CZ32815U1 - Laserový systém a systém difrakčně založených uspořádávacích značek pro vyrovnané uspořádání optického prvku v laserovém systém - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložené technické řešení se týká uspořádání prvků v optickém systému. Aspekty tohoto technického řešení se pak týkají například uspořádání optických prvků v laserovém systému a také se týkají uspořádávacích značek pro použití v uspořádání.

Dosavadní stav techniky

Vysokoenergetické lasery s velkou aperturou jsou zesilovány na své vysoké energie vícenásobnými průchody zesilovačem nebo průchody větším počtem zesilovačů. Větší počet průchodů nebo větší počet zesilovačů vede k potřebě uspořádávat laserový paprsek s větším počtem prvků. Posun v uspořádání paprsku v počátečním stupni zesilovacího procesu může vést ke ztrátě paprsku nebo ke ztrátě energie, která je zesilována v každém průchodu. Další možností je, že posun v uspořádání muže vést k nechtěným modulacím profilu intenzity, které, když jsou zesilovány, mohou vést ke katastrofálnímu laserem vyvolanému poškození optiky ve směru toku paprsku. Větší počet prvků a větší počet průchodů vede k pojmu „laserový řetězec“ nebo „zesilovačový řetězec“ v odkazu na řetězec prvků požadovaný pro vykonávání většího počtu průchodů.

Používání uspořádávacích značek je běžná praxe pro napomáhání při stavbě, a v mezidenním uspořádávacím procesu laserových řetězců. Uspořádávací značky pro laserové řetězce s velkou aperturou podle dosavadního stavu techniky se skládají ze zaměřovačů, které musejí být umístěny v předmětových rovinách paprskových diagnostických systémů nacházejících se ve směru toku v optickém systému. Zaměřovače jsou monitorovány ve směru toku v optickém systému paprskovými diagnostickými systémy obvykle spoléhajícími na kamerový senzor, který je používán pro kontrolu nebo monitorování uspořádání, a z dodatečných čoček požadovaných pro modifikování velikosti paprsku podle velikosti kamerového senzoru. Paprskové diagnostické systémy mohou být buďto trvale instalované nebo dočasně vkládané do laserového systému. Alternativně je možné vykonávat vizuální inspekci paprsku ve vhodných polohách podél cesty paprsku, určenými omezeními předávání obrázků. Polohy předmětových a zobrazovacích rovin závisejí na celkovém optickém systému, zvláště na zaostřovací optice, jako například na čočkách.

Dvě nebo více uspořádávacích značek je obvykle umísťováno v různých polohách podle cesty paprsku takovým způsobem, aby když je laserový řetězec správně uspořádán, obrázky uspořádávacích značek se překrývaly na kamerovém senzoru. Jestliže laserový řetězec není uspořádán, odpovídající optické prvky jsou nastavovány za účelem dosažení překrývání referenčního obrázku.

Zjednodušené příkladné uspořádání referenčních zaměřovačů podle dosavadního stavu techniky je zobrazeno na obr. la a lb je použito pro zdůraznění omezení zaměřovačích značek podle dosavadního stavu techniky. Obr. la ukazuje nastavení, které bude používáno ve vysokoenergetickém laserovém řetězci s velkou aperturou, tj. tam, kde se ko limo váný paprsek šíří sériemi optických prvků (nejsou zobrazeny) a prostorovým filtrem, obsahujícím čočky LI a L2 a dírku P. Dvě zaměřovači uspořádávací značky (Cl a C2) jsou vloženy do systému a jejich obraz je analyzován použitím paprskového diagnostického systému obsahujícího čočky L3 a L4 a kameru. Poloho vání zaměřovačích značek Cl a C2 je určeno požadavky na předávání obrazu, což může být vyhodnoceno z obr. lb. Za účelem dosažení ostrého obrazu zaměřovačích značek na kamerovém senzoru, jsou pouze dvě polohy, označované jako „předmětová rovina 1“ a „předmětová rovina 2“, vhodné pro poloho vání zaměřovačích značek. Čísla na obr. la a lb jsou poskytována jako příklad možných vzdáleností (v mm) mezi optickými prvky a jsou zobrazena

- 1 CZ 32815 U1 pro pomoc při porozumění a identifikaci předmětových a obrazových rovin. Čísla na obr. la a lb jsou odvozena z geometrických optických uvažování, která jsou odvozena hlavně z rovnice čočky (musíme pamatovat na to, že tato rovnice popisuje aproximovanou situaci). Rovnice čočky je 1/p + 1/q = 1/f, kde p je vzdálenost mezi předmětem a čočkou, q je vzdálenost mezi čočkou a obrazem, a f je ohnisková délka čočky. Optický navrhovací software (jako například Zemax) napomáhá při určování přesné polohy obrazových a předmětových rovin v optických systémech. Jestliže jsou optické délky čoček změněny, nebo je změněno uspořádání systému, čísla se budou také měnit.

Jak je možné vidět v příkladu, hlavní nevýhoda takových systémů je reprezentována silným omezením jak možných poloh, ve kterých mohou být umísťovány uspořádávací značky, tak i poloh, ve kterých muže být vykonávána inspekce paprsku. Skutečně, jestliže uspořádávací značky nejsou umístěny v předmětových rovinách diagnostického systému, v kameře je vytvářen rozmazaný obraz uzavřený difrakčním vzorem, čímž je bráněno přesnému uspořádávacímu procesu. Ze stejného důvodu, jestliže inspekce paprsku není vykonávána v obrazové rovině, obrázky značek budou rozmazané. V reálných systémech mohou být předmětové a obrazové roviny nedostupné pro polohování zaměřovačů a paprskových diagnostických systémů kvůli omezením týkajícím se uspořádání laserového řetězce. Je také důležité poznamenat, že v současnosti mnoho laserových řetězců spoléhá na prostorové filtry pro odstraňování náhodných fluktuací z profilu intenzity paprsku. V tomto případě se uspořádání vykonávané použitím uspořádávacích značek podle dosavadního stavu techniky stává méně přesným, protože vysokofrekvenční filtrování vykonávané dírkami používanými v prostorových filtrech způsobuje rozmazávání obrazu zaměřovačů umístěných proti směru toku prostorového filtru (jako například zaměřovači značky Cl na obr. la a lb, která se nachází před prostorovým filtrem).

„Uspořádání Shiva laseru s dvaceti paprsky“, Energy and Technology Review, Lawrence Livermore Laboratory, prosinec 1978, Obranné programy, strany 1-12, popisuje uspořádávací techniky používané pro Shiva laser, který měl 20 paprsků. Dokument popisuje proceduru spoléhání se na zaměřovače pro dosažení uspořádání. Na základě obrázků se ukazuje, že zaměřovače nemohou být umístěny do předmětové roviny diagnostického systému (což je ideální konfigurace, když jsou používány zaměřovače), a není možné dosáhnout ostrého obrazu zaměřovačů. Namísto toho je dosahováno pouze rozmazaného obrazu zaměřovačů, což vede ke ztrátě přesnosti uspořádávacího procesu. Tento dokument proto zdůrazňuje obtíže při používání zaměřovačů pro uspořádání laserových řetězců, protože vyžadují narušení systému tak, aby zahrnovat diagnostický systém a uspořádávací značky.

Podstata technického řešení

Předložené technické řešení se týká použití difrakčních vzoru uspořádávacích značek pro uspořádání laserového paprsku relativně k jednomu nebo více optickým prvkům. Uspořádání může být vykonáváno posunováním nebo nakláněním optických prvků pro nastavení polohy a/nebo směru laserového paprsku ve směru toku. Používání difrakčních vzorů namísto způsobu zobrazování zaměřovačů podle dosavadního stavu techniky poskytuje podstatné výhody, protože nastavování a zpracování uspořádání není nadále omezeno požadavky na zprostředkování obrazu. Skutečně, toto přináší relevantní zvýšení počtu možných poloh, ve kterých mohou být umístěny uspořádávací značky, a ve kterých může být vykonávána vizuální inspekce, a větší flexibilitu při navrhování a polohování paprskové diagnostiky. Pojmem „uspořádávací značka“ myslíme například mřížku, mřížkovou souřadnicovou síť. Značky jsou přednostně vytvářeny z okének nebo apertur v destičce, ale mohou být také vytvářeny z čar vyleptaných nebo vyznačených na průhledné destičce.

Předložené technické řešení poskytuje uspořádání optického prvku v laserovém systému, obsahující:

-2CZ 32815 U1 umístění první uspořádávací značky do cesty laserového paprsku proti směru toku od optického prvku, kde první uspořádávací značka má první referenční znaky vytvářející první difřakční vzor, když jsou osvětlovány laserovým paprskem;

umístění druhé uspořádávací značky do cesty laserového paprsku ve směru toku od první uspořádávací značky a od optického prvku, kde druhá uspořádávací značka má druhé referenční znaky vytvářející druhý difřakční vzor, když jsou osvětlovány laserovým paprskem; osvětlování uspořádávacích značek a optického prvku laserovým paprskem; monitorování kombinovaného difrakčního vzoru referenčních znaků prvních a druhých uspořádávacích značek v poloze ve směru toku od druhé uspořádávací značky; a nastavování polohy a/nebo orientace optického prvku na kombinovaný difřakční vzor indikující uspořádání optického prvku s laserovým paprskem.

Uspořádáním označujeme uspořádání mezi laserovým paprskem a optickým prvkem. Může se jednat o koaxiální uspořádání tak, aby optická osa optického prvku byla uspořádána s osou laserového paprsku. Uspořádání může být dosahováno krokem nastavování polohy nebo orientace prvku nebo laserového paprsku, to znamená jejich relativní polohy. Nastavování relativní polohy pro přivádění optického prvku do uspořádání může zahrnovat omezování velikosti nebo stupně vychýlení mezi difrakčními vzory nebo kombinovaného difrakčního vzoru.

