JP6138388B2 - 回転光学系を有する回転固定発光材料 - Google Patents

Description

［関連出願の参照］
本出願は、参照によって、本明細書に援用される２０１４年６月２８日出願の米国特許出願第１４／４４４２８３号の一部継続出願である。

本明細書は、概して発光システムに関し、具体的には、回転光学系を有する回転固定発光材料に関する。

レーザー光発光材料照明システムにおいて、蛍光体等の発光材料の冷却が、製品の性能を限定する一因である。蛍光体を回転ホイールに載せることの利点の一つは、入射エネルギーをより広い面積に分散させて、熱密度を効果的に低下させることである。

しかしながら、回転液冷式蛍光体ホイールが高電力の用途に用いられる場合、回転シールを用いて冷却液を含める必要がある。回転シールの寿命は有限であり、照明源又は投影用途に望まれる寿命よりも短い場合がある。更に、発光材料のスポットにおける高いエネルギー密度は、材料の性能低下につながり得る。

本開示は概して、回転光学系を有する回転固定発光材料に関する。励起光（レーザー光を含むがこれに限定されない）の入力経路（もしくは出力経路）と、光の出力経路は、発光材料の冷却に静的ヒートシンク、例えばウォーターブロック、ヒートパイプ、ベイパーチャンバー、ヒートスプレッダー等、を利用可能にするため、発光材料における光の生成をヒートシンクの表面上に分散させる目的で、回転可能に固定された発光材料及びヒートシンクを中心に回転する光学系の回転軸に沿って固定されている。回転固定発光材料の少なくとも一部が円対称性を有し、回転光学系は回転固定発光材料と同軸である、回転光学系は、発光材料を中心に、モーター等を用いて回転される。励起光は回転軸に沿って光学系で受光され、光学系は回転するに従って励起光を回転固定発光材料に伝達し、回転固定発光材料上の励起光の円を外に広げる。励起光は発光材料を励起し、発光材料は光を発光する、光は回転光学系により集光され、回転光学系は発光材料により生成された光を回転軸に伝達し返し、そこで光は光学系から出射し、例えば集光光学系及び／又は投影光学系に向かい、例えば投影システムにおいて、発光された光から画像を生成する。励起光が回転軸に沿って集光され、発光された光が回転軸に沿って光学系から出射すると、レーザーと集光光学系との位置が固定される。更に、発光材料が回転固定であることから、発光材料は回転固定ヒートシンク上に配置される、したがってヒートシンクは、ウォーターブロックを含む回転固定ヒートシンクを用いて冷却可能となり、回転シールの使用が排除される。光学系が、円を外に広げる等により励起光に発光材料を照明させると、発光材料の発熱も円全体に広がり、発光材料の回転なしで、発光材料の１つのスポットで熱が増大することを防ぐ。ヒートシンク／発光材料は、発光材料での発熱を更に広げるために、励起光が発光材料上で螺旋状の形を外に広げるよう、光学系に平行に、及び／又は垂直に、直線的に移動されてよい。一部の実装において、固定光源は軸外であってよく、回転光学系は平行な２つのミラーを含む。その他の実装において、発光材料は薄型ディスクレーザーの利得材料を含んでよい、これらの実装の一部では、本明細書に記載のシステムは、更なる光の生成を行うために薄型ディスクレーザーのミラーにより反射された光を利得材料へと再循環させるように構成された１以上のリトロリフレクター（ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）を含んでよい。

本明細書において、要素は、１以上の機能を行う「ように構成される」、又は、そのような機能「のために構成される」。一般に、ある機能を行うように構成された、又はある機能の実行向けに構成された要素は、その機能を行うように構成されているか、その機能の実行に適しているか、その機能を行うように適応されているか、その機能を行うように操作可能であるか、その機能を行うことが可能である。

本明細書の目的のもと、「Ｘ、Ｙ、及びＺのうち少なくとも１つ」及び「Ｘ、Ｙ、及びＺのうち１以上」という表現は、Ｘのみ、Ｙのみ、Ｚのみ、又はＸ、Ｙ、及びＺのうち２以上の任意の組み合わせ（例：ＸＹＺ、ＸＹＹ、ＹＺ、ＺＺ等）として解釈されることが理解されるべきである。あらゆる「少なくとも１つの〜」及び「１以上の〜」という表現における２以上の項目に、同様の論理が適用可能である。

