JP2002523808A - 光パルス伸張装置 - Google Patents

光パルス伸張装置

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JP2002523808A
JP2002523808A JP2000566932A JP2000566932A JP2002523808A JP 2002523808 A JP2002523808 A JP 2002523808A JP 2000566932 A JP2000566932 A JP 2000566932A JP 2000566932 A JP2000566932 A JP 2000566932A JP 2002523808 A JP2002523808 A JP 2002523808A
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laser
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ヤハブ・ギオラ
シュスター・イスラエル
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スリーディーヴィー システムズ リミテッド
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    • H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
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Abstract

(57)【要約】 速い立ち上がりで、速い立下りで、比較的長いレーザ光パルスが提供される。 【解決手段】少なくとも１つの速い立上りで、速い立下りで、短いレーザ光の入力パルスから、速い立上りで、速い立下りで、比較的長いレーザ光パルスを発生させる方法であって、パルス間にパルス幅よりもはるかに小さい実質的に一定の時間シフトを伴う、類似の振幅およびパルス幅からなる複数の短いレーザパルスを提供することと、前記時間シフトされたレーザパルスを合わせ、実質的に平坦で、速い立上り及び立下り時間を有する１つの長いパルスにすることと、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［発明の分野］ 本発明は、一般的には三次元の画像化に関し、詳細には、このようなシステム
での使用の為の光パルス伸張に関する。
【０００２】 ［発明の背景］ 画像化した対象物および対象物上の点までの距離測定を提供することのできる
三次元光画像化システム（以下「３Ｄカメラ」と呼ぶ）は、多くの様々な応用分
野向けに使用される。これらの中、応用分野は、工業製品の特徴検査、CAD検証
、ロボット視覚、地理学的な測量、及び距離の関数としての選択的な対象物の画
像化である。
【０００３】 いくつかの３Ｄカメラは、画像化したシーンの中の対象物のほぼ全ての点まで
の同時測定を提供する。一般に、これら３Ｄカメラは、画像化されているシーン
を照射する為の光パルスを提供するようにパルス化され又はシャッタが設けられ
たレーザ装置のような光源と、シーン中の対象物で反射された光パルスからの光
を画像化する為のゲート制御画像化システムとを備える。ゲート制御画像化シス
テムは、ＣＣＤカメラのような、感光性の面（以下、“感光面（photosurface）
”と呼ぶ）を有するカメラと、光シャッタやゲート制御イメージ倍増管のような
、カメラを開閉制御する為のゲート制御手段とを備える。反射された光は、カメ
ラが開いた状態にゲート制御されカメラに達したときのみ、カメラの感光面の画
素上に蓄積される。
【０００４】 シーンを画像化しカメラからシーン中の対象物までの距離を決定する為に、シ
ーンは、一般に、光源から放射される光パルス列で照射される。列の中の放射さ
れた光パルス毎に、光パルスが放射された時刻からの正確に決められた遅延の後
、カメラはある期間、開の状態にゲート制御される（以下、“ゲート”と呼ぶ）
。シーン中の対象物で反射された光パルスからの光は、“ゲート”である間にカ
メラに達すると、カメラの感光面上に画像化される。光パルスを放射してから続
く“ゲート”までの経過時間は既知なので、光源からシーン中の反射の対象物に
進むのに及びカメラに戻るのに、画像化された光がかかる時間は既知である。経
過時間は、対象物までの距離を決定する為に用いられる。
【０００５】 シーン上の面の反射率の相違を補正する為に、正規化の手順が実行される。非
ゲート制御の測定（又は“ゲート”が非常に長い測定）が行われる。非ゲート制
御測定において、画素に入った光の異なる量は、シーン上の面の反射率の違いを
示している。これらの値は、本当の奥行きの決定を提供する為に、ゲート制御さ
れた測定の補正に用いられる。
【０００６】 これら３Ｄカメラのいくつかにおいて、カメラが開いた状態にゲート制御され
る間に画素に蓄積される光の量もまた、距離を決定する為に用いられる。 これら３Ｄカメラでなされる測定の精度は、光パルスの立上り及び立下り時間
、ゲート制御手段が如何に速くカメラを開閉するか、パルス幅、及び“ゲート”
期間の関数である。
【０００７】 パルス化された照射源及びゲート制御画像化システムを使用する３Ｄカメラは
、“マルチ検出二次元測距センサの設計と開発（Design and Development of a
Multi-detecting two Dimensional Ranging Sensor）”, S.Christieその他, Me
asurement Science and Technology 6 (September 1995), page 1301-1308、及
び、“Range-gated Imaging for Near Field Target Identificatin”, Yatesそ
の他, SPIE Vol. 2869, p374-385に記述され、それらは参照によって本明細書に
組み込まれる。他の“ゲート制御された”３Ｄカメラは及びそれらの使用の例に
ついては、PCT公開WO97/01111, WO97/01112, 及びWO97/01113にみられ、それら
は参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００８】 ３Ｄカメラでの使用に適した光シャッタは、PCT特許出願 PCT/IL98/00060に記
述され、その開示は参照によって本明細書に組み込まれる。 理想的には、長くて四角いパルスが望まれ、次に最も良いことは、速い立上り
で、速い立下りで、長い、平坦なレーザパルスである。しかし、利用できるレー
ザシステムの中で、準連続レーザのようないくつかのものは、遅い立上りで長い
レーザパルスを発生する。Ｑスイッチレーザのような、他のものは、速い立上り
及び速い立下りの非常に短いパルスを発生する。しかしながら、所望の速い立上
りで、速い立下りで、長い、平坦なレーザパルスは、どちらのシステムでも作る
ことができない。したがって、いくつかのパルス整形技術が必要になる。これら
測定システムに関し、パルスの平坦度は、距離測定の精度を決定する際に非常に
重要である。
【０００９】 先行技術の調査からは、米国特許4,671,605、米国特許4,128,759、米国特許4,
053,763、米国特許4,976,518、及び記事“A Fiber-Optics Matched Delay Filte
r for RF Direction Finding,”, S.A.その他, Journal of Lightwave Technolo
gy, Vol. LT-3, No. 2., Apr., 1985、これら全てがフィルタリング及びパルス
整形の応用の為の複数の光ディレイラインの使用を取り扱うことを示している。
けれども、速い立上りで、速い立下りで、比較的長い、比較的平坦なレーザパル
スについてはどれも述べていない。このようなパルスを発生するシステムを持つ
ことは有利であろう。