Přednostně difřakční vzor vytvářený první uspořádávací značkou, druhou uspořádávací značkou, nebo jejich kombinovaný difřakční vzor vytváří rozpoznatelný vzor, jako například kříž nebo „X“, který může být snadno identifikován, když je optický prvek přiveden do uspořádaného stavu. Toto poskytuje jemné řízení uspořádání. První referenční znaky jsou přednostně odlišné od druhých referenčních znaků, takže první uspořádávací značka může vytvářet jiný difřakční vzor v porovnání s duhou uspořádávací značkou. Hrubého uspořádání může být dosahováno minimalizováním ořezávání paprsku na okrajích značek.

Krok nastavování polohy a/nebo orientace optického prvku do uspořádaného stavu může obsahovat nastavování polohy a/nebo orientace optického prvku pro vylepšení symetrie nebo vystředění kombinovaného difrakčního vzoru. Referenční znaky prvních a/nebo druhých uspořádávacích značek mohou mít odrazovou symetrii ve dvou ortogonálních rovinách. Tyto roviny mohou být ortogonální k ose paprsku. Roviny mohou v určitých provedeních obsahovat vertikální a horizontální směry. Referenční znaky prvních a/nebo druhých uspořádávacích značek mohou obsahovat obdélník nebo čtverec. V dalších provedeních může symetrie značek nabývat podoby libovolného mnohoúhelníkového tvaru. Avšak protože uspořádání bude obecně dosahováno nastavováním polohy ve dvou ortogonálních směrech (protože takto optické polohovače obecně pracují), první a druhé uspořádávací značky přednostně mají tuto odrazovou symetrii ve dvou ortogonálních rovinách.

Druhé referenční znaky druhé uspořádávací značky mohou obsahovat cílové okénko, a krok monitorování může obsahovat monitorování kombinovaného difrakčního vzoru uzavřeného stínem cílového okénka. Cílové okénko představuje značku nebo znak výchozího typu, který napomáhá při dosahování uspořádání.

Kroky monitorování a nastavování mohou obsahovat monitorování kombinovaného difrakčního vzoru a nastavování polohy a/nebo orientace optického prvku pro přivádění kombinovaného difrakčního vzoru do vystředěného stavu na stínu cílového okénka druhé uspořádávací značky.

Kombinovaný difřakční vzor může indikovat, že optický prvek je v podstatě uspořádán v laserovém systému, kdy kombinovaný difřakční vzor má odrazovou symetrii ve dvou ortogonálních směrech a je vystředěn na stín cílového okénka druhé uspořádávací značky. První referenční znaky vytvářejí difřakční vzor, když jsou osvětlovány laserovým paprskem, a mohou obsahovat první cílové okénko, a cílové okénko druhé uspořádávací značky je druhým cílovým

-3 CZ 32815 U1 okénkem. Referenční znaky mohou obsahovat prvky, jako například linky a cílové okénko. Přednostně mohou být referenční znaky, jako například linky, a také cílové okénko, orientovány horizontálně a vertikálně, nebo pod úhlem 45° k těmto.

Krok monitorování může obsahovat monitorování kombinovaného difrakčního vzoru uzavřeného stíny prvních a druhých cílových okének. Krok monitorování může obsahovat monitorování symetrie a/nebo vystředění kombinovaného difrakčního vzoru uzavřeného stíny prvních a druhých cílových okének. Když je přítomen posun, je možné vidět zkreslení nebo asymetrii difrakčního vzoru, jako například zmačkání nebo ostřižení vzoru.

První referenční znaky mohou obsahovat první prvky, jako například linky, a první cílové okénko. Jak první prvky, tak i první cílové okénko mohou vytvářet difrakční vzory, když jsou osvětlovány laserovým paprskem. Jak první prvky, tak i první cílové okénko mohou být používány pro monitorování uspořádání optického systému. Druhé referenční znaky mohou obsahovat druhé prvky, jako například linky, a druhé cílové okénko. Jak druhé prvky, tak i druhé cílové okénko mohou vytvářet difrakční vzory, když jsou osvětlovány laserovým paprskem. Jak druhé prvky, tak i druhé cílové okénko mohou být používány pro monitorování uspořádání optického systému.

Používání difrakčních vzorů namísto zobrazovacích zaměřovačů znamená, že uspořádávací značky mohou být umísťovány téměř kdekoliv podél cesty paprsku. Skutečně, uspořádávací značky nemusejí být umísťovány v předmětové rovině a prohlíženy v obrazové rovině za účelem vykonávání uspořádávacího zpracování. Namísto toho uskutečňovaná analýza symetrie a/nebo vystředění difrakčního vzoru, například s odkazem na kombinovaný stín nebo difrakční vzory cílového okénka (a volitelných prvků) poskytuje pohodlný způsob analýzy. Cílová okénka (a prvky) poskytují vhodnou značku, proti které mohou být porovnávány difrakční vzory.

Uspořádání laserového paprsku a jednoho nebo více optických prvků znamená, že tyto prvky mohou být správně vystředěny s osou paprsku.

V některých provedeních pouze druhé uspořádání zahrnuje cílové okénko, nebo ani první, ani druhá uspořádávací značka nezahrnuje cílové okénko. V takovém případě je samotné uspořádání difrakčních vzorů nebo jejich uspořádání s kamerou nebo prohlížecím zařízením používáno pro nastavování uspořádání. Přednostně druhé uspořádání zahrnuje cílové okénko tak, aby byl poskytován cíl pro posuzování kombinovaného difrakčního vzoru. Jestliže jedna nebo další ze značek nezahrnuje cílové okénko, pak uspořádávací znaky mohou obsahovat linky, jako například kříž nebo „X“.

Jestliže existuje velké vychýlení tak, že paprsek dokonce nedosahuje druhé značky, je vyžadováno hrubé nastavování vhodné optiky pro přivedení paprsku na druhou uspořádávací značku. Jestliže paprsek dosahuje druhé značky, ale cílová okénka jsou zcela vzájemně posunuta, relativní polohy stínu cílových okének a prvků mohou být používány pro odhadování a další opravování vychýlení. Když se stíny cílových okének začínají překrývat, difrakční vzor uzavřený stínem cílových okének je používán pro vykonávání jemného nastavování optických prvků za účelem dosažení správného uspořádání.

Cílové okénko první a/nebo druhé uspořádávací značky se přednostně nachází ve středu okénka pro průchod paprsku v první a/nebo druhé uspořádávací značce. Okénko pro průchod paprskuje větší okénko než cílové okénko, a může mít velikost rovnou nebo lehce větší než průřezové rozměry laserového paprsku. To znamená, že laserový paprsek, když je správně uspořádán, může procházet okénkem pro průchod paprsku bez toho, aby docházelo k jakémukoliv blokování paprsku. Avšak, v alternativních provedeních, okénko pro průchod paprsku může být vytvořeno menší než paprsek, ale v takových případech je přednostně pouze lehce menší pro předcházení ztrátám energie paprsku.

-4CZ 32815 U1

Krok umístění první uspořádávací značky do cesty laserového paprsku proti směru toku optického prvku může obsahovat umístění první uspořádávací značky v blízkém poli laserového řetězce, který má být uspořádáván, tj. na vstupu laserového řetězce, a vystřeďování blízkého pole v okně pro průchod paprsku první uspořádávací značky. Toto může znamenat poloho vání paprsku tak, aby nebyl blokován nebo narušován okraji okénka pro průchod paprsku. Může se jednat například o vystřeďování průřezového rozměru laserového paprsku tak, aby se vešel do okénka pro průchod paprsku první uspořádávací značky. Alternativně, jestliže je okénko pro průchod paprsku menší než paprsek, zajištění, aby paprsek unikající okolo okrajů byl symetrický, stále dovoluje určovat, zdaje paprsek blízkého pole vystředěn. První referenční znaky mohou obsahovat první prvky. Druhé referenční znaky mohou obsahovat druhé prvky. Prvními prvky a druhými prvky mohou být přímé linky. Přednostně mohou být první prvky uspořádány posunuté v podstatě o 45° vůči druhým prvkům okolo směru laserového paprsku. Mohou být používány další úhlové posuny, ale nejlépe rozpoznatelné difrakční vzory mohou vznikat, když posun činí 45°.

Krok monitorování může obsahovat:

identifikování celého nebo části rozpoznatelného znaku difrakčního vzoru, jako například kříže nebo X, vytvářeného jako výsledek difrakčních účinků, uzavřeného stínem cílového okénka první a/nebo druhé uspořádávací značky; a posuzování, zda rozpoznatelný znak difrakčního vzoru (kříž nebo X) je posunut ze středu stínu cílového okénka; a jestliže je rozpoznatelný znak difrakčního vzoru (kříž nebo X) posunut, pak v kroku nastavování: nastavování polohy a/nebo orientace vhodného optického prvku pro uvedení rozpoznatelného znaku difrakčního vzoru (kříže nebo X) do vystředěného stavu na stínu cílového okénka, čímž je zvyšováno uspořádání optického prvku.

Jestliže je symetrie kombinovaného difrakčního vzoru uzavřeného ve stínu cílových okének posunuta vertikálně, pak naklánění optického prvku okolo jeho horizontální osy pro uvedení zmíněného prvku do uspořádaného stavu, a jestliže je kombinovaný difrakční vzor uvnitř stínu cílových okének posunut horizontálně, pak naklánění optického prvku okolo jeho vertikální osy pro uvedení zmíněného prvku do uspořádaného stavu, a jestliže je kombinovaný difrakční vzor uvnitř stínu cílových okének posunut jak horizontálně, tak i vertikálně, pak naklánění optického prvku okolo jak jeho vertikální, tak i horizontální osy, pro uvedení zmíněného prvku do uspořádaného stavu. Jestliže dochází k otáčení paprsku mezi optickým prvkem a monitorováním difrakčního vzoru, bude zřejmý požadavek posunu v opravě. Požadovaný směr pohybu optického prvku může být opačný vůči směru pohybu difrakčního vzoru, v závislosti na skutečném optickém uspořádání.

Krok monitorování může obsahovat snímání kombinovaného difrakčního vzoru na kameře nebo jiném hledáčku, jako je například fosforem potažená karta nebo obrazovka. Přesná povaha monitorovacího systému může záviset na vlnové délce světla.