本明細書の一の態様は、システムであって、ヒートシンクと、ヒートシンク上に配置された１以上の発光材料であって、１以上の発光材料の少なくとも一部が軸を中心に円対称であり、ヒートシンクと１以上の発光材料が回転可能に固定されている、１以上の発光材料と、１以上の発光材料に対して、１以上の発光材料の軸と同軸である回転軸を中心に回転するように構成された光学系であって、回転軸にそって励起光を受光し、光学系が回転するに従って励起光を発光材料上の１以上の場所へ伝達し、励起光により励起された発光材料上の１以上の場所から発光された光を集光し、１以上の発光材料から集光された光を、回転軸へと、それにそって発光するように伝達する、ように構成された光学系と、を含む、システムを提供する。

システムは、光学系を１以上の発光材料に対して回転させるように構成されたモーターを更に含んでよい。

システムは、励起光を生成するように構成された１以上の固定光源を更に含んでよい。

システムは、励起光を生成するように構成された１以上の固定光源と、励起光を回転軸に沿って伝達する固定光学系と、を更に含んでよい。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上が光学系を含む。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上は、ボディとフレームとのうち１つ以上の質量中心が回転軸に沿って配置されるように、光学系及びカウンターバランスを含む。

光学系は、１以上のダイクロイックミラー、１以上のレンズ、及び１以上のプリズム、のうち１以上を含んでよい。

ヒートシンクの表面と、１以上の発光材料とは、軸を中心に対称である円環（アニュラス）（ａｎｎｕｌｕｓ）を含んでよく、光学系は表面に沿って回転するよう更に構成される。

ヒートシンクは円筒を含んでよく、１以上の発光材料は円筒の内面に配置されてよく、光学系は円筒内で回転するように構成される。

ヒートシンクは円筒を含んでよく、１以上の発光材料は円筒の外面に配置されてよく、光学系は円筒の外面の周囲を回転するよう更に構成される。

１以上の発光材料は、ヒートシンクの異なる部分に配置される２以上の発光材料を含んでよく、２以上の発光材料の各々は軸を中心に円対称であり、光学系は、光学系が回転するに従って２以上の発光材料の各々に励起光を伝達するよう更に構成される。

光学系は、１以上の発光材料の２以上の異なる部分に励起光を伝達する、励起光で励起された２以上の異なる部分から発光された光を集光し、２以上の異なる部分から集光された光を、回転軸へと、それに沿って発光するように伝達する、ように更に構成されてよい。

システムは、ヒートシンクを光学系に対して移動させるための装置を更に含んでよい。

ヒートシンクは、静的ウォーターブロック（ｓｔａｔｉｃ ｗａｔｅｒｂｌｏｃｋ）を更に含んでよい。

ヒートシンクは、軸を中心に対称である環状体（トロイド）（ｔｏｒｏｉｄ）を含んでよい。

ヒートシンクは、軸を中心に対称である環状体（トロイド）を含んでよく、光学系は、環状体（トロイド）を通じて励起光を受光する、及び環状体（トロイド）を通じて１以上の発光材料から集光された光を伝達する、のうちの一方又は両方を行うように構成される。

光学系は、光学系の第１側から励起光を受光し、１以上の発光材料から集光された光を第１側を通じて伝達し返すように更に構成されてよい。

光学系は、光学系の第１側から励起光を受光し、１以上の発光材料から集光された光を第１側の反対側の第２側を通じて伝達するように更に構成されてよい。

発光材料は、ヒートシンクの対向面に配置されてよく、光学系はヒートシンクの対向面の両方から励起光を受光するように更に構成されてよい。

本明細書の別の態様は、システムであって、ヒートシンクと、ヒートシンク上に配置された発光材料であって、発光材料の少なくとも一部は軸を中心に円対称であり、ヒートシンクと発光材料は回転可能に固定されている、発光材料と、励起光を生成するように構成された固定光源であって、励起光が発光材料を励起して放射光を生成するように構成され、励起光の入射路は発光材料の軸に対して第１角度を成し、第１角度が０°より大きく９０°より小さい、固定光源と、発光材料の軸を中心に、発光材料に対して回転するように構成された光学系であって、軸上に配置され、軸に対して第２角度を成す第１ミラーであって、励起光の入射路上に更に配置され、第２角度が０°より大きく９０°より小さい、第１ミラーと、第１ミラーと平行な第２ミラーであって、第１ミラーが励起光を第２ミラーに向けて反射するように構成され、第２ミラーが励起光を発光材料に向けて反射するように構成される、第２ミラーと、を含む光学系と、を含むシステムを提供する。

