JP2006502410A5 - - Google Patents

Claims (43)

1. レーザビームに対する物体の表面の位置及び整合を決定する方法において、前記方法が、
   実質的に平坦な表面を有する物体を提供する工程、
   レーザビームを発生するためのレーザシステムを提供する工程、
   前記レーザビームのｚ軸に垂直な平面内で、所定のパターンに沿って前記レーザビームの集束点を反復して移動させる工程、
   前記レーザビーム集束点が前記物体に接したときの少なくとも１つのプラズマスパークを検出する工程、及び
   前記レーザビームに対する前記平坦表面の整合を決定する工程、
   を有してなることを特徴とする方法。
2. 前記レーザビームがフェムト秒またはピコ秒の範囲にある短い光パルスの連続反復列で形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記物体が、不遊レンズ、ガラス板または顕微鏡スライドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記物体が、ガラス、ケイ素、プラスチックまたは生体材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記移動させる工程が、
   前記レーザビームの前記集束点が前記物体に接することのないようなｚ軸面上の出発点に前記レーザビームの前記集束点をおく工程、
   前記ｚ軸に垂直な平面内で、所定のパターンに沿って前記レーザビームの前記集束点を反復して移動させる工程、及び
   前記所定のパターンに沿う前記レーザビームの移動が完了した後に、前記レーザビームの前記集束点の位置を前記ｚ軸上で設定距離Δｚだけ前のｚ軸から移す工程、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記所定のパターンが円形であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記検出する工程が、
   前記レーザビームが前記物体と接したときの第１のプラズマスパークを識別する工程、
   前記第１のプラズマスパークの第１のｚ軸位置を記録する工程、
   前記所定のパターンを完成させる第２のプラズマスパークを識別することによって前記所定のパターンの完成を識別する工程、及び
   前記第２のプラズマスパークの第２のｚ軸位置を記録する工程、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記決定する工程が、
   前記第１のｚ軸位置及び前記第２のｚ軸位置を用いて前記ｚ軸に対する前記物体の整合を計算する工程、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記計算が、θを不遊レンズと前記ｚ軸に垂直な平面の間の角度、Δｚを前記第１のｚ軸位置と前記第２のｚ軸位置の間の差、Ｄを前記所定のパターンの直径とする、公式θ＝tan^−１（Δｚ/Ｄ）を利用することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記検出する工程が、
    前記物体の画像を撮るためのビデオカメラを提供する工程、及び
    前記物体の一連の画像を取り込む工程、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記検出する工程が、
    少なくとも１つのプラズマスパークの発生を決定するために前記物体の前記画像を比較する工程、
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記整合を決定する工程が、
    第１の画像ピクセル値及び第２の画像ピクセル値を計算する工程、及び
    前記第２の画像ピクセル値から前記第１の画像ピクセル値を差し引くことにより総比較ピクセル値を計算する工程、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記整合を決定する工程が、
    プラズマスパーク線を確立するために前記総比較ピクセル値をプロットする工程、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記検出する工程が、
    プラズマスパークを検出するための光検出器を提供する工程、及び
    前記光検出器により前記プラズマスパークの発生を識別する工程、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 前記光検出器が、フォトダイオード、ＣＣＤ、光電子増倍管またはフォトトランジスタの内のいずれかであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記検出する工程が第１のプラズマスパークの発生及び所定のパターンの完成時における第２のプラズマスパークの発生を手動で検出する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. 前記決定する工程において前記レーザビームに対する前記物体の前記平坦表面の傾きが決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
18. 前記検出する工程が光検出器により発生される電圧差を測定する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
19. 前記物体が透明または不透明であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
20. レーザシステムから発生されるレーザビームに対する物体の表面の位置及び整合を決定するためのレーザシステムにおいて、前記システムが、
    レーザビームを発生するための、中央処理装置を備え、前記中央処理装置は前記レーザビームの移動を命令するために構成されている、レーザシステム、
    プラズマスパークを検出するための、前記レーザシステムに相互接続されている、プラズマスパーク検出デバイス、及び
    前記中央処理装置上での実行のためのソフトウエアプログラム、
    を備え、前記ソフトウエアプログラムが、
    前記レーザビームのｚ軸に垂直な平面内で、所定のパターンに沿って前記レーザビームの集束点を反復して移動させ、
    前記レーザビーム集束点が前記物体の前記表面に接したときの複数のプラズマスパークを検出し、
    前記レーザビームに対する前記表面の位置及び整合を決定するように構成されていることを特徴とするシステム。
21. 前記プラズマスパーク検出デバイスが光検出器であることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
22. 前記光検出器が、フォトダイオード、ＣＣＤ、光電子増倍管またはフォトトランジスタの内のいずれかであることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
23. 前記プラズマスパーク検出デバイスがビデオカメラであることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
24. 前記レーザビームがフェムト秒またはピコ秒の範囲にある短い光パルスの連続反復列で形成されることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
25. 前記移動させる工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    前記レーザビームの前記集束点が前記物体に接することのないような、ｚ軸面上の出発点に前記レーザビームの前記集束点をおき、
    前記ｚ軸に垂直な平面内で、所定のパターンに沿って前記レーザビームの前記集束点を反復して移動させ、
    前記レーザビームの前記集束点の位置を前記ｚ軸上で設定距離Δｚだけ前のｚ軸から移すように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