Okénko pro průchod paprsku první uspořádávací značky a/nebo druhé uspořádávací značky může mít velikost větší, než jsou průřezové rozměry laserového paprsku. To znamená, že v podstatě všechna energie laserového paprsku může být vysílána okénkem pro průchod paprsku.

Průřezové rozměry laserového paprsku mohou být o 0,5 až 3,0 mm menší než. rozměry okénka pro průchod paprsku první uspořádávací značky a/nebo druhé uspořádávací značky. Tyto rozměry jsou poskytovány pouze jako návod pro zde popsaný systém. Jsou samozřejmě možné jiné rozměry, ale mohou vést k většímu ořezávání paprsku nebo k méně přesnému uspořádání.

-5 CZ 32815 U1

Optickým prvkem může být zrcadlo, čočka, dírka, otvor, apertura, zesilovač, ziskový blok nebo odrazová/přenosová mřížka. V mnoha případech optickým prvkem může být zrcadlo, ziskový blok nebo odrazová/přenosová mřížka. Čočky mají tendenci poskytovat pouze malou změnu směru šíření paprsku pro malé naklonění čočky. Jestliže prvkem je otvor nebo dírka, může také existovat čočka před ní, a čočka za otvorem nebo dírkou, zaostřující světlo v otvoru nebo dírce a poté opět kolimující paprsek ven za otvorem nebo dírkou. Toto je probíráno detailněji ke konci tohoto řešení.

Krok monitorování kombinovaného difrakčního vzoru může obsahovat měření intenzity kombinovaného difrakčního vzoru podél linky procházející středem stínu cílového okénka, a určování, zda intenzita je symetrická.

Technické řešení může dále obsahovat opakování monitorování a nastavování, dokud není dosaženo uspořádání celého laserového řetězce. Pro uspořádání celého laserového řetězce nebo laserového systému musejí být značky vhodně posunovány podél cesty paprsku pro kontrolu správného polohování a orientace optických prvků v laserovém řetězci nebo v laserovém systému.

Předložené technické řešení také poskytuje uspořádání laserového paprsku v laserovém systému, obsahující:

umístění první uspořádávaní značky do cesty laserového paprsku, přičemž první uspořádávací značka má první referenční znaky vytvářející první difrakční vzor při osvětlení laserovým paprskem;

osvětlení první uspořádávací značky laserovým paprskem;

monitoring difrakčního vzoru referenčních znaků první uspořádávací značky v poloze ve směru toku od první uspořádávací značky; a nastavení relativní polohy a/nebo orientace laserového paprsku na difrakční vzor indikující uspořádání laserového paprsku s první uspořádávací značkou. Tento způsob může být zvláště užitečný jako první krok při uspořádání laserového paprsku nebo systému. Jestliže je první uspořádávací značka udržována v poloze v celém uspořádávacím procesu a volitelně také během používání systému po uspořádání, jakákoliv odchylka nebo posun paprsku v této poloze blízkého pole může být snadno detekována. Bez takového uspořádání nemusí být odchylka zaznamenána nebo může být obtížné detekovat zdroj vychýlení.

Technické řešení může dále obsahovat umístění optického prvku do cesty laserového paprsku ve směru toku od první uspořádávací značky;

umístění druhé uspořádávací značky do cesty laserového paprsku ve směru toku od optického prvku, přičemž druhá uspořádávací značka má druhé referenční znaky vytvářející druhý difrakční vzor, když jsou osvětlovány laserovým paprskem;

monitorování kombinovaného difrakčního vzorku referenčních znaků prvních a druhých uspořádávacích značek v poloze ve směru toku od druhé uspořádávací značky; a nastavování polohy a/nebo orientace optického prvku do kombinovaného difrakčního vzoru indikujícího uspořádání optického prvku s laserovým paprskem.

Jak bude snadno zřejmé, kroky uvedené výše ve vztahu k uspořádání optického prvku v laserovém systému zde mohou být také aplikovány následně po zde uvedených počátečních krocích.

-6CZ 32815 U1

Předložen technické řešení dále poskytuje systém difrakčně založených uspořádávacích značek pro uspořádání optického prvku v laserovém systému, obsahující:

první uspořádávací značku mající první referenční znaky pro vytváření prvního difrakčního vzorku, když jsou osvětlovány laserovým paprskem; a druhou uspořádávací značku mající druhé referenční znaky pro vytváření druhého difrakčního vzorku, když jsou osvětlovány laserovým paprskem, přičemž druhé referenční znaky obsahují přinejmenším cílové okénko pro monitorování kombinovaného difrakčního vzoru referenčních znaků prvních a druhých uspořádávacích značek tak, aby byla poskytována indikace uspořádání optického prvku s laserovým paprskem.

Druhá uspořádávací značka může obsahovat okénko pro průchod paprsku, přičemž cílové okénko je uspořádáno s okénkem pro průchod paprsku. Okénkem pro průchod paprsku je okénko s podobnou velikostí jako má laserový paprsek. Laserový paprsek může mít samozřejmě jiné rozměry na různých místech v systému, ale může být požadováno používání okénka pro průchod paprsku jako nástroje pro vystřeďování paprsku tak, aby paprsek byl vystřeďován.

Cílové okénko může být v podstatě vystředěno uvnitř okénka pro průchod paprsku. Referenční znaky druhé uspořádávací značky mohou obsahovat linky, které neprotínají cílové okénko. Linky mohou obsahovat ortogonální linky.

Cílovým okénkem druhé uspořádávací značky může být druhé cílové okénko, a první referenční znaky mohou obsahovat přinejmenším první cílové okénko.

První uspořádávací značka může obsahovat okénko pro průchod paprsku, přičemž první cílové okénko je uspořádáno uvnitř okénka pro průchod paprsku první uspořádávací značky. První cílové okénko může být v podstatě vystředěno uvnitř okénka pro průchod paprsku první uspořádávací značky. Referenční znaky první uspořádávací značky mohou obsahovat linky, které neprotínají první cílové okénko. Linky první uspořádávací značky mohou obsahovat ortogonální linky.

Linkami mohou být přednostně rovné linky.

Okénka pro průchod paprsku prvních a druhých uspořádávacích značek mohou mít vzájemně stejný tvar.

Okénka pro průchod paprsku první uspořádávací značky a druhé uspořádávací značky mohou být čtvercová, obdélníková nebo kruhová (nebo libovolného dalšího tvaru, který nejlépe vyhovuje prostorovému profilu paprsku šířícího se laserovým řetězcem). Cílová okénka mohou mít stejný tvar jako okénka pro průchod paprsku, ale menší velikost (nebo také jiný tvar).

Okénka pro průchod paprsku prvních a druhých uspořádávacích značek mohou být nikoliv kruhová, jako například čtvercová nebo obdélníková, a když jsou okénka pro průchod paprsku uspořádána podle zmíněného tvaru, první ortogonální prvky mohou být posunuty o 45 stupňů vzhledem k druhým ortogonálním prvkům. To znamená, že ortogonální prvky a cílová okénka mohou být otočně posunuta okolo osy paprsku.

Cílové okénko první uspořádávací značky může být odděleno od okénka pro průchod paprsku hraniční linkou vytvářející okraj cílového okénka. Hraniční linkou může být čtvercová smyčka nebo obrys čtverce, nebo další tvar. Hraniční linka může ukončovat první ortogonální prvky tak, aby cílové okénko neprotínalo první ortogonální prvky.

-7 CZ 32815 U1

Cílové okénko druhé uspořádávací značky může být odděleno od okénka pro průchod paprsku hraniční linkou vytvářející okraj cílového okénka. Hraniční linkou může být čtvercová smyčka nebo obrys čtverce. Hraniční linka může ukončovat druhé ortogonální prvky tak, aby cílové okénko neprotínalo druhé ortogonální prvky.

První cílové okénko a druhé cílové okénko může být čtvercové, obdélníkové nebo kruhové.

Hraniční linka první uspořádávací značky může vytvářet stejný tvar jako hraniční linka druhé uspořádávací značky.

První a druhá uspořádávací značka mohou být každá složena z destičky mající první část pro přimontování zařízení a druhou část, ve které je vytvořen referenční znak, okénko pro průchod paprsku a/nebo cílové okénko.

Předložené technické řešení dále poskytuje laserový systém, obsahující:

systém difrakčně založených uspořádávacích značek uvedený výše; a laser přizpůsobený pro generování laserového paprsku majícího průřezové rozměry nikoliv větší, než jsou rozměry okének pro průchod paprsku zařízení první uspořádávací značky a zařízení druhé uspořádávací značky. Průřezové rozměry laserového paprsku mohou být o 0,5 a 3,0 mm menší než rozměry okének pro průchod paprsku první uspořádávací značky a druhé uspořádávací značky. Jak bylo zmíněno výše, mohou být používány také další rozměry.

Předložené technické řešení poskytuje systém difrakčně založených uspořádávacích značek pro uspořádání optického prvku v laserovém systému, obsahující:

první uspořádávací značku mající první referenční znaky pro vytváření prvního difrakčního vzoru, když jsou osvětlovány laserovým paprskem; a druhou uspořádávací značku mající druhé referenční znaky pro vytváření druhého difrakčního vzoru, když jsou osvětlovány laserovým paprskem.

Další znak uvedený výše může být zahrnován v kombinaci s těmito znaky tak, aby bylo poskytováno vhodné uspořádání laserového paprsku.

Předložené technické řešení poskytuje uspořádávací značku mající okénko pro průchod paprsku a ortogonální prvky rozdělující okénko pro průchod paprsku, přičemž, ortogonální prvky jsou určené pro vytváření difrakčního vzorku, když jsou osvětlovány laserovým paprskem, kde uspořádávací značka má ve středu okénka pro průchod paprsku cílové okénko pro monitorování uspořádání optického prvku, přičemž ortogonální prvky neprotínají cílové okénko.