励起光の、第１ミラーから第２ミラーから発光材料への反射路は、第１ミラーと入射路との第１交点から軸と線との第２交点までの、励起光の入射路に沿って延びる線の長さとほぼ等しくてよい。

第１ミラー及び第２ミラーは、発光材料からの放射光を、発光材料から離間するように反射するように更に構成されてよい。

第１ミラー及び第２ミラーは、発光材料からの放射光を、発光材料から離間するように、軸に沿って反射するように更に構成されてよい。

第１角度は、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さくてよい。

第２角度は、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さくてよい。

システムは、励起光を生成するように構成された少なくとも第２の固定光源を含んでよく、少なくとも第２の固定光源からの励起光のそれぞれの入射路のそれぞれの形状は、固定光源からの励起光の入射路の形状と同様である。

第２ミラーの一部は、固定光源と第１ミラーとの間の励起光の光路上に配置してよく、第２ミラーの一部は、第１ミラーに向けて励起光を伝達し、励起光を反射する、ように構成される。

固定光源と第１ミラーとの間の励起光の光路上に配置する第２ミラーの一部は、ダイクロイックミラー、及び励起光と放射光が異なる偏光状態を有する場合、偏光ビームスプリッター、のうち１以上を含んでよい。

第１ミラーの中心は軸上に配置してよい。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上が光学系を含む。

システムは、光学系を発光材料に対して回転させるように構成されたモーターを更に含んでよい。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上が、ボディとフレームとのうち１つ以上の質量中心が回転軸に沿って配置できるように、光学系及びカウンターバランスを含む。

ヒートシンクの表面と、発光材料とが、軸を中心に対称である円環（アニュラス）を含んでよく、光学系は表面に沿って回転するよう更に構成されてよい。

ヒートシンクは、静的ウォーターブロックを含んでよい。

本明細書の別の態様は、システムであって、ヒートシンクと、ヒートシンク上に配置された薄型ディスクレーザー（ｔｈｉｎ ｄｉｓｃ ｌａｓｅｒ）の利得媒質（ｇａｉｎ ｍｅｄｉｕｍ）であって、利得媒質の少なくとも一部が軸を中心に円対称であり、ヒートシンクと利得媒質が回転可能に固定されている、利得媒質と、利得媒質に対して、１以上の発光材料の軸と同軸である回転軸を中心に回転するように構成された光学系であって、励起光を受光し、光学系が回転するに従って、励起光をオフノーマルな角度（ｏｆｆ−ｎｏｒｍａｌ ａｎｇｌｅ）で利得媒質に伝達し、励起光で励起された利得媒質から発光された光を集光し、利得媒質から離間するように放射光を伝達する、光学系と、薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光を、利得媒質へと反射し返すように構成された１以上のリトロリフレクターと、を含むシステム。

光学系は、１以上のリトロリフレクターを、１以上のリトロリフレクターが回転するように含んでよい。

１以上のリトロリフレクターは静的であってよい。

１以上のリトロリフレクターは１以上の平面鏡を含んでよい。

１以上のリトロリフレクターは、１以上の放物面鏡と１以上のプリズムリトロリフレクターとの組み合わせを含んでよい。

１以上のリトロリフレクターは、１以上のプリズムリトロリフレクターを含んでよい。

１以上のリトロリフレクターは、薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光を、薄型ディスクレーザーに反射し返すように配置された、１以上の平面鏡、１以上の放物面鏡、及び１以上のプリズムリトロリフレクターのうち１以上の組み合わせを含んでよい。

励起光は回転軸に一致してよく、光学系は回転軸に沿って励起光を受光するよう更に構成されてよい。

励起光は回転軸に一致しなくてもよく、光学系は回転軸を外れて励起光を受光するよう更に構成されてよい。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上が光学系を含む。

システムは、光学系を利得媒質に対して回転させるように構成されたモーターを更に含んでよい。

システムは、ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含んでよく、ボディとフレームとのうち１つ以上が、ボディとフレームとのうち１つ以上の質量中心が回転軸に沿って配置できるように、光学系及びカウンターバランスを含む。