【００１０】 ［発明の概要］ 速い立上りで、速い立下りで、比較的長い、平坦なレーザパルスを提供するこ
とが、本発明のいくつかの側面の目的である。本発明の好ましい実施形態におい
て、パルスは、ゲート制御の三次元画像化システムで使用される。
【００１１】 本発明のいくつかの好ましい実施形態の１つの側面において、速い立上りで、
速い立下りで、短いレーザパルスの連続の列が、速い立上りで、速い立下りで、
比較的長い、実質的に平坦なレーザパルスを形成する為に総合して足し合わされ
る。
【００１２】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、光パルス伸張装置（optical
pulse stretcher）は、速い立ち上がり及び速い立下りのパルス（Ｑスイッチレ
ーザのような）レーザと、一連のディレイラインとを備える。好ましくは、一連
のディレイラインは、光ファイバから成るファイバ束を備え、それぞれの光ファ
イバは、特定のディレイラインを構成する。
【００１３】 これら本発明の好ましい実施形態において、速い立上りで、速い立下りで、短
い、レーザ光の入力パルスは、ファイバ束を経由して伝送される。本発明のいく
つかの好ましい実施形態において、光ファイバは、等しい材料および屈折率から
成る。好ましくは、光ファイバは、連続的により大きな、等しい増分で増加する
長さを有する。したがって、それぞれのディレイラインを通過する進行時間は、
等しい量ずつの連続的な増加となる。結果として、速い立上りで、速い立下りで
、短い入力レーザパルスは、それらの間で等しい増分のディレイを持つ、速い立
上りで、速い立下りで、短いパルスの連続の列としてファイバ束内に存在する。
徐々に増えるディレイは、何分の１ナノセカンドのオーダーであることが好まし
い。
【００１４】 光バンドルの形成の際、レーザに対する近接端と遠方端を持つ光ファイバは、
入力面を形成する為にそれらの近接端で整列される。当技術分野で知られる適切
な接着剤が、近接端を合わせて束ねる為に用いられるのが好ましい。入力面は、
その後高度に磨かれるのが好ましい。入力面は、当技術分野で知られる反射防止
コーティングでコーティングされるのが好ましい。
【００１５】 光ファイバは、それらの遠方端で、第１の出力面を形成する為に並べられるの
が好ましい。適切な接着剤が、遠方端を合わせて束ねる為に使用されるのが好ま
しい。第１の出力面は、その後高度に磨かれるのが好ましい。第１の出力面は、
当技術分野で知られた反射防止コーティングでコーティングされるのが好ましい
。
【００１６】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、比較的太い光ファイバが第１
の出力面に結合される。太い光ファイバは、近接端と遠方端からなる。近接端お
よび遠方端の面は、高度に磨かれ、反射防止コーティングでコーティングされる
のが好ましい。太い光ファイバは、コアと、クラッドと、ファーバー束の総合直
径とほぼ等しい直径を有する。遠方端で好ましくは磨かれコーティングされた面
は、第２の出力面を形成する。太い光ファイバの目的は、ファイバの空間的なオ
フセットの影響を最小にする為に、第１の出力面から発せられた短いパルスを混
合することである。
【００１７】 代替として、当技術分野で知られるような、近接端と遠方端を有する、ビーム
径を減じる為のライトガイドが、その近接端で第１の出力面に結合される。ライ
トガイドは、その遠方端に出力面を備え、その出力面は第２の出力面を形成する
。
【００１８】 代替として、単一のファイバを形成する為に、ファイバの個々のコアが遠方端
で溶け合わされ、その直径は徐々に減じられる。このことは様々なファイバから
の光を混合するのに有効である。
【００１９】 代替として、第１の出力面に近接する光学系が、第１の出力面を出た短いパル
スの連続の列を１つの光ファイバ上に合焦させる。１つの光ファイバは、近接端
と遠方端とを備える。好ましくは、近接端および遠方端の面は、高度に磨かれ反
射防止コーティングでコーティングされる。遠方端で好ましくは磨かれコーティ
ングされた面は、第２の出力面を形成する。
【００２０】 好ましくは、第２の出力面に近接するコリメータ（エキスパンダ）が、コリメ
ータの軸に平行な第２の出力面を出た短いパルスの連続の列を実質的に整列させ
る。実質上、短いパルスの連続の列は、長いパルスを形成する。短いパルスは、
速い立上り及び速い立下りなので、長いパルスは同様に速い立上りおよび速い立
下りである。レーザ装置から出て来た短い入力パルスについて、及び、コリメー
タを出た長いパルスについての立上り時間の傾きは、ファイバ散乱による時間の
分散を除いて、実質的には同じである。なお、光ファイバは比較的短いので、光
ファイバ内でのパルス散乱は無視できる。
【００２１】 本発明の好ましい実施形態において、出力部における構造と類似する構造が、
入力部でも提供される。このような入力“連結器”を提供する理由は、ファイバ
が均一に照射されるように光を混合する為であることが理解されるべきである。
【００２２】 なお、ファイバ束の遠方端での短いパルス間での増加のディレイのために、長
いパルスは、時間的性質を異にする。しかしながら、このことは、ゲート制御さ
れる、この発明の背景に記述されるタイプの三次元画像化においての、長いパル
スの使用について取るに足らない。
【００２３】 上記の記載が、１つの速い立上りで、速い立下りで、短い入力パルスからの１
つの長いパルスの生成に関連する一方、レーザ装置が、速い立上りで、速い立下
りで、短い入力パルスのパルス列を発するので、速い立上りで、速い立下りで、
長いパルスの列が発生されることが理解されるべきである。 好ましくは、ゲート制御の三次元画像化のために、照射すべき対象物はレーザ
装置に対してコリメータの向こうに配置される。
【００２４】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、エキスパンダがまた、レーザ
装置と入力面の間に配置される。このことは、短い入力パルスが、ファイバ束の
総合の直径よりも小さいビーム径を持つ場合に要求されても良い。
【００２５】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、ファイバ束内の光ファイバは
等しい長さか成り、同時に、それらの屈折率の増加の変化は、所望の等しい増加
のディレイを生ずる。この効果は、好ましくは、光ファイバ間の徐々に増える長
さの増加の代わりに提供される。代替として、所望の等しい増加のディレイは、
徐々に増える長さの増加と、光ファイバの屈折率の増加の変化とのコンビネーシ
ョンによって達成される。
【００２６】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、入力ビームの空間的オフセッ
ト及び（又は）非均一性の影響を均一化する為に、それぞれのディレイラインが
複数の光ファイバから作られる。好ましくは、それぞれのディレイラインの光フ
ァイバは、ビームの非均一性の影響を均一化する様に、入力面近辺に分布される
。好ましくは、それぞれのディレイラインの光ファイバは、種々の遅延されたビ
ームの空間的なオフセットを均一化するように、第１の出力面近辺に分布される
。
【００２７】 短い入力パルスは、それに関する断面の輝度特性を有する。好ましくは、それ
ぞれのディレイラインの複数の光ファイバは、輝度特性を補正する為にも用いら
れる。入力面は、中心円と１以上の周辺リングに分割されるのが好ましい。所定
の遅延時間を持つそれぞれのディレイラインからの光ファイバは、中心円の範囲
内およびそれぞれの周辺リングの範囲内に均一に分布される。好ましくは、同様
のやり方で、第１の出力面が、中心円と１以上の周辺リングに分割される。それ
ぞれのディレイラインの光ファイバは、中心円の範囲内及びそれぞれの周辺リン
グの範囲内に均一に分布される。
【００２８】 本発明のいくつかの好ましい実施形態において、光パルス伸張装置は、好まし
くは並んで配置される、複数の速い立上りで、速い立下りで、短いパルスのレー
