーパント、例えば、ＴｉＯ２とＺｎＯの場合、各々のドーパントに関連する貢献を別々に算出、合計してＢＣ散乱貢献を得ることができる。各々のドーパントに関連する実効散乱貢献は、特にそのｄｎ／ｄｃ値に特に敏感である。前述のように、有効なドーパントには、Ｇｅ、Ｐ、Ｎａ、Ｐｂ、Ｌａ、Ｚｎ、Ａｌの酸化物等が含まれる。これ等のドーパントの大半は、各々の光散乱光ファイバー１００における、４００〜１７００ｎｍの波長範囲の入射光（例えば、レーザー光出力２４の形態）の吸収に殆んど影響を及ぼさない。それにも関わらず、これ等のドーパントの導入に用いられるプロセス及びファイバー１００のコア領域１１０における比較的高レベルの（特に、電気通信用光ファイバーのコアドーパントレベルと比較して）これ等のドーパントによって、関心波長の吸収に起因する、ファイバー１００の光伝送の劣化が生じる可能性がある。光拡散光ファイバー１００の意図する用途に関連する、比較的短い適用長においては、これ等の吸収レベル（約１ｄＢ／ｍ）は許容される。
【００６６】
光拡散光ファイバー１００は、特に、ファイバー１００の特定の態様に関し、一般的な長さにおいてコア領域に用いられる、ドーパントに関連する限定された吸収損失を考慮して、約０．１ｍ〜約１００ｍの一般的な長さ範囲に用いられることが好ましい。本明細書に記載の一部の実施の形態において、光拡散光ファイバー１００は、概して、約１００ｍ、７５ｍ、５０ｍ、４０ｍ、３０ｍ、２０ｍ、１０ｍ、９ｍ、８ｍ、７ｍ、６ｍ、５ｍ、４ｍ、３ｍ、２ｍ、１ｍ、０．７５ｍ、０．５ｍ、０．２５ｍ、０．１５ｍ、又は０．１ｍの長さを有している。
【００６７】
ＳＡＳの貢献ＢＳＡＳは、コア領域１１０と内部クラッド１２０に用いられるガラス組成間の粘度差に関連している。特に、ＢＳＡＳの貢献は、ダウンドロー法を用いた光散乱光ファイバー１００の成形中における、延伸不安定性に起因するものである。これ等の不安定性が、コア領域１１０と内側クラッド１２０との界面における、欠陥及びその他の微小変形につながり、小角度散乱効果がもたらされる。ＢＳＡＳの大きさは、レイリー散乱貢献ＢＲの約１０〜１００％とすることができる。
【００６８】
有益なことに、本明細書に記載の光散乱光ファイバー１００は（４００〜１７００ｎｍの波長において）約０．５〜約５ｄＢ／ｍの範囲の散乱誘起減衰損失を有している。かかる光散乱光ファイバー１００は、前述の式（１）で与えられる光散乱貢献を有している。特定の用途について、約１〜約２ｄＢ／ｍの範囲の散乱誘起減衰損失を有するように、ファイバー１００を調整することが好ましい。別の用途において、ファイバー１００の損失を約２〜約５ｄＢ／ｍの範囲に調整することが好ましい。
【００６９】
本明細書に記載のように、光散乱光ファイバー１００は、全長に沿って均一照射をもたらすように構成することができる。別の実施の形態において、光散乱光ファイバー１００は、ファイバーの全長より短い、ファイバー区域に沿って、均一照射をもたらすように構成することができる。本明細書において、「均一照射」という語句は、光散乱ファイバー、例えば、光ファイバー１００から発せられる光の強度が、指定された長さにわたり、２５％を超えて変化しないことを意味する。
【００７０】
本明細書に記載の光散乱光ファイバー１００は、様々な処理技術を用いて形成することができる。一般に、ファイバー１００は、ファイバー巻き取りシステムを用いて、光ファイバー母材から延伸され、実質的に垂直な経路に沿って延伸炉を出る。ＢＳＡＳの貢献を考慮し、コア領域１１０と内側クラッド１２０のガラス組成の粘度が、所与の延伸温度において不一致となるように、ガラス組成を選択することが好ましい。一部の実施の形態において、光拡散光ファイバー１００のコア領域１１０と内側クラッド１２０のガラス組成が、ファイバー処理のために選択された延伸温度において、約１〜約１０ポアズの範囲の絶対粘度不一致Δηを有するように選択される。即ち、Δη＝│ηｃｏｒｅ−ηｃｌａｄ│＝約１〜１０ポアズであり、ここで、ηｃｏｒｅ及びηｃｌａｄは、それぞれ所与の延伸温度における、コア領域１１０及び内側クラッド１２０のガラス組成の粘度である。
【００７１】
光散乱光ファイバー１００が延伸炉を出た後、ファイバー１００にコーティングを施して、１つ以上のポリマー層を適用して、外側クラッド１３０を形成することができる。一部の実施の形態において、外側クラッド１３０の外側散乱層１３６に散乱剤１３２を用いることができる。
【００７２】
特許請求の範囲の精神及び範囲を逸脱せずに、様々な改良及び変形が可能であることは当業者には明らかであろう。
【００７３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７４】
実施形態１
光照射システムであって、
３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光散乱光ファイバー、及び
制御要素と、空洞共振器を有するレーザーダイオードとを含んで成るレーザー光源であって、注入電流入力に応答して、レーザー光出力を生成するように構成された光源
を備え、
前記レーザー光出力が、前記光拡散光ファイバーに結合されるように、前記レーザー光源が前記光ファイバーに近接配置され、
更に、前記制御要素が、３０Ｈｚ以上の変調周波数で、前記注入電流入力を変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成るシステム。
【００７５】
実施形態２
前記レーザー光出力が、伝送光ファイバーを介して、前記光拡散光ファイバーに結合されて成る、実施形態１記載の照射システム。