ヒートシンクの表面と、利得媒質とが、軸を中心に対称である円環（アニュラス）を含んでよく、光学系は表面に沿って回転するように更に構成されてよい。

ヒートシンクは、静的ウォーターブロックを含んでよい。

本明細書に記載の多様な実装のより良い理解のために、また、これらを実施する方法をより明確に示すために、例示のみを目的として、添付の図面が以下のように参照される。
非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含むシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、図１のシステムを通る励起光の光路を示す図である。 非限定的な実装による、発光材料から発光された光の、図１のシステムを通る光路を示す図である。 非限定的な実装による、図１とは異なる配置に移動された回転光学系を有する図１のシステムを示す図である。 非限定的な実装による、図１のヒートシンクと発光材料、ならびに発光材料に衝突する励起光の正面斜視図である。 非限定的な実装による、別のヒートシンクと発光材料の正面斜視図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、別のヒートシンクと発光材料の正面斜視図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、ヒートシンクの対向面で発光された光を集光する回転光学系を有する回転固定発光材料を含む別のシステムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含むシステムであって、入射する励起光の光路が、回転光学系及び／又は発光材料の回転軸及び／又は円形軸から外れている、システムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、図１８のシステムを通る放射光の光路を示す図である。 非限定的な実装による、図１８の回転光学系の配置に対して約１８０°回転された回転光学系を有する、図１８のシステムを示す図である。 非限定的な実装による、図１８のシステムの幾何学的関係を示す図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料を含むシステムであって、入射する励起光の光路が、回転光学系及び／又は発光材料の回転軸及び／又は円形軸から外れており、回転光学系の少なくとも一部が少なくとも部分的に励起光に対して透過的である、システムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、複数の固定光源と回転光学系を有する回転固定発光材料とを含むシステムであって、入射する励起光の光路が、回転光学系及び／又は発光材料の回転軸及び／又は円形軸から外れている、システムの側面図及び部分断面図である。 非限定的な実装による、薄型ディスクレーザー構造を示す図である。 非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定発光材料と、リトロリフレクターと、を含むシステムの側面図及び部分断面図である。 別の非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定薄型ディスクレーザーと、リトロリフレクターと、を含むシステムの側面図及び部分断面図である。 別の非限定的な実装による、回転光学系を有する回転固定薄型ディスクレーザーと、２つのリトロリフレクターと、を含むシステムの側面図及び部分断面図である。 別の非限定的な実装による、図２７のシステムを通る励起光の再帰反射された光路を示す図である。

図１は、システム１００の側面図及び部分断面図であり、ヒートシンク１０１と、ヒートシンク１０１上に配置された１以上の発光材料１０３であって、１以上の発光材料１０３の少なくとも一部が軸１０５を中心に円対称であり、ヒートシンク１０１と１以上の発光材料１０３が回転可能に固定されている、１以上の発光材料と、１以上の発光材料１０３に対して、１以上の発光材料１０３の軸１０５と同軸である回転軸１０９を中心に回転するように構成された光学系１０７と、を含む。後述するとおり、光学系１０７は、回転軸１０９にそって励起光を受光し、光学系１０７が回転するに従って励起光を発光材料１０３上の１以上の場所へ伝達し、励起光により励起された発光材料１０３上の１以上の場所から発光された光を集光し、１以上の発光材料１０３から集光された光を、回転軸１０９へと、それにそって発光するように伝達するように構成される。図１において、ヒートシンク１０１及び発光材料１０３は断面図として示されており、環状体（トロイド）（ｔｏｒｏｉｄ）及び／又は円環（アニュラス）（ａｎｎｕｌｕｓ）を含み、該断面図は該環状体（トロイド）及び／又は円環（アニュラス）の直径に沿っており、更に、光学系１０７は模式的に図示されていることが理解される。以下において、１以上の発光材料１０３が、発光材料１０３として交換可能に参照される。

実際には、図示のシステム１００は、光学系１０７を含むボディとフレーム（以下において、ボディ及び／又はフレームは、フレーム１１１と呼ばれる）とのうち１つ以上を更に含む。フレーム１１１は、フレーム１１１の外端に沿って配置される１以上の軸受け１１３を中心に回転する。別法として、軸受け１１３はフレーム１１１のハブ（図示せず）に配置されてよい。システム１００は、フレーム１１１、すなわち光学系１０７、を発光材料１０３に対して回転させるように構成されたモーター１１５を更に含む。例えば、モーター１１５は、フレーム１１１と相互作用して、フレーム１１１に、軸受け１１３を中心として回転軸１０９の周りを回転させてよい。モーター１１５は、フレーム１１１に回転運動を伝達させるためのベルト（図示せず）及び／又はその他の装置を用いて、フレーム１１１を回転させてよい。別法として、モーター１１５は、フレーム１１１を回転させるように構成されたリングモーター及び／又はその他任意の種類のモーターを含んでよい。実際には、フレーム１１１に回転軸１０９の周りを回転させる任意の装置は、本実装の範囲内に含まれる。