ザ装置（ダイオードレーザやアクティブＱスイッチレーザなど）を備える。レー
ザ装置は、パルスの平坦度に影響を及ぼすので、非常に近い特性であるのが好ま
しい。トリガ回路は、それぞれのレーザ装置が実質的に同じ振幅で同じパルス幅
を持つパルスを放射するような連続のやり方でレーザ装置を起動させる。この場
合に、その連続における１つのレーザ装置の起動と次のレーザ装置の起動の間の
経過時間は、実質的にはパルス幅よりも小さい。好ましくはレーザ装置は、近接
端と遠方端とを有する１つの光ファイバに接続される。好ましくは、近接端およ
び遠方端の面は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーティングされる。こ
こで、近接端は、入力面を形成し、遠方端は出力面を形成する。レーザ装置と光
ファイバの結合は、短いレーザパルスを入力面上に合焦させるフォーカシングレ
ンズによって達成されるのが好ましい。出力面と照射すべき対象物の間のコリメ
ータ（エキスパンダ）は、遠方端でレーザ光を整列させ、それによって１つのレ
ーザ光の長いパルスを形成する。
【００２９】 したがって、本発明の好ましい実施形態によって提供されるのは、少なくとも
１つの速い立上りで、速い立下りで、短いレーザ光の入力パルスから、速い立上
りで、速い立下りで、比較的長いレーザ光パルスを発生させる方法であって、 パルス間にパルス幅よりもはるかに小さい実質的に一定の時間シフトを伴う、
類似の振幅およびパルス幅からなる複数の短いレーザパルスを提供することと、 前記時間シフトされたレーザパルスを合わせ、実質的に平坦で、速い立上り及
び立下り時間を有する１つの長いパルスにすることと、を含む。
【００３０】 本発明の好ましい実施形態において、提供することは、 １つの短いパルスを提供することと、 該１つの短いパルスから、同時発生の実質的に等しい振幅の複数のパルスを発
生させることと、 前記短い入力パルスの実質的に等しい部分を、等しい時間増分だけ遅延させる
ことと、を含む。
【００３１】 好ましくは、遅延させることは、前記等しい部分を、光ファイバから成るディ
レイラインを通過させることを含む。 本発明の好ましい実施形態において、前記方法は、前記ディレイラインを、そ
れらの間で等しい増分のディレイを持たせて構成することを含む。前記方法は、
１つの光ファイバからそれぞれのディレイラインを構成することを含むのが好ま
しい。
【００３２】 前記光ファイバはそれぞれ、前記短い入力パルスで照射される近接端と、遠方
端とを有する、本発明の好ましい実施形態において、前記方法は、 入力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの近接端で並べることと、 第１の出力面を形成する為に前記光ファイバを遠方端で並べることと、を含む
。 それについての好ましい実施形態において、前記方法は、それぞれのディレイ
ラインを同一の光ファイバの集まりからつくること、を含む。好ましくは、前記
光ファイバはそれぞれ、前記短い入力パルスで照射される近接端と、遠方端とを
有し、前記方法は、 入力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの近接端で並べることと、 第１の出力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの遠方端で並べることと
、を含む。
【００３３】 好ましくは、前記入力面を形成する為に前記ファイバをそれらの近接端で並べ
ることは、前記それぞれのディレイラインの光ファイバを、前記入力面近辺に均
一に分布させることを含む。好ましくは、前記光ファイバを前記入力面近辺に均
一に分布させることは、 前記入力面を中心円と１以上の周辺リングとに分割することと、 前記ぞれぞれのディレイラインからの光ファイバを、前記中心円の範囲内およ
び前記周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布させることと、を含む。
【００３４】 好ましくは、第１の出力面を形成する為に前記ファイバをそれらの遠方端で並
べることは、前記それぞれのディレイラインの光ファイバを前記第１の出力面の
近辺で実質的に均一に分布させることを含む。好ましくは、前記光ファイバを前
記第１の出力面の近辺で実質的に均一に分布させることは、 前記第１の出力面を中心円と１以上の周辺リングとに分割することと、 前記それぞれのディレイラインの光ファイバを前記中心円の範囲内およびそれ
ぞれの周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布させることと、を含む。
【００３５】 それについての好ましい実施形態において、前記方法は、 前記光ファイバをそれらの近接端で共に結合することと、 前記光ファイバをそれらの遠方端で共に結合することと、 前記入力面及び第１の出力面を磨くことと、を含む。
【００３６】 本発明の好ましい実施形態において、結合することは、１つのファイバを形成
する為に、前記光ファイバを前記遠方端および前記近接端の少なくともいずれか
一方で溶かすことを含む。その方法は、前記溶かされたファイバの直径を減少さ
せることも含むことが好ましい。好ましくは、前記方法は、前記入力面および第
１の出力面を反射防止コーティングでコーティングすること、を含む。
【００３７】 前記レーザ装置が径を有するビームを発生する、本発明の好ましい実施形態に
おいて、前記方法は、 前記レーザ装置のビーム径を、前記入力面の径と実質的に等しくなるように拡
張することと、 前記拡張されたレーザビームを、前記入力面で前記光ファイバに結合させるこ
とと、を含む。好ましくは、前記合わせることは、前記レーザ光が第２の出力面
から比較的均一のビームとして出るように、前記レーザ光を第１と前記第２の出
力面の間で混合することを含む。前記合わせることは、出力面を発した光から平
行ビームを作ることをも含むことが好ましい。
【００３８】 本発明の好ましい実施形態によれば、前記発生させることは、 複数の、速い立上りで、速い立下りで、短いパルスのレーザ装置を提供するこ
とと、 前記複数の短いパルスを発生する為に、前記レーザ装置を順次起動することと
、を含む。 好ましくは、前記起動することは、１つのレーザ装置の起動と別のレーザ装置
の起動の間で、前記パルスの時間限度よりも小さい経過時間を伴って、前記複数
のレーザ装置に順次駆動電圧を印加することを含む。 好ましくは、前記合わせることは、光伝送ラインの入力部上に全ての入力レー
ザパルスを合焦させることを含む。好ましくは、前記方法は、前記光伝送ライン
に存在するレーザ光を平行光にすることを含む。
【００３９】 前記光伝送ラインが、近接の入力の端部と、遠方の出力の端部とを有する光フ
ァイバである、本発明の好ましい実施形態において、前記方法は、 前記光ファイバの近接及び遠方端を磨くことと、 前記光ファイバの前記近接及び遠方端を反射防止コーティングでコーティング
することと、を含む。 本発明の好ましい実施形態において、前記複数のパルスは、幾何学的に間隔を
置いて離れている。
【００４０】 本発明の好ましい実施形態によってさらに提供されるのは、速い立上がり及び
立下り時間を有する実質的に平坦なレーザパルスを発生する為の装置であって、 パルス間にパルス幅よりもはるかに小さな時間シフトを伴う、類似の振幅及び
パルス幅からなる短いレーザパルスの発生源と、 前記時間シフトされたレーザパルスを受け、それらを合わせ１つの長いパルス
にする光加算器と、を備える。
【００４１】 好ましくは、前記発生源は、 速い立上がりで、速い立下りで、短いレーザ光のパルスを発生するレーザ装置
と、 光ファイバから成り、それぞれの光ファイバが前記レーザ光によって照射され
る近接端と、遠方端とを有する、複数のディレイラインとを備え、前記ディレイ
ラインは前記レーザパルスの実質的に同じ部分を異なる遅延時間だけ遅延させ、
該遅延時間は等しい増分づつ異なっている。
【００４２】 本発明の好ましい実施形態において、それぞれのディレイラインは、１つの