26. 前記所定のパターンが円形であることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
27. 前記検出する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    前記レーザビームが前記物体と接したときの第１のプラズマスパークを識別し、
    前記第１のプラズマスパークの第１のｚ軸位置を記録し、
    前記所定のパターンを完成させる第２のプラズマスパークを識別することによって前記所定のパターンの完成を識別し、
    前記第２のプラズマスパークの第２のｚ軸位置を記録するように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
28. 前記決定する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    前記第１のｚ軸位置及び前記第２のｚ軸位置を用いて前記ｚ軸に対する前記物体の整合を計算するように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
29. 前記計算のための前記ソフトウエアプログラムが、θを不遊レンズと前記ｚ軸に垂直な平面の間の角度、Δｚを前記第１のｚ軸位置と前記第２のｚ軸位置の間の差、Ｄを前記所定のパターンの直径とする、公式θ＝tan^−１（Δｚ/Ｄ）を利用することを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
30. 前記検出する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    前記物体の第１及び第２の画像を取り込むように構成されていることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
31. 前記整合を決定する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    第１の画像ピクセル値及び第２の画像ピクセル値を計算し、
    前記第２の画像ピクセル値から前記第１の画像ピクセル値を差し引くことにより総比較ピクセル値を計算するように構成されていることを特徴とする請求項３０に記載のシステム。
32. 前記検出する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    光検出器により前記プラズマスパークの発生を識別するように構成されていることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
33. 前記検出する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    第１のプラズマスパークの発生及び前記所定のパターンの完成時における第２のプラズマスパークの発生を示す信号を送るための入力デバイスから入力を受け取るように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
34. 前記入力デバイスが足踏みスイッチであることを特徴とする請求項３３に記載のシステム。
35. 前記決定する工程のための前記ソフトウエアプログラムが、
    前記レーザビームに対する前記物体の前記平坦面の傾きを決定するように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
36. レーザビームに対する物体の表面の整合を決定する方法において、前記方法が、
    実質的に平坦な表面を有する物体を提供する工程、
    レーザビームを発生するためのレーザシステムを提供する工程、
    プラズマスパークの発生を検出することによって前記物体の前記表面における少なくとも３つの点を識別する工程、及び
    前記レーザビームのｚ軸に対する前記平坦表面の傾きを決定する工程、
    を有してなることを特徴とする方法。
37. レーザシステムから発生されるレーザビームに対する物体の表面の位置及び整合を決定するためのレーザシステムにおいて、前記システムが、
    レーザビームを発生するための、中央処理装置を有し、前記中央処理装置は前記レーザビームの移動を命令するために構成されている、レーザシステム、
    プラズマスパークを検出するための、前記レーザシステムに相互接続されている、プラズマスパーク検出デバイス、及び
    前記中央処理装置上での実行のためのソフトウエアプログラム、
    を備え、前記ソフトウエアプログラムが、
    プラズマスパークの発生を検出することによって前記物体の前記表面における少なくとも３つの点を識別し、
    前記少なくとも３つの点を利用して前記レーザビームのｚ軸に対する前記平坦表面の傾きを決定するように構成されていることを特徴とするシステム。
38. 物体の表面の処々でレーザビームの集束点を決定する方法において、前記方法が、
    実質的に平坦な表面を有する物体を提供する工程、
    レーザビームを発生するためのレーザシステムを提供する工程、
    前記レーザビームによって生成される非線形周波数信号をモニタする工程、及び
    前記レーザビームの集束点が前記平坦表面上にあるか否かを決定する工程、
    を有してなることを特徴とする方法。
39. 前記信号が、二次高調波発生、三次高調波発生、誘導ラマンまたは白色光発生及びその他の内のいずれかであることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
40. 物体の表面の処々でレーザビームの集束点を決定するためのレーザシステムにおいて、前記システムが、
    レーザビームを発生するための、中央処理装置を有し、前記中央処理装置は前記レーザビームの移動を命令するために構成されている、レーザシステム、
    前記レーザビームにより生成される非線形周波数信号を検出するための、バンドパスフィルタを有する光電子増倍管、及び
    前記中央処理装置上での実行のためのソフトウエアプログラム、
    を備え、前記ソフトウエアプログラムが、
    前記レーザビームによって生成される非線形周波数信号をモニタし、
    前記レーザビームの集束点が前記物体表面上にあるか否かを決定するように構成されていることを特徴とするシステム。
41. 前記信号が、二次高調波発生、三次高調波発生、誘導ラマンまたは白色光発生及びその他の内のいずれかであることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
42. レーザビームを利用して２つの表面の間の距離を決定する方法において、前記方法が、
    外表面を有する第１の物体を提供する工程、
    外表面を有する第２の物体を提供する工程、
    レーザビームを発生するためのレーザシステムを提供する工程、
    第１のプラズマスパークの発生を検出することによって前記第１の物体の前記外表面における第１の点を識別する工程、
    第２のプラズマスパークの発生を検出することによって前記第２の物体の前記外表面における第２の点を識別する工程、及び
    前記第１の点と前記第２の点の間の距離を決定する工程、
    を有してなることを特徴とする方法。
43. レーザシステムから発生されるレーザビームに対する物体の表面の位置及び整合を決定するためのレーザシステムにおいて、前記システムが、
    レーザビームを発生するための、中央処理装置を有し、前記中央処理装置は前記レーザビームの移動を命令するために構成されている、レーザシステム、
    プラズマスパークを検出するための、前記レーザシステムに相互接続されている、プラズマスパーク検出デバイス、及び、
    前記中央処理装置上での実行のためのソフトウエアプログラム、
    を備え、前記ソフトウエアプログラムが、
    第１のプラズマスパークの発生を検出することによって第１の物体の外表面における第１の点を識別し、
    第２のプラズマスパークの発生を検出することによって第２の物体の外表面における第２の点を識別し、
    前記第１の点と前記第２の点の間の距離を決定するように構成されていることを特徴とするシステム。