一部の実装において、システム１００及び／又はフレーム１１１は、フレーム１１１の質量中心が回転軸１０９に沿って配置されるような回転対称である。別の実装において、図示のとおり、フレーム１１１は、フレーム１１１の質量中心が回転軸１０９に沿って配置されるように配置される任意のカウンターバランス１１６を更に含む。例えば、フレーム１１１及び光学系１０７が回転されるとき、光学系１０７は通常、フレーム１１１に対して非対称である（すなわち、光学系１０７は回転軸１０９から偏心して配置される）ことから、光学系１０７の質量中心が回転軸１０９から偏心していることを原因として振動が発生しうる、したがって、回転中に光学系１０７と釣り合いを取ってフレーム１１１と光学系１０７の振動の可能性を低下させるために、フレーム１１１を挟んだ光学系１０７の逆側にカウンターバランス１１６が配置されてよい。

図示のとおりシステム１００は、励起光を生成するように構成された１以上の固定レーザー源１１７を更に含み、これを相互交換可能にレーザー１１７と呼ぶ。しかしながら、別法として、レーザー１１７は励起光を生成する任意の光源で代替可能であり、該光源はレーザーでなくてもよい。したがって、システム１００における励起光はレーザー光を含んでよいが、発光材料１０３を励起して光を発光させるあらゆる励起光が本実装の範囲に含まれる。例えば、励起光は通常、発光材料１０３により発光される光よりも短い波長の光である。実際には、発光材料１０３は第１波長を有する励起光を、第１波長よりも長い第２波長を有する放射光に変換することから、発光材料１０３は相互交換可能に光変換材料と呼ばれてよい。

図示のとおり、レーザー１１７（及び／又は励起光源）は回転軸１０９に沿って配置されるが、他の実装においてはレーザー１１７は回転軸１０９から外れて配置されて良い。例えば、図示のとおり、システム１００は任意の第２レーザー１２７（及び／又は第２励起光源）、ならびに、レーザー１２７からの励起光を回転軸１０９に沿って光学系１０７に伝達する任意の固定光学系１３０を更に含む。図示のとおり、固定光学系１３０は、回転軸１０９に沿って、及びレーザー１１７から発光された励起光の光路に沿って、及びレーザー１２７から発光された励起光の光路に沿って配置されたダイクロイックミラーを含む。ダイクロイックミラーは、励起光が回転軸１０９に沿って光学系１０７に伝達されるように、レーザー１１７、１２７からの励起光を組み合わせるように構成される。例えば、レーザー１１７からの励起光はダイクロイックミラーを通過して光学系１０７に向かい、その際レーザー１１７からの励起光は回転軸１０９に沿って反射されて光学系１０７に至る。そのため、レーザーが回転軸１０９の軸上であれ軸外であれ、システム１００のレーザーからの励起光は回転軸１０９に沿って光学系１０７で受光される。

レーザー１１７と任意のレーザー１２７の各々が、同じ又は異なる波長の青色レーザー源を含んでよい。例えば、一部の実装においては、レーザー１１７は約４４８ｎｍのレーザー源を含んでよく、レーザー源１２７は約４６５ｎｍのレーザー源を含んでよい。更に、本明細書に記載の白色光源はレーザーを参照して記載されているが、他の実装においては、システム１００はレーザー以外の光源を含んでよい。

更なる実装においては、システム１００は、レーザー１１７、１２７の各々の励起光路に沿って配置され、これらからの励起光を集約する１以上の集約ロッド（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｒｏｄ）（図示せず）を含んでよい。

光学系１０７は、１以上のダイクロイックミラー、１以上のミラー、及び１以上のレンズ、及び１以上のプリズム、のうち１以上を含む。図示のとおり、光学系１０７は第１プリズム１４０、第２プリズム１４１、及びレンズ１４３を含む。プリズム１４０、１４１の各々が、プリズム１４０、１４１のそれぞれを通して、及び／又は各プリズムから出るように、光及び／又は励起光を反射するために、全反射面を含むがこれに限定されない反射面を、対向端部に含んでよい。一部の実装において、反射面の各々はミラー及び／又はダイクロイックミラーを含んでよい。別法として、各プリズム１４０、１４１の各反射面は、ボディの面の角度を全反射角となるように制御せずに済むよう、ミラー及び／又はダイクロイックミラーを含む、及び／又はこれにより代替されてよい。