光ファイバから構成される。 本発明の好ましい実施形態において、前記光ファイバは、入力面を形成する
為にそれらの近接端で並べられ、 前記光ファイバは、第１の出力面を形成する為にそれらの遠方端で並べられる
。
【００４３】 本発明の好ましい実施形態において、それぞれのディレイラインは、同一の光
ファイバの集まりから構成される。 本発明の好ましい実施形態において、前記光ファイバは、入力面を形成する為
にそれらの近接端で並べられ、 前記光ファイバは、第１の出力面を形成する為にそれらの遠方端で並べられる
。
【００４４】 好ましくは、前記光ファイバは、それぞれのディレイラインの光ファイバが前
記入力面の近辺で実質的に均一に分布されるように、それらの近接端で並べられ
る。好ましくは、前記入力面は、中心円と１以上の周辺リングとに分割され、そ
れぞれのディレイラインからの光ファイバは、前記中心円の範囲内及び前記周辺
リングの範囲内に実質的に均一に分布される。
【００４５】 好ましくは、前記光ファイバは、それらの遠方端において、それぞれのディレ
イラインからの光ファイバが前記第１の出力面の近辺で実質的に均一に分布され
るように整列される。好ましくは、前記第１の出力面は、中心円と１以上の周辺
リングに分割され、それぞれのディレイラインからの光ファイバは、前記中心円
の範囲内及び前記周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布される。
【００４６】 好ましくは、前記光ファイバの前記近接端は共に結合され、前記光ファイバの
遠方端は共に結合され、前記入力及び第１の出力面は磨かれる。 好ましくは、前記光ファイバは、１つの光ファイバを形成する為に前記遠方端
及び前記近接端の少なくともいずれか一方で溶かされる。前記溶けたファイバの
径は、前記個々のファイバから離れるにしたがい次第に減じられることが好まし
い。前記入力及び第１の出力面は、反射防止コーティングでコーティングされる
ことが好ましい。 前記レーザ装置と前記入力面との間にコリメータが配置されることが好ましい
。
【００４７】 本発明の好ましい実施形態において、当技術分野で知られる、ビーム径を減じ
る為のライトガイドが前記第１の出力面に結合され、該ライトガイドは、第２の
出力面を形成する遠方の面を備える。 好ましくは、近接側の面及び遠方側の面を備え、前記第１の出力面の径に実質
的に等しい径を有する、比較的太い光ファイバが、前記第１の出力面に結合され
、その遠方側の面は第２の出力面を形成する。
【００４８】 好ましくは、前記第１の出力面に結合されたレンズシステムが、前記第１の出
力面を出た光を、近接側の面及び遠方の面を有する１つの光ファイバ上に合焦さ
せ、前記遠方側の面は第２の出力面を形成する。 コリメータ（エキスパンダ）レンズシステムが、出力面と照明されるべき対象
物との間に配置されることが好ましい。 前記ディレイラインは、異なる長さを有することが好ましい。代替として又は
追加として、前記ディレイラインは、異なる光の速度を有する。
【００４９】 本発明の好ましい実施形態において、前記発生源は、 類似の特性を有する、複数の、速い立上がりで、速い立下りで、短いパルスの
レーザ装置と、 それぞれが実質的に同一のパルス幅を有するパルスを発するように、前記レー
ザ装置を連続して起動させる起動回路とを備え、前記連続における１つのレーザ
装置の起動と次のレーザ装置の起動の間の経過時間は、前記パルス幅よりもかな
り小さい。 好ましくは、前記加算器は、近接の入力の端部で前記レーザパルスが結合され
る光ファイバと遠方端とを備える。好ましくは、前記遠方及び近接端で表面をな
す光ファイバは、高度に磨かれ、反射防止コーティングでコーティングされる。
【００５０】 本発明の好ましい実施形態において、前記装置は、前記複数のレーザパルスを
受けそれらを前記加算器の入力部に合焦させる、前記レーザ装置と前記加算器と
の間に配置される焦点調節レンズを含む。好ましくは、前記装置は、前記加算器
の出力と、前記レーザ光によって照射されるべき対象物との間に配置されるコリ
メータを含む。 前記複数のパルスは、互いに幾何学的に間隔を置かれることが好ましい。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１を参照する。図１は、本発明のいくつかの好ましい実施形態による、光パ
ルス伸張装置１０を模式的に表す。これらの好ましい実施形態において、光パル
ス伸張装置１０は、好ましくはＱスイッチレーザであるレーザ装置２０と、光フ
ァイバ３５のファイバ束３０と、ライトガイド４０と、コリメータ６０とを備え
る。
【００５２】 本発明の好ましい実施形態によれば、速い立上りで、速い立下りで、短いレー
ザ光の入力パルスが、レーザ装置２０から放射され、ファイバ束３０の光ファイ
バ３５を経由して伝送される。本発明の好ましい実施形態において、光ファイバ
３５は、同一の材料及び屈折率から成る。好ましくは、光ファイバ３５は、等し
い増分の刻みで長さが順次異なっている。したがって、それぞれの光ファイバ３
５を通っての進行時間は、等しい量ずつ連続的に大きくなる。結果として、速い
立上りで、速い立下りで、短い入力パルスは、それらの間で等しい増加のディレ
イを伴いつつ、速い立上りで、速い立下りで、短いパルスの連続の列５０として
、ファイバ束３０に存在する。増加のディレイは、何分の１ナノセカンドのオー
ダーであるのが好ましい。
【００５３】 ファーバー束３０の形成において、レーザ装置に対する近接端３２を有する光
ファイバ３５は、近接端３２において入力パルスに直交する入力面３４に沿って
整列される。好ましくは、当技術分野で知れられる、ある適切な材料の接着剤３
７が、近接端３２を合わせて束ねる為に用いられる。入力面３４は、高度に磨か
れ、当技術分野で知られる反射防止コーティングでコーティングされるのが好ま
しい。
【００５４】 同様の方法で、光ファイバ３５の遠方端３６が、第１の出力面３８で整列され
るのが好ましい。接着剤３７が、遠方端３６を合わせて束ねる為に用いられるの
が好ましい。第１の出力面３８は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーテ
ィングされるのが好ましい。ファイバは、密接に（表現の明確化のためにその間
隔が広げられた図に示されるものでない様に）束ねられるのが好ましい。
【００５５】 当技術分野で知られる、近接端４２を有する、ビーム径を減じる為のライトガ
イド４０が、ファイバ束３０の第１の出力面３８に結合される。好ましくは、ラ
イトガイド４０は、遠方端４４と、第２の出力面４６を形成する出力面とを備え
る。ライトガイド４０の目的は、第１の出力面３８を発した短いパルスの連続列
５０を混合すること、及び空間的なオフセットを最小にすることである。この混
合器は、図１に示すように円錐形のライトガイドを結合することによって、又は
、ファイバのコアを溶かし、好ましくは結果として生ずる１つのファイバの径を
徐々に減少させることにより形成することができる。
【００５６】 本発明の好ましい実施形態において、出力部で提供されるものと類似の構造が
、入力部で提供される。このことは、入力ビームがレーザ装置のモードに依存し
て断面上で輝度の変動を持ち得ることを考慮して、ファイバ上での光の分布を均
一にするのに役立つ。
【００５７】 好ましくは、コリメータ６０が、第２の出力面４６に平行に、第２の出力面
４６に近接して配置される。コリメータ６０を通過する短いパルスの連続列５０
は、平行化された長いパルス７０として存在する。長いパルス７０は、速い立上
りで、速い立下りで、短いパルスから構成されるので、それはまた、速い立上り
で、速い立下りである。一般に、第２の出力面４６を発した連続列５０のそれぞ
れの短いパルス毎の、レーザ装置を発した短い入力パルスについての立上り時間
の傾きと、コリメータから発した長いパルス７０についての立上り時間の傾きは
、実質的に同一である。
【００５８】 なお、長いパルスのパルス幅と短いパルス間の増加のディレイとの間には密接
な関係がある。