Výše popsané způsoby a přístroje jsou obecně zaměřeny na použití s vysokoenergetickými laserovými systémy s velkou aperturou. Avšak výše popsané způsoby a přístroje mohou také nalézt aplikace v dalších systémech, ve kterých je splněna podmínka umožňující difrakční účinky. Některými příklady možných aplikací jsou:

- laserové systémy pro pump/probe spektroskopii;

- uspořádávací teleskopy;

- autokolimátory (podobné uspořádávacím teleskopům, ale zaměřené na nekonečno) také nazývané teodolity;

- uspořádání laserů používaných pro naváděcí hvězdicové aplikace;

- uspořádání synchrotronového UV záření.

Podle toho předložené technické řešení poskytuje uspořádání jednoho nebo více optických prvků v systému, obsahující:

umístění první uspořádávací značky do optické cesty, přičemž zařízení první uspořádávací značky má první referenční znaky vytvářející difrakční vzor, když jsou osvětlovány;

umístění druhé uspořádávací značky do optické cesty ve směru toku od první uspořádávací značky a od jednoho nebo více optických prvků, přičemž zařízení druhé uspořádávací značky má druhé referenční znaky vytvářející difrakční vzor, když jsou osvětlovány;

osvětlování uspořádávacích značek paprskem;

monitorování kombinovaného difřakčního vzoru referenčních znaků prvních a druhých uspořádávacích značek v poloze ve směru toku od druhé uspořádávací značky; a nastavování polohy vhodných optických prvků pro dosažení kombinovaného difřakčního vzoru indikujícího uspořádání optického prvku s optickou cestou.

Mnoho z výše popsaných volitelných hledisek je také aplikovatelných na tento způsob. Předložené technické řešení také poskytuje systém difřakčně založených uspořádávacích značek pro uspořádání jednoho nebo více optických prvků v systému, obsahující:

první uspořádávací značku mající první referenční znaky, jako například průchozí okénko a první ortogonální prvky rozdělující průchozí okénko, přičemž první referenční znaky jsou určené pro vytváření difřakčního vzoru, když jsou osvětlovány světlem nebo zářením, kde první uspořádávací značka může mít ve středu průchozího okénka první cílové okénko pro monitorování uspořádání optického prvku; a druhou uspořádávací značku mající druhé referenční znaky, jako například průchozí okénko a druhé ortogonální prvky rozdělující průchozí okénko, přičemž druhé ortogonální prvky jsou určené pro vytváření difřakčního vzoru, když jsou osvětlovány světlem nebo zářením, kde druhá uspořádávací značka může mít ve středu průchozího okénka druhé cílové okénko pro monitorování uspořádání optického prvku.

První ortogonální prvky přednostně neprotínají první cílové okénko a druhé ortogonální prvky neprotínají druhé cílové okénko tak, aby byla poskytována čistá apertura pro monitorování difrakčních vzorů.

Mnoho z výše popsaných volitelných hledisek je také aplikovatelných na tento systém.

Objasnění výkresů

Provedení předloženého technického řešení a hledisko podle současného stavu techniky budou nyní popsána s odkazem na připojené obrázky, na kterých:

Obr. la a lb představují schématické diagramy ilustrující polohování zaměřovačů v laserovém systému podle současného stavu techniky;

Obr. 2 je perspektivní pohled na první uspořádávací značku podle předloženého technického řešení;

-9CZ 32815 U1

Obr. 3 je perspektivní pohled na druhou uspořádávací značku podle předloženého technického řešení;

Obr. 4 je detailní pohled ukazující rovinné a boční pohledy na první uspořádávací značku podle předloženého technického řešení;

Obr. 5 je detailní pohled ukazující rovinné a boční pohledy na druhou uspořádávací značku podle předloženého technického řešení;

Obr. 6 je schématický diagram ilustrující možné polohování prvních a druhých uspořádávacích značek podle předloženého technického řešení;

Obr. 7 je schématický diagram vícenásobně průchozího laserového zesilovače;

Obr. 8(a) a 8(b) ukazují porovnání simulovaných a naměřených difřakčních vzorů pro uspořádaný laserový paprsek;

Obr. 9(a) a 9(b) ukazují porovnání simulovaných a naměřených difřakčních vzorů pro laserový paprsek, který je vychýlen o 350 pm na druhé uspořádávací značce;

Obr. 10(a) a 10(b) příslušně ukazují difřakční vzor pro uspořádání laserového paprsku a profil intenzity středem difřakčního vzoru;

Obr. 1 l(a) a 1 l(b) příslušně ukazují difřakční vzor pro laserový paprsek vychýlený o 350 pm a profil intenzity středem difřakčního vzoru;

Obr. 12(a) a 12(b) příslušně ukazují difřakční vzor pro laserový paprsek vychýlený o 700 pm a profil intenzity středem difřakčního vzoru;

Obr. 13(a), 14(a) a 15(a) příslušně ukazují difřakční vzor pro laserový paprsek bez vychýlení, vychýlený o 350 pm a vychýlený o 700 pm, s invertovanými stupni šedi;

Obr. 13(b) 14(b) a 15(b) příslušně ukazují difřakční vzor pro laserový paprsek bez vychýlení, vychýlený o 350 pm a vychýlený o 700 pm, ukázané v invertovaných stupních šedi a s kontrastním vylepšením;

Obr. 16 je schématický diagram ilustrující zjednodušené nastavení pro vystřeďování paprsku na dírku;

Obr. 17(a), 17(b) a 17(c) ukazují účinek nevystředění dírky na difřakční vzor pro laserový paprsek bez vychýlení, vychýlený o 500 pm a vychýlený o 750 pm;

Obr. 18(a), 18(b) a 18(c) ukazují účinek nevystředění dírky na profil intenzity difřakčního vzoru podél osy y pro laserový paprsek bez vychýlení, vychýlený o 500 pm a vychýlený o 750 pm;

Obr. 19(a), 19(b), 21 (a) a 21 (b) ukazují účinek profilu paprsku na difřakční vzor pro příslušný Gaussův paprsek bez vychýlení, paprsek s plochým vrcholem bez vychýlení, Gaussův paprsek vychýlený o 700 pm a paprsek s plochým vrcholem vychýlený o 700 pm;

Obr. 20(a), 20(b), 22(a) a 22(b) ukazují účinek profilu paprsku na profil intenzity difřakčního vzoru pro příslušný Gaussův paprsek bez vychýlení, paprsek s plochým vrcholem bez vychýlení, Gaussův paprsek vychýlený o 700 pm a paprsek s plochým vrcholem vychýlený o 700 pm;

Obr. 23(a) a 23(b) ukazují účinek průměru dírky na difřakční vzor pro příslušné 2 mm a 0,6 mm dírky;

- 10CZ 32815 U1

Obr. 24 a 25 jsou detailní pohledy ukazující rovinné a boční pohledy na první a druhé uspořádávací značky podle alternativního provedení; a

Obr. 26(a) a 26(b) ukazují simulované difrakční vzory vytvářené uspořádávacím i značkami podle příslušných obr. 24 a 25, když neexistuje žádné vychýlení, a když existuje 0,5 mm vychýlení laserového paprsku na druhé značce.

Příklady uskutečnění technického řešení

Jak bylo uvedeno výše, jednou z nevýhod způsobů podle dosavadního stavu techniky jsou omezené polohy v laserovém systému, do kterých mohou být uspořádávací značky umísťovány, kvůli požadavku, aby byly umísťovány v předmětových rovinách paprskového diagnostického systému. Toto řešení popisuje záměrné umístění uspořádávacíeh značek mimo předmětové roviny použitím uspořádávacíeh značek s odpovídajícím způsobem navrženými tvary. Uspořádání je adresováno kontrolováním překrývání difřakčních vzorů uspořádávacíeh značek, namísto obrázků uspořádávacíeh značek. Toto řešení proto poskytuje způsob, který není omezen závislostí na vytváření obrázků uspořádávacíeh značek, čímž je značně zvýšen počet možných poloh, do kterých mohou být uspořádávací značky umísťovány a je umožněna větší flexibilita diagnostiky paprsku a vizuální inspekce paprsku. Tvar uspořádávacíeh značek je speciálně přizpůsoben pro získávání difřakčních vzorů, které umožňují rozpoznávání rozlišovacích znaků a posuzování znaků pro určování uspořádání optických prvků. V konkrétním uspořádání je tvar uspořádávacíeh značek navržen tak, aby výsledná superpozice difřakčních vzorů byla symetrická, jestliže je laserový řetězec správně uspořádán. Když vznikne vychýlení, dochází k porušení symetrie difřakčního vzoru. Porušení symetrie může být charakterizováno posunem polohy určitého znaku, což přednostně koreluje s vychýlením prvků v laserovém řetězci. Vychýlení může také, nebo alternativně, být charakterizováno změnou tvaru difřakčního vzoru. Jinými slovy, vertikální nebo horizontální posun rozlišovacího znaku může být výsledkem chybné orientace nebo posunuté polohy optických prvků. Může se jednat například o otočené nebo úhlové vychýlení nebo vertikální nebo horizontální vychýlení prvků v laserovém řetězci. Dále, posun rozlišovacích znaků je zvláště rozpoznatelný, což zlepšuje přesnost uspořádávacího procesu v porovnání s dosavadním stavem techniky.

Jestliže musí být vykonáváno uspořádání v laserových řetězcích obsahujících prostorové filtry, znaková velikost značek může být optimalizována podle průměru dírek používaných pro prostorové filtrování pro předcházení zhoršování přesnosti uspořádání.

Způsob podle tohoto řešení také umožňuje přesné řízení polohy blízkého pole laserového paprsku. V konkrétním provedení způsobu může být jedna z uspořádávacíeh značek udržována v poloze na vstupu laserového řetězce. Tvar uspořádávací značky je přizpůsobován pro umožnění vystřeďování blízkého pole na uspořádávací značku. Druhá uspořádávací značka může být posunována podél cesty paprsku pro kontrolu uspořádání každého optického prvku. Přestože je to volitelné, je doporučováno, aby ve většině případů uspořádávací značka mohla být konstantně udržována na vstupu laserového řetězce pro poskytování konstantní značky pro polohování blízkého pole, které může být posunováno vychýleními nastávajícími proti směru toku (buď před zesilovacím stupněm nebo před laserovým zdrojem). Nesplnění tohoto požadavku může zabraňovat detekování vychýlení, k nimž dochází proti směru toku, což vede k nesprávnému uspořádání laserového řetězce. Obr. 2 až 5 jsou pohledy uspořádávacíeh značek pro způsob podle tohoto řešení. Obr. 2 a 3 jsou perspektivní pohledy na dvě uspořádávací značky. Obr. 4 a 5 jsou pohledy v rovinném a bočním pohledu na příslušné první a druhé uspořádávací značky.

