JP2009544038A - 超音波レーザー検査のためのファイバー・レーザー - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、1998年6月30日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING ULTRASONIC SURFACE DISPLACEMENTS USING POST−COLLECTION OPTICAL AMPLIFICATION」と題するThomas E.Drakeの米国特許仮出願第60/091229号の利益を参照により組み込み、請求する。
本出願は、2004年1月7日に出願された「REMOTE LASER BEAM DELIVERY SYSTEM AND METHOD FOR USE WITH A ROBOTIC POSITIONING SYSTEM FOR ULTRASONIC TESTING PURPOSES」と題するThomas E.Drakeの米国特許出願第10/753208号の利益を参照により組み込み、請求する。
本出願は、2004年2月12日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR ULTRASONIC LASER TESTING」と題するThomas E.Drakeの米国特許出願第10/634342号の利益を参照により組み込み、請求する。
Claims (42)
- 遠隔目標における超音波表面変位を検出するための方法であって、
前記遠隔目標の表面に超音波変位を発生させるステップと、
ダイオード励起ファイバー・レーザーを使って検出用レーザー・ビームを発生させるステップと、
前記検出用レーザー・ビームを前記遠隔目標の前記表面へ向けるステップと、
位相変調光を生成するために、前記検出用レーザー・ビームを前記表面における前記超音波表面変位で散乱させるステップと、
前記位相変調光を集めるステップと、
前記表面における前記超音波表面変位を表すデータを得るために、前記位相変調光を処理するステップと、
前記遠隔目標内の構造を分析するために、情報を持つ前記データを集めるステップとを含む方法。 - 前記遠隔目標の表面に超音波変位を発生させるステップが、前記遠隔目標の表面の一部分を照射するために、発生用レーザー・ビームを向けるステップをさらに含み、前記超音波表面変位が、前記遠隔目標の前記表面の前記照射された部分内に生じる、請求項1に記載の方法。
- 前記遠隔目標の構造的完全性を評価するために、前記データを処理するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記検出用レーザー・ビームを発生させるステップが、
主発振器を使って種レーザー・ビームを発生させるステップと、
少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器を使って前記種レーザー・ビームを増幅するステップとをさらに含み、
少なくとも前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器を使って前記種レーザー・ビームを増幅するステップが、少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器を使って前記種レーザーを増幅するステップをさらに含み、前記少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器の出力が、単一光ファイバー内で組み合わされる、請求項4に記載の方法。
- 前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起スラブ・レーザーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記主発振器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1000nmの波長で放射を生成する働きをするイッテルビウム添加ファイバーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1550nmの波長で放射を生成する働きをするエルビウム添加又は共添加ファイバーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、励起ダイオードが励起ファイバーを通じて活性ファイバーに結合されるところの側面クラッド励起を有するファイバー・レーザーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記励起ファイバーが、前記活性ファイバーの側面クラッド又は内部クラッドを通じて前記活性ファイバーに結合する、請求項10に記載の方法。
- 前記励起ダイオードが、単一エミッタ、一群の単一エミッタ、ダイオード・バー、及び/又は一群のダイオード・バーを含む、請求項10に記載の方法。
- 少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器を使って前記種レーザー・ビームを増幅するステップが、
ダイオード励起レーザー前置増幅器を使って前記種レーザー・ビームを増幅するステップと、
前記ダイオード励起レーザー前置増幅器を使って増幅された前記種レーザー・ビームを第2のダイオード励起レーザー増幅器を使って増幅するステップとを含む、請求項4に記載の方法。 - 遠隔目標上の超音波表面変位を検出する働きをする装置であって、
前記遠隔目標に超音波表面変位を生成する働きをする超音波発生用システムと、
前記遠隔目標における前記超音波表面変位を実質的に照射する検出用レーザー・ビームを発生させる働きをするダイオード励起検出用ファイバー・レーザーと、
前記遠隔目標によって反射されるか又は散乱されるかのどちらかの前記ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーからの位相変調光を集める働きをする集光用光学素子と、
前記遠隔目標における超音波変位を表すデータを得るために、前記遠隔目標によって反射されるか又は散乱されるかのどちらかの前記ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーからの前記位相変調光を処理する、及び
前記遠隔目標の構造的完全性を評価するために、前記超音波変位を表す前記データを処理する、
働きをする処理装置とを含む装置。 - 前記超音波発生用システムが、前記遠隔目標の表面の一部分を照射するために発生用レーザー・ビームを向ける働きをし、前記超音波表面変位が、前記遠隔目標の前記表面の前記照射された部分内に生じる、請求項14に記載の装置。
- ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含み、
少なくとも前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項14に記載の装置。 - 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1000nmの波長で放射を生成する働きをするイッテルビウム添加ファイバーを含む、請求項16に記載の装置。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1550nmの波長で放射を生成する働きをするエルビウム添加又は共添加ファイバーを含む、請求項16に記載の装置。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、励起ダイオードが励起ファイバーを通じて活性ファイバーに結合されるところの側面クラッド励起を有するファイバー・レーザーを含む、請求項16に記載の装置。
- 前記励起ファイバーが、前記活性ファイバーの側面クラッド又は内部クラッドを通じて前記活性ファイバーに結合する、請求項19に記載の装置。
- 前記励起ダイオードが、単一エミッタ、一群の単一エミッタ、ダイオード・バー、及び/又は一群のダイオード・バーを含む、請求項19に記載の装置。
- ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器とを含み、
前記少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含み、前記少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器の出力が、単一光ファイバー内で組み合わされる、請求項14に記載の装置。 - 前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起スラブ・レーザーを含む、請求項16に記載の装置。
- 前記主発振器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含み、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む、請求項16に記載の装置。 - ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器と、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器によって生成される出力レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含み、
少なくとも前記主発振器、前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項14に記載の装置。 - ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む前記主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器と、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器によって生成される出力レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含む、請求項14に記載の装置。 - 遠隔目標の表面上の超音波表面変位を測定するための大面積複合検査装置であって、
前記遠隔目標に超音波表面変位を生成する働きをする超音波発生用システムと、
前記遠隔目標の前記表面上の超音波表面変位を検出用レーザー・ビームで照射する働きをする検出用ファイバー・レーザーと、
前記検出用レーザー・ビームの照射場所と前記遠隔目標の前記表面との間に相対的運動を創出する働きをする走査アセンブリと、
前記遠隔目標によって反射されるか又は散乱されるかのどちらかの前記検出用レーザー・ビームからの位相変調光を集めるための集光用光学素子と、
前記集光用光学素子によって集められた前記位相変調光を処理し、出力信号を生成するための光学処理装置と、
前記遠隔目標の前記表面上の前記超音波表面変位を表すデータを得るために、前記出力信号を処理する働きをする処理装置とを含む大面積複合検査装置。 - 前記超音波発生用システムが、前記遠隔目標の表面の一部分を照射するために発生用レーザー・ビームを向ける働きをし、前記超音波表面変位が、前記遠隔目標の前記表面の前記照射された部分内に生じる、請求項27に記載の大面積複合検査装置。
- 前記検出用レーザー・ビームが、連続波モード・レーザー・ビーム又はパルス・レーザー・ビームを含む、請求項27に記載の大面積複合検査装置。
- ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含み、
少なくとも前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項27に記載の大面積複合検査装置。 - 前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器を含み、
前記少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含み、前記少なくとも2つの並列ダイオード励起レーザー増幅器の出力が、単一光ファイバー内で組み合わされる、請求項30に記載の大面積複合検査装置。 - 前記主発振器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起スラブ・レーザーを含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。
- 前記主発振器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含み、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。 - 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1000nmの波長で放射を生成する働きをするイッテルビウム添加ファイバーを含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、約1550nmの波長で放射を生成する働きをするエルビウム添加又は共添加ファイバーを含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。
- 前記主発振器及び/又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、励起ダイオードが励起ファイバーを通じて活性ファイバーに結合されるところの側面クラッド励起を有するファイバー・レーザーを含む、請求項30に記載の大面積複合検査。
- 前記励起ファイバーが、前記活性ファイバーの側面クラッド又は内部クラッドを通じて前記活性ファイバーに結合する、請求項36に記載の大面積複合検査。
- 前記励起ダイオードが、単一エミッタ、一群の単一エミッタ、ダイオード・バー、及び/又は一群のダイオード・バーを含む、請求項36に記載の大面積複合検査。
- ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器と、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器によって生成される出力レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含み、
少なくとも前記主発振器、前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器又は前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器が、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。 - ダイオード励起検出用ファイバー・レーザーが、
種レーザー・ビームを発生させる働きをする主発振器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザーを含む前記主発振器と、
前記種レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器と、
前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー前置増幅器によって生成される出力レーザー・ビームを増幅する働きをする少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器であって、ダイオード励起ファイバー・レーザー増幅器を含む前記少なくとも1つのダイオード励起レーザー増幅器とを含む、請求項30に記載の大面積複合検査装置。 - 前記遠隔目標の前記表面を横切って前記検出用レーザーを動かし、その次に前記大面積複合検査装置によって検出される前記データを記録し、索引を付けるための位置決め装置をさらに含む、請求項27に記載の大面積複合検査装置。
- 前記位置決め装置がガントリー位置決め装置である、請求項27に記載の大面積複合検査装置。
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