【００５９】 また、連続列５０における短いパルス間の増加のディレイから、長いパルス７
０は時間的性質を異にする。しかしこのことは、上記参照のゲート制御の三次元
画像化システムにおける長いパルスの使用に関して取るに足らない。
【００６０】 上述の記載が、速い立上りで、速い立下りの入力パルスの発生に関連する一方
で、レーザ装置２０は、速い立上りで、速い立下りの、短いパルスを時間の経過
と共に発するので、ここに記述される好ましい実施形態は、速い立上りで、速い
立下りの、長いパルスを時間の経過と共に発するであろうことが理解される。
【００６１】 好ましくは、ゲート制御の三次元画像化のために照明されるべき対象物は、コ
リメータ６０から少しの距離にあるポイント８０に配置される。
【００６２】 図２を参照する。図２は、本発明の好ましい実施形態による、速い立上りで、
速い立下りで、長い、平坦なパルス７０の理論的なグラフである。図は、それら
の間で等しい増加の長さの刻み299.7mmを伴う、６つのディレイラインの好まし
い実施形態を表す。したがって、短いパルスの連続列５０は、６つの短いパルス
から成る。図が示すように、短いパルスは、長いパルス７０が平坦域を持つよう
に、等しい間隔で間を置くことが望まれる。長いパルス７０の立上り時間の傾き
は、連続列５０の短いパルスの立上り時間の傾きと実質的に等しいことに留意す
べきである。図２に示される好ましい実施形態において、短い入力パルスの最高
値の全幅（FWMH）値は、１ナノセカンドである。ディレイライン間の増加のディ
レイは、0.666ナノセカンドである。結果として生ずる長いパルス７０の立上り
時間は、0.966である。結果として生ずる長いパルス７０のFWMHは、5.533nsecで
ある。もし理論値であれば、リップルは7.784×10−５であり非常に小さい。図
が示すように、わずか６つのファイバを用い、小さなリップルを伴う比較的平坦
な上部を実現することが可能である。６つのディレイラインの同じ物理的な構造
が、より小さなFWMHであるが、僅かに速い立上り及び立下り時間を伴う長いパル
スを発生する為に使用され得る。逆に、６つのディレイラインの同じ物理的な構
造は、より大きなFWMHであるが、遅い立上り及び遅い立下り時間を伴う長いパル
スを発生する為に使用され得る。
【００６３】 図３を参照する。図３は、本発明の好ましい実施形態による、速い立上りで、
速い立下りで、長い、平坦なパルス７０の理論的なグラフである。図は、それぞ
れの１つの光ファイバがそれらの間で等しい増加の長さの刻み58.5mmを持つ、４
１個のディレイラインの好ましい実施形態を表す。したがって、短いパルスの連
続列５０は、４１個の短いパルスから成る。図３の本発明の好ましい実施形態に
おいて、短い入力パルスのFWMH値は、0.2ナノセカンドである。ディレイライン
間の増加のディレイは、0.13nsecである。結果として生じる長いパルス７０の立
上り時間は、0.195である。結果として生じる長いパルス７０のFWMHは、5.33nse
cである。リップル値は、8.931×10−５である。再び、同一の物理的な構成が、
より長く又はより短いFWMHの長いパルスのために用いられ得る。しかしながら、
このことは、他の関連したパラメータに影響を及ぼすであろう。
【００６４】 上述の例から本発明は、ディレイラインの数、それらの増加のディレイ、及び
入力パルスのパルス幅を変えることによって、広い範囲のパルス幅及び他の特性
を満たすべく、早い立上がり及び立下り時間を有する比較的長いパルスを発生す
ることに利用できることが理解されるべきである。
【００６５】 図２と図３の比較から、より大きな数のディレイライン、それらの間のより小
さな増加のディレイ、及び短い入力パルスのより小さなFWHMの値によって、結果
の長いパルスはより早い立上り及び立下りを持つであろうことに気付く。
【００６６】 図４を参照する。図４は、本発明の他のいくつかの好ましい実施形態による、
光パルス伸張装置を模式的に表す。これらの好ましい実施形態において、光パル
ス伸張装置１００は、好ましくは非常に似た特性の、近接して配置された、複数
の、速い立上りで、速い立下りで、短いパルスのレーザ装置１１０を備える。好
ましくは、トリガ回路８０は、それぞれのレーザ装置が実質的に同一の振幅及び
パルス幅を有するパルスを発するような連続の方法でレーザ装置を起動させる。
ここで、連続における１つのレーザ装置の起動と次のレーザ装置の起動との間の
経過時間は、パルス幅よりもかなり小さい。好ましくは、レーザ装置１１０は、
近接端１３０と遠方端１４０を有する１つの光ファイバ１２０に結合される。好
ましくは、近接端１３０での面は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーテ
ィングされる。ここで、近接面は入力面１３５を形成する。好ましくは、遠方端
の面は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーティングされる。ここで、遠
方面は出力面１４５を形成する。レーザ装置１１０の光ファイバ１２０への結合
は、短いレーザパルスを入力面１３５に合焦させるフォーカシングレンズ１１５
で実現されるのが好ましい。出力面１４５と照明されるべき対象物１６０の間の
コリメータ１５０は、出力面１４５を発したレーザ光を整列させ、それによりレ
ーザ光の長いパルス１７０を形成する。
【００６７】 本発明は、例証によって提供され、発明の範囲を限定することを意図するもの
で無い、それらの好ましい実施形態の非限定の詳細な記述を用いて述べられてき
た。記述された実施形態の変形を、当業者は思い付くであろう。さらに、“成る
、備える、含む（comprising, comprise including, include)”などの用語は、
特許請求の範囲に用いられるとき、“非限定的に含んでいる”ということを意味
する。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施形態による、光パルス伸張装置の模式的な図である。
【図２】 本発明の好ましい実施形態にしたがう光パルス伸張装置によって生成された、
速い立上がりで、長く、平坦なレーザパルスのグラフである。
【図３】 ファイバ束がそれぞれ１つの光ファイバからなる４１本のディレイラインから
構成される場合の、本発明の好ましい実施形態にしたがう光パルス伸張装置によ
って生成された、速い立上がりで、速い立下りで、長く、平坦なレーザパルスの
グラフである。
【図４】 本発明のもう１つの好ましい実施形態による、光パルス伸張装置の模式的な図
である。
【符号の説明】
１０ 光パルス伸張装置 ２０ レーザ装置 ３０ ファイバ束 ３２ 近接端 ３４ 入力面 ３５ 光ファイバ ３６ 遠方端 ３８ 第１の出力面 ４０ ライトガイド ４６ 第２の出力面 ６０ コリメータ １１５ 焦点調節レンズ １５０ コリメータ １８０ トリガ回路
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年９月１８日（２０００．９．１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５７】 好ましくは、コリメータ６０が、第２の出力面４６に平行に、第２の出力面
４６に近接して配置される。コリメータ６０を通過する短いパルスの連続列５０
は、平行化された長いパルス７０として存在する。長いパルス７０は、速い立上
りで、速い立下りで、短いパルスから構成されるので、それはまた、速い立上り
で、速い立下りである。一般に、第２の出力面４６を発した連続列５０のそれぞ
れのショートパルス毎の、レーザ装置を発した短い入力パルスについての立上り
時間の傾きと、コリメータから発した長いパルス７０についての立上り時間の傾
きは、実質的に同一である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５８】 なお、長いパルスのパルス幅と短いパルス間の増加のディレイとの間には密接