Uspořádávací značka 100 podle obr. 2 je vytvořena z destičky mající první část 110 pro přimontování a druhou část 120 obsahující uspořádávací referenční znaky. První část 110 může mít určitý počet otvorů 102 pro přijímání šroubů nebo jiných upevňovačů pro zajištění úchytu.

- 11 CZ 32815 U1

Uspořádávací značka může být například namontována na sloupku nebo držena jinými způsoby. Avšak použitím destičky mající první část 110 pro přimontování může být uspořádávací značka pohodlně přimontována k magnetické základně pro přimontování v laserovém systému tam, kde je to požadováno.

Může být uvažována uspořádávací značka 100 obsahující okénko 122 pro průchod paprsku, kterém prochází většina energie laserového paprsku. Ve vložce na obr. 2 je zobrazeno okénko 122 pro průchod paprsku jako oblast uzavřená čtvercem nakresleným dvojitými čárami 124. Okénko 122 pro průchod paprsku může mít velikost a tvar přibližně odpovídající velikosti (nebo lehce větší než) a tvaru laserového paprsku. V předložené konfiguraci zobrazené na obr. 2 je okénko pro průchod paprsku čtvercové, ale jsou možné další tvary, jako například obdélníkové a kruhové. Ve vložce na obr. 2 uspořádávací značka 100 dále obsahuje cílové okénko 126 reprezentované oblastí uzavřenou přerušovanými čárami 128. Jak je zobrazeno, cílové okénko 126 může mít stejný tvar jako okénko 122 pro průchod paprsku, ale menší velikosti. Cílové okénko 126 je přednostně vystředěno v okénku 122 pro průchod paprsku. Ve vložce na obr. 2 je okénko 122 pro průchod paprsku rozděleno na čtyři části prvky nebo linkami 130. V hlavní části obr. 2 je také zobrazeno okénko 122 pro průchod paprsku, cílové okénko 126 a prvky 130. Prvky 130 jsou zobrazeny jako obsahující pár horizontálních prvků 130a a pár vertikálních prvků 130b, které se setkávají s okrajem cílového okénka 126, ale neprotínají cílové okénko a vzájemně se nedotýkají. Prvky 130 jsou uspořádány ortogonálně, a jestliže by procházely přes cílové okénko, setkávaly by se v jeho středu. Prvky mohou být uvažovány jako uspořádané tak, aby jeden prvek 130a byl uspořádán paralelně s orientací (v podélném směru) úchytu uspořádávací značky 100 jako celku, a prvky 130b byly ortogonální ktéto orientaci. Prvky jsou namísto vzájemného setkání ukončeny na hranici cílového okénka. Hranice cílového okénka je tvořena linkou 128, kterou označujeme jako hraniční linku. Alternativní provedení mohou zahrnovat více nebo méně prvků, a/nebo prvky uspořádané jinak okolo cílového okénka. Znaky vytvářející difřakční vzor, jako například rozpoznatelný difřakční vzor, mohou zahrnovat prvky a/nebo cílové okénko.

Obr. 3 ukazuje druhou uspořádávací značku 200. Druhá uspořádávací značka je také vytvořena z destičky mající první část 210 pro přimontování a druhou část 220 obsahující uspořádávací referenční znaky. První část 210 může mít větší počet otvorů 202 pro přijímání upevňovačů. Podobně jako první uspořádávací značka 100, druhá uspořádávací značka 202 má také okénko 222 pro průchod paprsku, cílové okénko 226 a prvky 230. Mnoho znaků druhé uspořádávací značky 200 je podobných jako znaky první uspořádávací značky 100. Jak je zobrazeno ve vložce na obr. 2, okénko pro průchod paprsku je reprezentováno oblastí uzavřenou dvojitými čárami 224. Cílové okénko je reprezentováno oblastí uzavřenou přerušovanými čárami 228. Prvky opět neprotínají cílové okénko 226. Rozdílnou oproti první uspořádávací značce 100 je orientace prvků 230 druhé uspořádávací značky 200. Jak je zobrazeno na obr. 3, prvky 230 jsou uspořádány diagonálně k orientaci uspořádávací značky jako celku. Prvky 230a jsou uspořádány pod úhlem 45° k vertikálním a horizontálním směrům (k podélné orientaci značky) a prvky 230b jsou uspořádány ortogonálně k prvku 230a. Cílové okénko 226 je také uspořádáno s prvky pod úhlem 45° k podélnému směru značky. Když jsou proto uspořádávací značky 100 a 200 vzájemně uspořádány tak, aby se jejich obrysy překrývaly, pak cílové okénko 126 a prvky 130 první uspořádávací značky jsou uspořádány pod úhlem 45° k cílovému okénku 226 a k prvkům 230 druhé uspořádávací značky.

Stejně jako uspořádávací značka podle obr. 2, uspořádávací značka podle obr. 3 může v alternativních provedeních zahrnovat více nebo méně prvků, a/nebo prvků uspořádaných odlišně okolo cílového okénka.

Přestože obr. 2 a 3 ukazují okénka pro průchod paprsku a cílová okénka jako čtverce, jsou možné další tvary. V zobrazených provedeních jsou okénka zobrazena jako čtverec tak, aby se shodovala s tvarem laserového paprsku. Avšak když laserový paprsek má nikoliv čtvercový průřez, pak používaný tvar může být jiný, jako například obdélníkový nebo kruhový tak, aby se shodoval s odpovídajícím způsobem tvarovaným paprskem. Dále, v provedeních nemá tvar cílového

- 12CZ 32815 U1 okénka stejný tvar jako tvar okénka pro průchod paprsku. Okénko pro průchod paprsku může být například kruhové a cílové okénko může být čtvercové nebo naopak.

Uspořádávací znaky značek, konkrétně prvků 130, 230 a hraničních linek 128, 228 tvořících cílové okénko, mohou být vytvářeny jako úzké linky z kovu. Tyto mohou být vytvářeny vyřezáváním nebo vyleptáváním okének v destičce. Okraj okének 122, 222 pro průchod paprsku je ohraničen linkou, která je vytvářena podobným způsobem. Toto je reprezentováno odkazovými značkami 132 a 232 na obr. 2 a 3. V alternativním uspořádání mohou být prvky a linky vytvářeny z drátů. Cílové okénko představuje hlavní znak, který vede k poskytování difřakčních vzorů, přestože k tomu prvky také přispívají.

V dalším alternativním uspořádání mohou být prvky a linky vyleptávány nebo vyznačovány na průhledné destičce, jako například na skleněné destičce. Pro průhlednou destičku je možné, aby prvky 130, 230 byly vynechány, protože jednou z jejich funkcí je podporování cílového okénka ve středu uspořádávací značky. Jestliže prvky nejsou přítomné, budou používány pouze difřakční vzory generované cílovými okénky.

Uspořádávací značky jsou navrhovány tak, že je brán v úvahu tvar a rozměr laserového paprsku, vlnová délka světla, a vlastnosti nastavení, ve kterém jsou uspořádávací značky používány. Je možné sledovat pravidla upravování měřítka pro určování velikosti cílového okénka, jestliže je vlnová délka světla modifikována.

Pohledy podle obr. 4 a 5 ukazují rozměry uspořádávacích značek 100 a 200 podle provedení.

V tomto provedení byly uspořádávací značky navrženy pro 1030 nm světlo a pro použití v laseru přihlašovatele typu DiPOLE. Rozměry byly vybírány pro laserový řetězec zesilující paprsek 21,5 mm x 21,5 mm. Vlnová délka světla vytvářejícího paprsek je 1030 nm. Znaky uspořádávacích značek jsou nastavovány tak, aby braly v úvahu přítomnost prostorových filtrů podél cesty paprsku. Prostorové filtry mají průměr dírky 2 mm. Jak je možné na obrázcích vidět, středové cílové okénko má v obou případech rozměry 3,0 mm x 3,0 mm. Vzájemný vztah mezi velikostí dírky, velikostí cílové apertury a šířkou linek vytvářejících cílové okénko a prvky není přímý, protože jak velikost dírky, tak i celkový návrh laserového řetězce ovlivňují velikost cílových okének a šířku linek. Více informací o velikosti cílového okénka vůči velikosti dírky je uveden ke konci popisu v části „Účinek velikosti dírky“. Na obr. 4 a 5 šířka linek vytvářejících prvky a okénko činí 1,0 mm.

Pohledy podle obr. 4 a 5 ukazují také rozměry okénka pro průchod paprsku jako 23,0 mm x 23,0 mm. Jak bylo zmíněno výše, toto platí pro čtvercový paprsek 21,5 mm x 21,5 mm. Okénko je tak pouze o 1,5 mm větší v šířce a výšce než paprsek. Tím, že máme okénka se stejným nebo lehce větším rozměrem než paprsek, je umožněno používání samotného okénka pro vystřeďování paprsku.

Obr. 4 a 5 specifikují destičku o tloušťce 1 mm vytvořenou z vrstvy jako je například vrstva s rovným povrchem, kterou je přesný typ vyráběné destičky. Jsou však možné další materiály pro výrobu destičky.