【００７６】
実施形態３
前記制御要素が、６０Ｈｚ以上の変調周波数で、前記注入電流入力を変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成る、実施形態１記載の照射システム。
【００７７】
実施形態４
前記制御要素が、前記注入電流入力を、方形波形、ノコギリ波形、三角波形、及び正弦波形から成る群より選択される波形で変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成る、実施形態１記載の照射システム。
【００７８】
実施形態５
前記制御要素が、前記注入電流入力を、正弦波形で変調することによって、前記レーザー光出力のスペックルを低減するように構成されて成る、実施形態１記載の照射システム。
【００７９】
実施形態６
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有する、実施形態１記載の照射システム。
【００８０】
実施形態７
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成る、実施形態１記載の照射システム。
【００８１】
実施形態８
前記光拡散光ファイバーが、前記レーザー光出力に基づいて、拡散光パターンを生成するように構成されて成り、前記制御要素が、前記注入電流を変調することによって、前記拡散光パターンのスペックル成分を低減するように更に構成されて成る、実施形態１記載の照射システム。
【００８２】
実施形態９
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられる、実施形態８記載の照射システム。
【００８３】
実施形態１０
前記光拡散光ファイバーが、
（ａ）コアガラス組成を含むコア領域、
（ｂ）前記コア領域を囲み、前記コアガラス組成と実質的に異なる、クラッドガラス組成を含む内側クラッド、及び
（ｃ）前記内側クラッドを囲み、散乱粒子でドープされた外側クラッド
を備えた、実施形態１記載の光照射システム。
【００８４】
実施形態１１
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有する、実施形態１０記載の照射システム。
【００８５】
実施形態１２
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成る実施形態１０記載の照射システム。
【００８６】
実施形態１３
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられる、実施形態１０記載の照射システム。
【００８７】
実施形態１４
前記光拡散光ファイバーの前記コア領域が、アップドーパントを含む低融点ガラス組成を有する、実施形態１０記載の照射システム。
【００８８】
実施形態１５
レーザー照射光拡散光ファイバーからのスペックルを低減する方法であって、
レーザーダイオードを含むレーザー光源からのレーザー光出力を、３００〜３０００ｎｍの波長範囲において、マルチモード動作が可能な光拡散光ファイバーに誘導するステップであって、前記レーザー光出力が、少なくとも部分的に、前記レーザーダイオードの注入電流に基づく、ステップと、
前記ファイバーに誘導された前記レーザー光出力に基づいて、前記光拡散光ファイバーのクラッドから発せられる拡散光パターンを生成するステップと、
制御要素を用いて、前記注入電流の大きさ及び時間的側面を制御するステップと、
前記制御要素を用いて、前記注入電流を３０Ｈｚ以上の変調周波数で変調し、前記ファイバーから発せられる前記拡散光パターンのスペックルを抑制するステップと、
を備えた方法。
【００８９】
実施形態１６
前記光拡散光ファイバーが、０．４以上の開口数を有する、実施形態１５記載の方法。
【００９０】
実施形態１７
前記光拡散光ファイバーが、約５０μｍ〜約６００μｍの半径を有する、コア領域を含んで成る、実施形態１５記載の方法。
【００９１】
実施形態１８
前記光拡散光ファイバーによって生成される前記拡散光パターンが、０．５ｄＢ／ｍ〜５ｄＢ／ｍの減衰によって特徴付けられる、実施形態１５記載の方法。
【００９２】
実施形態１９
前記光拡散光ファイバーが、
（ａ）コアガラス組成を含むコア領域、
（ｂ）前記コア領域を囲み、前記コアガラス組成と実質的に異なる、クラッドガラス組成を含む内側クラッド、及び
（ｃ）前記内側クラッドを囲み、散乱粒子でドープされた外側クラッド
を備えた、実施形態１５記載の方法。
【００９３】
実施形態２０
前記注入電流を変調するステップが、方形波形、ノコギリ波形、三角波形、及び正弦波形から成る群より選択される波形で実施される、実施形態１５記載の方法。
【符号の説明】
【００９４】
１０  レーザー光源
２０  レーザーダイオード
２２  空洞共振器
２４  レーザー光出力
３０  制御要素
３２  注入電流入力
３４  電流発生器
３６  プロセッサ
４０  伝送ファイバー
６０  拡散光パターン
６２  スペックル
７０  物体
１００  光拡散光ファイバー
１０２  ファイバー軸
１１０  コア領域
１２０  内側クラッド
１３０  外側クラッド
１３２  光散乱剤
１３４  内側層
１３６  外側散乱層
２００  光照射システム
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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