な関係がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５９】 また、連続列５０における短いパルス間の増加のディレイから、長いパルス７
０は時間的性質を異にする。しかしこのことは、上記参照のゲート制御の三次元
画像化システムにおける長いパルスの使用に関して取るに足らない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６０】 上述の記載が、速い立上りで、速い立下りの入力パルスの発生に関連する一方
で、レーザ装置２０は、速い立上りで、速い立下りの、短いパルスを時間の経過
と共に発するので、ここに記述される好ましい実施形態は、速い立上りで、速い
立下りの、長いパルスを時間の経過と共に発するであろうことが理解される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】 好ましくは、ゲート制御の三次元画像化のために照明されるべき対象物は、コ
リメータ６０から少しの距離にあるポイント８０に配置される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６２】 図２を参照する。図２は、本発明の好ましい実施形態による、速い立上りで、
速い立下りで、長い、平坦なパルス７０の理論的なグラフである。図は、それら
の間で等しい増加の長さの刻み299.7mmを伴う、６つのディレイラインの好まし
い実施形態を表す。したがって、短いパルスの連続列５０は、６つの短いパルス
から成る。図が示すように、短いパルスは、長いパルス７０が平坦域を持つよう
に、等しい間隔で間を置くことが望まれる。長いパルス７０の立上り時間の傾き
は、連続列５０の短いパルスの立上り時間の傾きと実質的に等しいことに留意す
べきである。図２に示される好ましい実施形態において、短い入力パルスの半値
全幅（FWHM）値は、１ナノセカンドである。ディレイライン間の増加のディレイ
は、0.666ナノセカンドである。結果として生ずる長いパルス７０の立上り時間
は、0.966である。結果として生ずる長いパルス７０のFWHMは、5.533nsecである
。もし理論値であれば、リップルは7.784×10−５であり非常に小さい。図が示
すように、わずか６つのファイバを用い、小さなリップルを伴う比較的平坦な上
部を実現することが可能である。６つのディレイラインの同じ物理的な構造が、
より小さなFWHMであるが、僅かに速い立上り及び立下り時間を伴う長いパルスを
発生する為に使用され得る。逆に、６つのディレイラインの同じ物理的な構造は
、より大きなFWHMであるが、遅い立上り及び遅い立下り時間を伴う長いパルスを
発生する為に使用され得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】 図３を参照する。図３は、本発明の好ましい実施形態による、速い立上りで、
速い立下りで、長い、平坦なパルス７０の理論的なグラフである。図は、それぞ
れの１つの光ファイバがそれらの間で等しい増加の長さの刻み58.5mmを持つ、４
１個のディレイラインの好ましい実施形態を表す。したがって、短いパルスの連
続列５０は、４１個の短いパルスから成る。図３の本発明の好ましい実施形態に
おいて、短い入力パルスのFWHM値は、0.2ナノセカンドである。ディレイライン
間の増加のディレイは、0.13nsecである。結果として生じる長いパルス７０の立
上り時間は、0.195である。結果として生じる長いパルス７０のFWHMは、5.33nse
cである。リップル値は、8.931×10−５である。再び、同一の物理的な構成が、
より長く又はより短いFWHMの長いパルスのために用いられ得る。しかしながら、
このことは、他の関連したパラメータに影響を及ぼすであろう。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】 上述の例から本発明は、ディレイラインの数、それらの増加のディレイ、及び
入力パルスのパルス幅を変えることによって、広い範囲のパルス幅及び他の特性
を満たすべく、早い立上がり及び立下り時間を有する比較的長いパルスを発生す
ることに利用できることが理解されるべきである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６５】 図２と図３の比較から、より大きな数のディレイライン、それらの間のより小
さな増加のディレイ、及び短い入力パルスのより小さなFWHMの値によって、結果
の長いパルスはより早い立上り及び立下りを持つであろうことに気付く。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６６】 図４を参照する。図４は、本発明の他のいくつかの好ましい実施形態による、
光パルス伸張装置を模式的に表す。これらの好ましい実施形態において、光パル
ス伸張装置１００は、好ましくは非常に似た特性の、近接して配置された、複数
の、速い立上りで、速い立下りで、短いパルスのレーザ装置１１０を備える。好
ましくは、トリガ回路８０は、それぞれのレーザ装置が実質的に同一の振幅及び
パルス幅を有するパルスを発するような連続の方法でレーザ装置を起動させる。
ここで、連続における１つのレーザ装置の起動と次のレーザ装置の起動との間の
経過時間は、パルス幅よりもかなり小さい。好ましくは、レーザ装置１１０は、
近接端１３０と遠方端１４０を有する１つの光ファイバ１２０に結合される。好
ましくは、近接端１３０での面は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーテ
ィングされる。ここで、近接面は入力面１３５を形成する。好ましくは、遠方端
の面は、高度に磨かれ反射防止コーティングでコーティングされる。ここで、遠
方面は出力面１４５を形成する。レーザ装置１１０の光ファイバ１２０への結合
は、短いレーザパルスを入力面１３５に合焦させるフォーカシングレンズ１１５
で実現されるのが好ましい。出力面１４５と照射されるべき対象物１６０の間の
コリメータ１５０は、出力面１４５を発したレーザ光を整列させ、それによりレ
ーザ光の長いパルス１７０を形成する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６７】 本発明は、例証によって提供され、発明の範囲を限定することを意図するもの
で無い、それらの好ましい実施形態の非限定の詳細な記述を用いて述べられてき
た。記述された実施形態の変形を、当業者は思い付くであろう。さらに、“成る
、備える、含む（comprising, comprise including, include）”などの用語は
、特許請求の範囲に用いられるとき、“非限定的に含んでいる”ということを意
味する。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2H046 AA03 AA21 AA43 AA45 AD09 5F072 JJ20 KK26 KK30 MM07 SS06 YY20

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの速い立上りで、速い立下りで、短いレーザ
    光の入力パルスから、速い立上りで、速い立下りで、比較的長いレーザ光パルス
    を発生させる方法であって、 パルス間にパルス幅よりもはるかに小さい実質的に一定の時間シフトを伴う、
    類似の振幅およびパルス幅からなる複数の短いレーザパルスを提供することと、 前記時間シフトされたレーザパルスを合わせ、実質的に平坦で、速い立上り及
    び立下り時間を有する１つの長いパルスにすることと、 を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記提供することは、 １つの短いパルスを提供することと、 該１つの短いパルスから、同時発生の実質的に等しい振幅の複数のパルスを発
    生させることと、 前記短い入力パルスの実質的に等しい部分を、等しい時間増分だけ遅延させる