Obr. 6 ukazuje příkladné uspořádání optických prvků v laserovém systému. Je naznačen laserový zdroj následovaný zrcadlem M0 a první uspořádávací značkou R1. První uspořádávací značka může odpovídat uspořádávací značce 100 zobrazené na obr. 2 a 4 (přestože může stejně tak odpovídat uspořádávací značce 200 zobrazené na obr. 3 a 5). Uspořádávací značka R1 může být umístěna do blízkého pole zdroje pro řízení polohy blízkého pole paprsku. Jestliže například poloha blízkého pole paprskuje známá, pak značka může být poloho vána tak, aby toto splňovala, a poloha blízkého pole paprsku může být nastavována, dokud paprsek neprochází čistě okénkem pro průchod paprsku značky Rl. Jestliže paprsek není správně uspořádán a selhává při čistém průchodu okénkem pro průchod paprsku, dále ve směru toku paprsku bude pozorován difřakční vzor způsobovaný paprskem zasahujícím okraj okénka, a může být monitorován kamerou.

- 13 CZ 32815 U1

Správného vystřeďování blízkého pole paprsku na uspořádávací značkuje dosahováno nastavováním optiky umístěné mezi zdrojem a zrcadlem M0 (není zobrazeno na obr. 6) nebo nastavováním samotného zdroje. Pro správné uspořádání laserového řetězce je doporučováno udržovat uspořádávací značku na vstupu laserového řetězce (blízké pole paprsku), protože toto poskytuje informace o správném uspořádání předchozích stupňů. Nesplnění tohoto požadavku může bránit detekování vychýlení vyskytujících se proti směru toku, což vede k nesprávnému uspořádání laserového řetězce. Jakmile je dosaženo správného vystředění blízkého pole paprsku na uspořádávací značku, druhá uspořádávací značka R2 je umísťována v systému tak, jak je zobrazeno na obr. 6. Paprsek může být monitorován v poloze PÍ za uspořádávací značkou R2. Tvar uspořádávacích značek vede k difřakčnímu vzoru majícímu rozpoznatelné a charakteristické znaky. V případě výše popsaných značek 100 a 200 je charakteristikou „X“ v difřakčním vzoru, které, když je laserový řetězec správně uspořádán, je vystředěno na stínu cílových okének. Jestliže zrcadlo M0 není správně uspořádáno, difřakční vzor není symetrický. Výsledný difrakční vzor indikuje uživatelovi, jak má být zrcadlo M0 nastaveno. Tato technika umožňuje vysoce přesné uspořádání optického prvku. Zrcadlem Ml je zrcadlo nebo další odrážející prvek. Pro uspořádání tohoto prvku je druhá značka R2 posunována ze své původní polohy do polohy R2'. Zrcadlo Ml je opět nastavováno, dokud charakteristický difřakční vzor není vystředěn na stínu obrysu cílového okénka. Tento difřakční vzor může být posuzován posunováním diagnostického systému nebo vykonáváním vizuální inspekce v poloze P2, za značkou R2'. Nastavování zrcadla M2 může být vykonáváno posunováním druhé značky, například do polohy R2”, a vykonáváním inspekce paprsku v poloze P3.

Uspořádání optiky ve směru toku by mělo být vykonáváno podobně posunováním druhé značky do odpovídajících poloh podél cesty paprsku.

První uspořádávací značka může být udržována v blízkém poli laserového řetězce pro poskytování indikace správného polohování paprsku na vstupu laserového řetězce.

Obr. 7 ukazuje příklad vícenásobně průchozího zesilovače 700 pro laserový systém. Zesilovač obsahuje čtyři disky 710 z aktivního materiálu, jako například Yb³⁺ dopovaného YAG, a laserový paprsek prochází disky čtyřikrát v motýlkové konfiguraci. Většího počtu průchodů a motýlkové konfigurace je dosahováno sériemi zrcadel ml až m8. Uspořádání zrcadel v tomto rozmístění je důležité za účelem dosažení stabilního zesílení. Zvyšování počtu průchodů pro získání větších výkonů bude zvyšovat počet zrcadel a zdůrazňovat potřebu vhodné a přesné uspořádávací techniky, která nevyžaduje uspořádávací značky spoléhající na obraz jako v dosavadním stavu techniky.

Na obr. 7 paprsek vstupuje do systému na zrcadle ml a je odrážen přes materiál 710 zesilovače k zrcadlu m2. První uspořádávací značka 100 může být umístěna v blízkém poli zdroje (není zobrazen), jak bylo popsáno v uspořádání podle obr. 6. Poloha a uspořádání zrcadla ml mohou být nastavovány a kontrolovány umístěním druhé uspořádávací značky 200 v blízkosti zrcadla m2, jako například v rovině Q1 na obr. 7, s kamerou nebo jiným monitorovacím zařízením dále podél cesty paprsku směrem km2. Uspořádání je vykonáváno jako výše vystřeďováním polohy charakteristického znaku na cílové okénko. Jakmile je toto dokončeno, druhá uspořádávací značka 200 a kamera jsou posunovány do polohy za m3 pro kontrolu polohy m2 a m3. Druhá uspořádávací značka a kamera mohou být opět umísťovány blízko roviny Ql. Dalším uspořádáním se posunujeme do roviny Q2 pro kontrolu a dokončení polohování a uspořádání zrcadla m3. Proces pokračuje pro každé ze zrcadel až do m8.

Obr. 8 a 9 ukazují porovnání simulovaných a naměřených výsledků. Simulace byla vykonávána použitím optického navrhovacího software Zemax (dříve známého jako Radiant Zemax). Naměřené výsledky byly získány vDiPOLH 100 laboratoři v centrálním laserovém zařízení přihlašovatele. Jak pro simulované, tak i pro naměřené výsledky, systémové parametry zahrnují vlnovou délku laseru 1030 nm a Gaussův profil paprsku. Používanými značkami jsou značky

- 14CZ 32815 U1 podle obr. 2 až 5. Mohou být používány další vlnové délky, profily paprsku a značky. Analýza jiných profilů paprskuje poskytována později v části „účinek změny profilu paprsku“.

Obr. 8 ukazuje výsledky pro laserový řetězec, který byl přesně uspořádán.

Výsledků bylo dosaženo použitím laserového řetězce založeného na řetězci podle obr. 6. První značka byla umístěna na vstup zesilovacího řetězce a druhá uspořádávací značka do polohy R2'. Několik optických prvků přivádí paprsek pomocného uspořádávacího laseru na vstup laserového řetězce, následovaný zrcadlem M0, a poté první uspořádávací značkou R1 a vakuovým prostorovým filtrem (složeným ze dvou čoček s ohniskovou délkou f a oddělených vzdáleností 2f a z 2 mm dírky umístěné v ohniskové rovině). Druhá uspořádávací značka je umístěna v poloze R2' a paprskový diagnostický systém v poloze P2 pro inspekci paprsku.

Obr. 8(a) ukazuje výsledek simulace difřakčního vzoru vytvářeného uspořádávacími značkami 100 a 200 v přesně uspořádaném laserovém řetězci. Obr. 8(b) ukazuje naměřené výsledky difřakčního vzoru vytvářeného uspořádávacími značkami 100 a 200 v přesně uspořádaném laserovém řetězci. Existuje dobrá shoda mezi naměřenými a simulovanými výsledky. V obou případech je možné jasně vidět „stín“ vertikálních a horizontálních prvků 130a, 130b první uspořádávací značky. Stín diagonálních prvků 230a, 230b druhé uspořádávací značky je také možno jasně vidět. Linky vytvářející okraje cílových okének je možné vidět jako překrývající se pro vytvoření „osmibodové hvězdicového“ tvaru. Okolo stínů prvků a cílových okének jsou jasně viditelné světelné okraje vyvolané difrakčními účinky. Ve středu cílového okénka se nachází kombinovaný difrakční vzor od dvou uspořádávacích značek. Ten má rozpoznatelný a charakteristický tvar, který, jak je vidět, nabývá podoby „X“ vystředěného na stínu cílového okénka. Vystředění indikuje, že bylo dosaženo uspořádání.

Obr. 9(a) a 9(b) ukazují příslušnou simulovanou a měřenou difrakci vytvářenou, když je paprsek na druhé uspořádávací značce posunut o 350 pm kvůli vychýlení na zrcadle Ml. Různé prvky a hranice cílového okénka je zde možné jasně vidět. V simulované verzi je zřejmý posun charakteristického „X“ znaku ve středu cílových okének. Střed „X“ je uspořádán pod horizontálním prvkem. „X“ je posunuto vertikálně dolů ze středu, foto indikuje vertikální vychýlení mezi druhou referenční značkou a paprskem.

Další výsledky vychýlení jsou ukázány na obr. 10 až 12. Obr. 10 ukazuje na obr. 10(a) část stejného simulovaného výsledku jako ukazuje obr. 8(a) pro uspořádaný systém, ale na obr. 10(a) je zvětšena středová oblast pro zdůraznění symetrie znaku „X“ v porovnání s cílovým okénkem. Obr. 10(b) je graf normalizované intenzity zabrané podél vertikální bílé čáry napříč cílovým okénkem podle obr. 10(a). Graf normalizované intenzity ukazuje dva vrcholy intenzity, rovnoměrně odsazené a se stejnou velikostí. Tyto reprezentují dva světelné trojúhelníky nebo segmenty na horních a spodních částech „X“. Na obr. 10(b) střed poklesu mezi vrcholy, který představuje přibližně 0,4 až 0,5 relativní intenzity, reprezentuje minimální intenzitu ve středu „X“.

Obr. ll(a) je zvětšený obr. 9(a), který představuje simulovaný výsledek pro posun 350 pm. Obr. 1 l(b) je graf normalizované intenzity zabrané podél vertikální bílé čáry napříč cílovým okénkem podle obr. 1 l(a). Podobně jako na obr. 10(b) je možné vidět dva vrcholy reprezentující dva světelné segmenty na horních a spodních částech znaku „X“. Avšak na obr. ll(b) nejsou vrcholy shodné. Vrchol na levé straně nedosahuje tak vysoké intenzity jako vrchol na pravé straně, a vrchol na levé straně je více rozprostřený. Vrchol na levé straně reprezentuje světelný segment v horní části „X“. Tento difrakční vzor indikuje vertikální vychýlení paprsku.

Obr. 12 představuje 700 pm vychýlení paprsku na druhé značce, kvůli vychýlení zrcadla Ml. Na obr. 12(a) není spodní polovina „X“ tak jasně viditelná jako na obr. 10(a) a 1 l(a), protože je zakrývána posunem v cílových okéncích. Horizontálně/vertikálně orientované cílové okénko je možné vidět posunuté nahoru v porovnání s diagonálně uspořádaným cílovým okénkem. Na

- 15 CZ 32815 U1 obr. 12(b) má vrchol na pravé straně podstatně nižší intenzitu v porovnání s vrcholem na levé straně. Vrchol na levé straně je možno vidět jako reprezentující jasnější a širší horní světelný segment „X“ znaku v cílovém okénku. Na základě obr. 1 l(b) a 12(b) je možné vidět, že 700 μηι (obr. 12) posun nastává v opačném směru v porovnání s 350 μιιι posunem (obr. 11).

Na základě výše uvedeného je možné vidět, že zpracování difrakčního vzoru může být vykonáváno vzorkováním vzoru na kameře. Tvar grafů intenzity nebo změna napříč datovým souborem vzorku mohou být korelovány s posunem uspořádání a používány pro vydávání na výstupu opravné hodnoty pro přemísťování optického prvku. Výstup může být předáván uživatelovi nebo posílán přímo do zařízení pro řízení pohybu pro automatické nastavování polohy optického prvku.

Obr. 13(a) až 15(b) ukazují další způsoby ilustrování posunu. Obr. 13(a) a 13(b) představují stejný obr. jako je obr. 10(a) (bez posunu), ale v invertovaných stupních šedi. Obr. 13(b) také zahrnuje určité zpracování kontrastního vylepšení pro jasnější zobrazování „X“ znaku. Obr. 14(a) a 14(b) představují stejný obrázek jako obr. 1 l(a) (350 μιιι posun), ale v invertovaných stupních šedi. Obr. 15(a) a 15(b) představují stejný obrázek jako obr. 12(a) (700 μιιι posun), ale v invertovaných stupních šedi. Obr. 14(b) a 15(b) také zahrnují některá zpracování kontrastního vylepšení.

Výše popsané uspořádávací značky představují příkladné provedení. V dalších provedeních mohou být prvky první značky posunuty z vertikálního a horizontálního směru, např. o 5 nebo 10°. Prvky druhé uspořádávací značky budou odpovídajícím způsobem posunuty diagonálně. Je upřednostňováno, aby prvky těchto dvou značek zůstávaly pod vzájemným úhlem 45°, přestože je možné si představit méně účinná provedení, ve kterých jsou aplikovány jiné posuny.

V těchto a dalších provedeních mohou mít cílová okénka různé tvary.

Jak bylo zmíněno výše, uspořádávací značky mohou být složené z linek vyleptaných nebo vyznačených na průhledných destičkách, jako například na skleněných destičkách.

Výše popsané způsoby a přístroje jsou obecně zaměřeny na použití s vysokoenergetickými laserovými systémy s velkou aperturou. Avšak výše popsané způsoby a přístroje mohou také nalézt aplikace v dalších systémech, ve kterých jsou splněny podmínky umožňující difrakční účinky. Některými příklady možných aplikací jsou:

- laserové systémy pro pump/probe spektroskopii;

- uspořádávací teleskopy;

- autokolimátory (podobné uspořádávacím teleskopům, ale zaměřené na nekonečno) také nazývané teodolity;

- uspořádání laserů používaných pro naváděcí hvězdicové aplikace;

- uspořádání synchrotronového UV záření.

Vystřeďování laserového paprsku na dírky

Přihlašovatel zkoumal jak teoreticky, tak i prakticky, použití difrakčně založených uspořádávacích značek pro posuzování a napomáhání správnému vystřeďování laserového paprsku na dírky. V případě DiPOLE laserového systému jsou dírky používány pro účely prostorového filtrování. Avšak další systémy mohou používat dírky pro jiné účely.

- 16CZ 32815 U1

Správné vystřeďování paprsku na dírky představuje požadavek pro zajištění správného šíření paprsku podél laserového řetězce a pro vykonávání správného prostorového filtrování. Nesplnění tohoto požadavku může vést ke ztrátám energie a ke zhoršení profilu paprsku.

Procedura pro kontrolování vystředění paprsku na dírky je vykonávána s uspořádáním jako je například na obr. 16. Obr. 16 zahrnuje zdroj vytvářející laserový paprsek. Paprsek je směrován na zrcadlo Ml a poté prostorovým filtrem. Prostorový filtr obsahuje dírku umístěnou mezi párem čoček. Diagnostický systém je umístěn za výstupem druhé čočky. Kroky pro proceduru jsou následující:

1. Uspořádání všech prvků laserového řetězce mezi zdrojem a zrcadlem Ml (tyto prvky nejsou zobrazeny na obr. 16);

2. První uspořádávací značka R1 by měla být ideálně udržována na vstupu laserového řetězce, který má být uspořádáván (nicméně jsou povoleny další polohy před zrcadlem Ml);

3. Poloho vání druhé značky R2 za prostorovým filtrovým systémem (toto může být volitelné a je možné spoléhat se na difrakční vzor generovaný první uspořádávací značkou);

4. Kontrolování výsledného difrakčního vzoru.

Jestliže je paprsek správně vystředěn na dírku s 2 mm průměrem, difrakční vzor je symetrický a je hlášen na obr. 17(a) a 18(a). Nesprávné vystředění vede k porušení symetrie difrakčního vzoru, jak je zobrazeno na obr. 17(b), 18(b) a 17(c), 18(c). Obr. 17(b) a 18(b) ukazují účinek dírky vychýlené ve vertikálním směru o 0,5 mm. Obr. 17(c) al8(c) ukazují účinek dírky vychýlené ve vertikálním směru o 0,75 mm.

Účinek změny profilu paprsku

Přihlašovatel vykonal simulaci pro předvedení, že difrakčně založené uspořádávací značky mohou být úspěšně používány s různými druhy profilů paprsku. Zkoumanými profily paprsku byly Gaussův profil paprsku (používaný pro obrázky až do obr. 18 v tomto řešení) a profil paprsku s plochým vrcholem. Předpokládáme-li správné uspořádání laserového řetězce v obou případech, na obr. 19 a 20 jsou porovnávány výsledné difrakční vzory.

Obr. 19 a 20 porovnávají Gaussův profil paprsku a profil paprsku s plochým vrcholem pro případ, ve kterém je systém správně uspořádán. V tomto případě je možné vidět, že středový difrakční vzor (to znamená vzor v cílovém okénku) je stejný pro oba profily paprsku. Toto je také možné vidět na grafech profilu paprsku zobrazených na obr. 20. Avšak profil paprsku s plochým vrcholem má více světla na stranách vzoru, jak bude očekáváno ze vstupního profilu.

Obr. 21 a 22 porovnávají difrakční vzory pro 700 pm vychýlení laserového paprsku na druhé uspořádávací značce. Vzory jsou opět velmi podobné, s výjimkou zvýšeného světla na stranách profilu s plochým vrcholem. Určování správného uspořádání tak může být dosahování stejným způsobem pro profil paprsku s plochým vrcholem v porovnání s Gaussovým profilem paprsku. Způsob není citlivý na různé typy tvaru vlny nebo zkreslení tvaru vlny.

Účinek velikosti dírky

Byla uskutečněna simulace za účelem posouzení vlivu velikosti dírky na difrakční vzor. Návrh uspořádávacích značek musí být vykonáván při uvažování velikosti dírek, které budou instalovány v laserovém řetězci. Zatímco neexistuje žádná přesná analytická rovnice pro vedení procesu návrhu, numerický simulační software, jako například Zemax (dříve známý jako Radiant

- 17 CZ 32815 U1

Zemax) umožňuje vykonávání simulací účinku dírek na difrakční vzory uspořádávacích značek. Obr. 23 ukazuje případ, jak může být difrakční vzor jediné značky ovlivňován velikostí dírky.

Obr. 23(a) ukazuje difrakční vzor jediné uspořádávací značky, jako například jedné ze značek podle obr. 2 až 5, při šíření dírkou s průměrem 2 mm. Zde je možné vidět, že existuje určité zkreslení/rozmazání cílového okénka a rozpoznatelných znaků. Obr. 23(b) ukazuje ekvivalentní případ pro jedinou uspořádávací značku při šíření dírkou s průměrem 0,6 mm. Zde je mnohem obtížnější určovat jakékoliv znaky difrakčního vzoru uvnitř cílového okénka. Při používání dírek je proto potřeba dávat pozor na to, aby uspořádávací značky byly kompatibilní.

Alternativní provedení uspořádávací značky

Alternativní provedení uspořádávací značky byla navržena pro použití ve stejných systémech, jako jsou systémy podle obr. 2 až 5. Tato alternativní provedení jsou zobrazena na technických nákresech podle obr. 24 a 25. Značka zobrazená na obr. 24 byla použita jako vstupní značka pro 100J zesilovač zmíněný výše, a opět byla určena pro použití v poloze, ve které paprsek měl velikost 21,5 mm x 21,5 mm. Paprsek byl následně zvětšován na velikost 75 mm x 75 mm teleskopem a do paprsku byla umístěna druhá uspořádávací značka zobrazená na obr. 25.

Vstupní značka zobrazená na obr. 24 byla vyrobena z kruhové destičky nebo disku, na kterém byly opracovány znaky uspořádávací značky ve středu destičky. Podobně jako značka 100 popsaná dříve v tomto dokumentu, uspořádávací značka je vyrobena z prvků nebo linek v uspořádání „+“ vzpřímeného křížového typu. Cílové okénko je zde mnohem menší. Kruhový otvor s průměrem 0,3 mm je umístěn ve středu křižujících se prvků.

Druhá uspořádávací značka je zobrazena na obr. 25. Tato značka je podobná značce 200 popsané dříve v tomto dokumentu, přičemž má uspořádání prvků nebo linek diagonálního křížového typu „X“. Hlavní průchozí apertury byly zvětšeny. Cílové okénko bylo také rozšířeno z vnitřní velikosti 3,0 mm na 5,0 mm. V tomto alternativním provedení kombinace čtvercového cílového okénka se zvětšenou velikostí proti dřívějším provedením a malého kruhového cílového okénka poskytuje vhodné difrakční vzory.