    ことと、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記遅延させることは、 前記等しい部分を、光ファイバから成るディレイラインを通過させることを含
    むこと、を特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ディレイラインを、それらの間で等しい増分のディレイ
    を持たせて構成すること、をさらに含むこと特徴とする請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 １つの光ファイバからそれぞれのディレイラインを構成する
    こと、をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記光ファイバはそれぞれ、前記短い入力パルスで照射され
    る近接端と、遠方端とを有し、 入力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの近接端で並べることと、 第１の出力面を形成する為に前記光ファイバを遠方端で並べることと、 をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 それぞれのディレイラインを同一の光ファイバの集まりから
    つくること、をさらに含むこと特徴とする請求項４に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記光ファイバはそれぞれ、前記短い入力パルスで照射され
    る近接端と、遠方端とを有し、 入力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの近接端で並べることと、 第１の出力面を形成する為に前記光ファイバをそれらの遠方端で並べることと
    、 をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記入力面を形成する為に前記ファイバをそれらの近接端で
    並べることは、前記それぞれのディレイラインの光ファイバを、前記入力面近辺
    に均一に分布させることを含むこと、を特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記光ファイバを前記入力面近辺に均一に分布させること
    は、 前記入力面を中心円と１以上の周辺リングとに分割することと、 前記ぞれぞれのディレイラインからの光ファイバを、前記中心円の範囲内およ
    び前記周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布させることと、 を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 第１の出力面を形成する為に前記ファイバをそれらの遠方
    端で並べることは、前記それぞれのディレイラインの光ファイバを前記第１の出
    力面の近辺で実質的に均一に分布させることを含むこと、を特徴とする請求項８
    から請求項１０のいずれかに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記光ファイバを前記第１の出力面の近辺で実質的に均一
    に分布させることは、 前記第１の出力面を中心円と１以上の周辺リングとに分割することと、 前記それぞれのディレイラインの光ファイバを前記中心円の範囲内およびそれ
    ぞれの周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布させることと、 を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記光ファイバをそれらの近接端で共に結合することと、 前記光ファイバをそれらの遠方端で共に結合することと、 前記入力面及び第１の出力面を磨くことと、 をさらに含むことを特徴とする請求項６、又は、請求項８から請求項１２のい
    ずれかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 結合することは、１つのファイバを形成する為に、前記光
    ファイバを前記遠方端および前記近接端の少なくともいずれか一方で溶かすこと
    を含むこと、を特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記溶かされたファイバの直径を減少させること、をさら
    に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記入力面および第１の出力面を反射防止コーティングで
    コーティングすること、をさらに含むことを特徴とする請求項６、又は、請求項
    ８から請求項１５のいずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記レーザ装置は、径を有するビームを発生し、 前記レーザ装置のビーム径を、前記入力面の径と実質的に等しくなるように拡
    張することと、 前記拡張されたレーザビームを、前記入力面で前記光ファイバに結合させるこ
    とと、 をさらに含むことを特徴とする請求項６、又は、請求項８から請求項１６のい
    ずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記合わせることは、前記レーザ光が第２の出力面から比
    較的均一のビームとして出るように、前記レーザ光を第１と前記第２の出力面の
    間で混合することを含むこと、を特徴とする請求項６、又は、請求項８から請求
    項１７のいずれかに記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記合わせることは、出力面を発した光から平行ビームを
    作ることをも含むこと、を特徴とする請求項６、又は、請求項８から請求項１８
    のいずれかに記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記発生させることは、 複数の、速い立上りで、速い立下りで、短いパルスのレーザ装置を提供するこ
    とと、 前記複数の短いパルスを発生する為に、前記レーザ装置を順次起動することと
    、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記起動することは、１つのレーザ装置の起動と別のレー
    ザ装置の起動の間で、前記パルスの時間限度よりも小さい経過時間を伴って、前
    記複数のレーザ装置に順次駆動電圧を印加することを含むこと、を特徴とする請
    求項２０に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記合わせることは、光伝送ラインの入力部上に全ての入
    力レーザパルスを合焦させることを含むこと、を特徴とする請求項２０又は請求
    項２１に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記光伝送ラインに存在するレーザ光を平行光にすること
    をさらに含むこと、を特徴とする請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記光伝送ラインは、近接の入力の端部と、遠方の出力の
    端部とを有する光ファイバであり、 前記光ファイバの近接及び遠方端を磨くことと、 前記光ファイバの前記近接及び遠方端を反射防止コーティングでコーティング
    することと、 をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記複数のパルスは、幾何学的に間隔を置いて離れている
    こと、を特徴とする請求項１から請求項２４のいずれかに記載の方法。
  26. 【請求項２６】 速い立上がり及び立下り時間を有する実質的に平坦なレー
    ザパルスを発生する為の装置であって、 パルス間にパルス幅よりもはるかに小さな時間シフトを伴う、類似の振幅及び
    パルス幅からなる短いレーザパルスの発生源と、 前記時間シフトされたレーザパルスを受け、それらを合わせ１つの長いパルス
    にする光加算器と、 を備えることを特徴とする装置。
  27. 【請求項２７】 前記発生源は、 速い立上がりで、速い立下りで、短いレーザ光のパルスを発生するレーザ装置
    と、 光ファイバから成り、それぞれの光ファイバが前記レーザ光によって照射され
    る近接端と、遠方端とを有する、複数のディレイラインとを備え、 前記ディレイラインは前記レーザパルスの実質的に同じ部分を異なる遅延時間
    だけ遅延させ、該遅延時間は等しい増分づつ異なっていること、 を特徴とする請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 それぞれのディレイラインは、１つの光ファイバから構成
    されること、を特徴とする請求項２７に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記光ファイバは、入力面を形成する為にそれらの近接端
    で並べられ、 前記光ファイバは、第１の出力面を形成する為にそれらの遠方端で並べられる
    こと、 を特徴とする請求項２８に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 それぞれのディレイラインは、同一の光ファイバの集まり
    から構成されること、を特徴とする請求項２７に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記光ファイバは、入力面を形成する為にそれらの近接端
    で並べられ、 前記光ファイバは、第１の出力面を形成する為にそれらの遠方端で並べられる
    こと、 を特徴とする請求項３０に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記光ファイバは、それぞれのディレイラインの光ファイ
    バが前記入力面の近辺で実質的に均一に分布されるように、それらの近接端で並
    べられること、を特徴とする請求項３１に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記入力面は、中心円と１以上の周辺リングとに分割され
    、 それぞれのディレイラインからの光ファイバは、前記中心円の範囲内及び前記
    周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布されること、を特徴とする請求項３２
    に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記光ファイバは、それらの遠方端において、それぞれの
    ディレイラインからの光ファイバが前記第１の出力面の近辺で実質的に均一に分
    布されるように整列されること、を特徴とする請求項３１から請求項３３のいず
    れかに記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記第１の出力面は、中心円と１以上の周辺リングに分割
    され、 それぞれのディレイラインからの光ファイバは、前記中心円の範囲内及び前記
    周辺リングの範囲内に実質的に均一に分布されること、 を特徴とする請求項３４に記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記光ファイバの前記近接端は共に結合され、 前記光ファイバの遠方端は共に結合され、 前記入力及び第１の出力面は磨かれること、 を特徴とする請求項２９、又は、請求項３１から請求項３５のいずれかに記載
    の装置。
  37. 【請求項３７】 前記光ファイバは、１つの光ファイバを形成する為に前記
    遠方端及び前記近接端の少なくともいずれか一方で溶かされること、を特徴とす
    る請求項３６に記載の装置。
  38. 【請求項３８】 前記溶けたファイバの径は、前記個々のファイバから離れ
    るにしたがい次第に減じられること、を特徴とする請求項３７に記載の装置。
  39. 【請求項３９】 前記入力及び第１の出力面は、反射防止コーティングでコ
    ーティングされること、を特徴とする請求項２９、又は、請求項３１から請求項
    ３８のいずれかに記載の装置。
  40. 【請求項４０】 前記レーザ装置と前記入力面との間にコリメータが配置さ
    れること、を特徴とする請求項２９、又は、請求項３１から請求項３９のいずれ
    かに記載の装置。
  41. 【請求項４１】 当技術分野で知られる、ビーム径を減じる為のライトガイ
    ドが前記第１の出力面に結合され、該ライトガイドは、第２の出力面を形成する
    遠方の面を備えること、を特徴とする請求項２９、又は、請求項３１から請求項
    ４０のいずれかに記載の装置。
  42. 【請求項４２】 近接側の面及び遠方側の面を備え、前記第１の出力面の径
    に実質的に等しい径を有する、比較的太い光ファイバが、前記第１の出力面に結
    合され、その遠方側の面は第２の出力面を形成すること、を特徴とする請求項２
    ９、又は、請求項３１から請求項４１のいずれかに記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記第１の出力面に結合されたレンズシステムが、前記第
    １の出力面を出た光を、近接側の面及び遠方の面を有する１つの光ファイバ上に
    合焦させ、前記遠方側の面は第２の出力面を形成すること、を特徴とする請求項
    ２９、又は、請求項３１から請求項４１のいずれかに記載の装置。
  44. 【請求項４４】 コリメータ（エキスパンダ）レンズシステムが、出力面と
    照明されるべき対象物との間に配置されること、を特徴とする請求項３６から請
    求項４３のいずれかに記載の装置。
  45. 【請求項４５】 前記ディレイラインは、異なる長さを有すること、を特徴
    とする請求項２７から請求項４４のいずれかに記載の装置。
  46. 【請求項４６】 前記ディレイラインは、異なる光の速度を有すること、を
    特徴とする請求項２７から請求項４５のいずれかに記載の装置。
  47. 【請求項４７】 前記発生源は、 類似の特性を有する、複数の、速い立上がりで、速い立下りで、短いパルスの
    レーザ装置と、 それぞれが実質的に同一のパルス幅を有するパルスを発するように、前記レー
    ザ装置を連続して起動させる起動回路とを備え、 前記連続における１つのレーザ装置の起動と次のレーザ装置の起動の間の経過
    時間は、前記パルス幅よりもかなり小さいこと、 を特徴とする請求項２６に記載の装置。
  48. 【請求項４８】 前記加算器は、近接の入力の端部で前記レーザパルスが結
    合される光ファイバと遠方端とを備えること、を特徴とする請求項４７に記載の
    装置。
  49. 【請求項４９】 前記遠方及び近接端で表面をなす光ファイバは、高度に磨
    かれ、反射防止コーティングでコーティングされること、を特徴とする請求項４
    ８に記載の装置。
  50. 【請求項５０】 前記複数のレーザパルスを受けそれらを前記加算器の入力
    部に合焦させる、前記レーザ装置と前記加算器との間に配置される焦点調節レン
    ズをさらに含むこと、を特徴とする請求項４７から請求項４９のいずれかに記載
    の装置。
  51. 【請求項５１】 前記加算器の出力と、前記レーザ光によって照射されるべ
    き対象物との間に配置されるコリメータをさらに含むこと、を特徴とする請求項
    ４７から請求項５０のいずれかに記載の装置。
  52. 【請求項５２】 前記複数のパルスは、互いに幾何学的に間隔を置かれるこ
    と、を特徴とする請求項２６から請求項５１のいずれかに記載の装置。
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