Obr. 26(a) ukazuje výsledný difrakční vzor pro správně uspořádaný laserový řetězec a pro laserový paprsek vychýlený o 500 pm na druhé značce. Je možné vidět stín jak kruhového cílového okénka, tak i většího diagonálního čtvercového cílového okénka. Změnu v difrakčních vzorech je také vidět a je podobná změně podle obr. 8 až 12. Na obr. 26(a) je například vidět difrakční vzor mající kruhovou symetrii ve středu malého kruhového cílového okénka. Na obr. 26(b) je symetrie této kruhové difrakce narušena vychýlením. Dále, v oblasti mezi dvěma cílovými okénky vychýlení také vyvolává narušení symetrie zde pozorovaného difrakčního vzoru.

Odborník zkušený v tomto oboru snadno ocení, že mohou být uskutečněny různé modifikace a změny výše popsaných provedení bez odbočení z rozsahu připojených nároků.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (31)

1. Laserový systém vyznačující se tím, že obsahuje:

první uspořádávací značku (100) ustavenou v cestě laserového paprsku ve směru toku před optickým prvkem, kde tato první uspořádávací značka má první referenční znaky (128, 130) vytvářející při osvětlení laserovým paprskem první difrakční vzor;

- 18 CZ 32815 U1 druhou uspořádávací značku (200) stavenou v cestě laserového paprsku po směru toku za první uspořádávací značkou (100) a za optickým prvkem, kde druhá uspořádávací značka (200) má druhé referenční znaky vytvářející při osvětlení laserovým paprskem druhý difirakční vzor, detektor pro monitorování kombinovaného difirakčního vzoru z referenčních znaků první uspořádávací značky (100) a druhé uspořádávací značky (200), který je uspořádaný v poloze ve směru toku za druhou uspořádávací značkou, a nastavovací prvky optického prvku pro nastavení jeho relativní polohy a/nebo orientace vzhledem ke kombinovanému difrakčnímu vzoru indikujícímu uspořádání optického prvku vůči laserovému paprsku.

2. Laserový systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že první referenční znaky (128, 130) první uspořádávací značky (100) a/nebo druhé referenční znaky (228, 230) druhé uspořádávací značky (200) jsou odrazivě symetrické ve dvou ortogonálních rovinách.

3. Laserový systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první referenční znaky (128, 130) první uspořádávací značky (100) a druhé referenční znaky (228, 230) druhé uspořádávací značky zahrnují obdélník nebo čtverec.

4. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že druhé referenční znaky (228, 230) druhé uspořádávací značky (220) zahrnují cílové okénko (226) s oblastí ohraničenou čarami (228), přičemž laserový systém je uspořádán pro monitorování kombinovaného difrakčního vzoru uzavřeného stínem cílového okénka.

5. Laserový systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že první referenční znaky (128, 130) obsahují první cílové okénko, a cílové okénko (226) druhé uspořádávací značky (200) je druhým cílovým okénkem.

6. Laserový systém podle nároku 5, vyznačující se tím, že cílové okénko (126) první uspořádávací značky (100) a/nebo cílové okénko (226) druhé uspořádávací značky (200) se nachází ve středu okénka pro průchod paprsku v příslušné první uspořádávací značce (100) a/nebo druhé uspořádávací značce (200).

7. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje laserový zdroj upravený pro vytvoření laserového paprsku, přičemž první uspořádávací značka (100) je umístěna v cestě laserového paprsku ve směru toku před optickým prvkem v blízkém poli laserového zdroje a blízké pole laserového paprskuje vystředěno v okénku (122) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100).

8. Laserový systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že laserový paprsek má průřez, který projde okénkem (122) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100) pro vystředění blízkého pole laserového paprsku na okénko (122) pro průchod paprsku.

9. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že nejméně jeden z prvních referenčních znaků (128, 130) první uspořádávací značky (100) je uspořádán posunuté o v podstatě 45° vůči nejméně jednomu z druhých referenčních znaků (228, 230) druhé uspořádávací značky (200) okolo osy laserového paprsku.

10. Laserový systém podle nároku 6, vyznačující se tím, že, detektor obsahuje procesor naprogramovaný pro:

identifikování v detekovaném obrazu celé nebo části kříže nebo X v kombinovaném difirakčním vzoru uvnitř stínu cílového okénka (126) první uspořádávací značky (100) a/nebo cílového okénka (226) druhé uspořádávací značky (200); a

- 19CZ 32815 U1 vyhodnocení, zda kříž nebo X je posunut(o) ze středu stínu cílového okénka (126, 226), a jestliže kříž nebo X je posunuto, pak zašle instrukce pro nastavení polohy optického prvku k uvedení kříže nebo X do vystředěného stavu na stín v cílovém okénku (126, 226).

11. Laserový systém podle nároku 10, vyznačující se tím, že detektor má procesor dále naprogramovaný tak, že pokud je symetrie kombinovaného difřakčního vzoru uvnitř stínu cílového okénka (126, 226) je posunuta vertikálně, pak zašle instrukce nastavovacímu prvku k posunutí optického prvku vertikálně k uvedeni zmíněného prvku do vyrovnaného stavu, a pokud je kombinovaný difrakční vzor uvnitř stínu cílového okénka (126, 226) posunut horizontálně, pak zašle instrukce k posunutí optického prvku horizontálně k uvedení zmíněného prvku do uspořádaného stavu.

12. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že detektor obsahuje kameru pro snímání kombinovaného difřakčního vzoru.

13. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že okénko (122) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100) a/nebo okénko (222) pro průchod paprsku druhé uspořádávací značky (100) je větší, než je průřez laserového paprsku.

14. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že optickým prvkem je přinejmenším jeden z následujících prvků: zrcadlo, čočka, dírka, apertura, zesilovač, ziskový blok, nebo odrazivá/přenosová mřížka.

15. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že první uspořádávací značky (100), druhé uspořádávací značky (200) a detektor jsou uspořádány mimo obrazové nebo předmětové roviny optického prvku laserového systému.

16. Laserový systém podle alespoň jednoho z nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že detektor je dále uspořádán pro měření intenzity kombinovaného difřakčního vzoru podél čáry procházející středem stínu cílového okénka (126, 226) a k určování, zdaje intenzita symetrická podél čáry napříč okénkem.

17. Systém difrakčně založených uspořádávacích značek pro uspořádávání optického prvku v laserovém systému, vyznačující se tím, že obsahuje:

první uspořádávací značku (100) mající první referenční znaky (128, 130) pro vytvoření prvního difřakčního vzoru při osvětlení laserovým paprskem, a druhou uspořádávací značku (200) mající druhé referenční znaky (228, 230) pro vytvoření druhého difřakčního vzoru při osvětlení laserovým paprskem, kde druhé referenční znaky (228, 230) obsahují přinejmenším cílové okénko pro monitorování kombinovaného difřakčního vzoru referenčních znaků první uspořádávací značky (100) a druhé uspořádávací značky (200) pro indikaci uspořádání optického prvku vzhledem k laserovému paprsku.

18. Systém podle nároku 17, vyznačující se tím, že druhá uspořádávací značka (200) obsahuje okénko (222) pro průchod paprsku, přičemž cílové okénko (226) je uspořádáno uvnitř okénka (222) pro průchod paprsku.

19. Systém podle nároku 18, vyznačující se tím, že cílové okénko (226) jev podstatě vystředěno uvnitř okénka (222) pro průchod paprsku.

-20CZ 32815 U1

20. Systém podle alespoň jednoho z nároků 17 až 19, vyznačující se tím, že referenční znaky (228, 230) druhé uspořádávací značky (200) obsahují linky, které se neprotínají s cílovým okénkem (226).

21. Systém podle nároku 20, vyznačující se tím, že linky zahrnují ortogonální linky.

22. Systém podle libovolného z nároků 17 až 19, vyznačující se tím, že cílovým okénkem (226) druhé uspořádávací značky (200) je druhé cílové okénko, a první referenční znaky (128, 130) obsahují přinejmenším první cílové okénko (126).

23. Systém podle nároku 22, vyznačující se tím, že první uspořádávací značka (100) obsahuje okénko (122) pro průchod paprsku, přičemž cílové okénko (126) je uspořádáno uvnitř okénka (122) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100).

24. Systém podle nároku 23, vyznačující se tím, že první cílové okénko (126) je v podstatě vystředěno uvnitř okénka (122) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100).

25. Systém podle alespoň jednoho z nároků 22 až 24, vyznačující se tím, že referenční znaky (128, 130) první uspořádávací značky (100) obsahují linky, které se neprotínají s prvním cílovým okénkem (126).

26. Systém podle nároku 25, vyznačující se tím, že linky první uspořádávací značky (100) obsahují ortogonální linky.

27. Systém podle nároku 17, kde první uspořádávací značka (100) a druha uspořádávací značka (200) mají každá okénko (122, 222) pro průchod paprsku, přičemž tato okénka (122, 222) pro průchod paprsku mají stejný tvar.

28. Systém podle nároku 27, kde okénka (122, 222) pro průchod paprsku první uspořádávací značky (100) a druhé uspořádávací značky (222) jsou čtvercová, obdélníková nebo kruhová.

29. Systém podle nároku 27 nebo 28, kde okénka (122, 222) pro průchod paprsku první a druhé uspořádávací značky jsou čtvercová nebo obdélníková nebo jiného nekruhového tvaru, a alespoň některé z prvních referenčních znaků (128, 130) jsou posunuty o 45° vůči alespoň některým z druhých referenčních znaků (228, 230).

30. Systém podle libovolného z nároků 22 až 26, kde první cílové okénko (126) a druhé cílové okénko (226) mají tvar čtverce, obdélníku nebojsou kruhová.

31. Systém podle libovolného z nároků 17 až 30, vyznačující se tím, že první uspořádávací značka (100) i druhá uspořádávací značka (200) se každá skládá z destičky mající první část (110, 210) pro přimontování zařízení a druhou část (120, 220), ve které jsou vytvořeny referenční znaky.