以下に詳述するとおり、レンズ１４３は、励起光を発光材料１０３にフォーカスさせ、発光材料１０３により発光された光を集光し、蛍光体により発光された光をプリズム１４１に伝達し返すように構成された１以上のレンズを含む。３つのレンズ１４３が図示されているが、レンズ１４３は３つよりも少ない、又は３つよりも多いレンズを含んでよい。

図示のとおり、システム１００は、回転軸１０９（及び／又は軸１０５）に沿って配置され、１以上のレンズ１５０とインテグレーター（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）１５１を含んでよいがこれに限定されない、集光光学系を更に含む。集光光学系は、回転性及び／又は固定であってよい。例えばレンズ１５０は光学系１０７と共に回転してよく、インテグレーター１５１は固定、又は同じく光学系１０７と共に回転してよい。集光光学系は光学系１０７から発光された光を回転軸１０９及び／又は軸１０５に沿って、例えば光変調器（図示せず）等へと伝達してよい。実際には、１以上の集光光学系が、投射機用の投射光学系の要素であってよい。集光光学系は、１以上のレンズ、１以上の集約ロッド、光ファイバー、及び／又は、光学系１０７から回転軸１０９に沿って発光された光を集光する、及び／又は光学系１０７から回転軸１０９に沿って発光された光を投影機等に伝達するための他の任意の光学要素を含んでよい。図示のとおり、レンズ１５０は光学系１０７から発光された光（すなわち、発光材料１０３により発光され、レンズ１４３により集光され、プリズム１４１によって、回転軸１０９に伝達された光）を集光し、その光をインテグレーター１５１の入力へ伝達し、インテグレーター１５１が光変調器に光を伝達し、のようになる。図示のとおり、光はトロイド状のヒートシンク１０１の、幾何学的中心に配置される開口部を通じて伝達される。しかしながら、他の実装においては、光は、光学系１０７への励起光入力と同じ光路に沿って伝達されてよく、ダイクロイックミラー等を用いて集光光学系に向かって反射されてよい。

図１の要素の寸法及び厚さは縮尺通りではないことが更に理解される。例えば、ヒートシンク１０１の寸法に対する発光材料１０３の相対的な厚みは、縮尺通りに描かれていない。更に、レンズ１４３と発光材料１０３との間の間隔は、縮尺通りに描かれていない。

発光材料１０３は、蛍光体、セラミック蛍光体、量子ドット、発光物質、蛍光物質、等のうち１以上を含んでよいがこれに限定されない。実際には、本実装はセラミック蛍光体に関して記載されるが、その他の発光材料が本実装の範囲に含まれる。具体的には、発光材料１０３は、励起光等により励起された時に光を発光するあらゆる材料を含む。

例えば、一部の実装において、発光材料１０３は、青色励起光（例えば、レーザー１１７及び／又はレーザー１２７から）による励起向けに構成されてよく、該青色励起光よりも長い波長の光、赤色光及び緑色光を含むがこれに限定されないものを発光してよい。更に、一部の実装において、発光材料１０３は、図６について後述するように、例えばヒートシンク１０１上のセグメントに配置される１以上の発光材料を含む。例えば、発光材料１０３の１以上のセグメントは赤色光を発光してよく、発光材料１０３の１以上の別のセグメントは緑色光を発光してよい。したがって、図示のようにヒートシンク１０１及び発光材料１０３が発光ホイールを含む場合、光学系１０７が回転すると、青色励起光等が発光材料１０３の異なるセグメントに相互作用する。

更に、一部の実装において、発光材料１０３は、後述するとおり、発光材料１０３からヒートシンク１０１に向かって発光された光がヒートシンク１０１から離間して光学系１０７に向かって反射されるように、ヒートシンク１０１の反射面に配置されてよい。

システム１００は、一般に、例えば青色励起光が発光材料１０３を励起し、発光材料１０３が赤色光及び／又は緑色光及び／又は黄色光を発光し、青色励起光、放射光がＲＧＢ（赤緑青）光及び／又は白色光を投射システムに提供する、投射システム（図示せず）に用いられてよい。別法として、発光材料１０３はＲＧＢ／白色光システムで青色光を発光してよい。

一般に、発光材料１０３を励起して発光させるプロセスは発熱をもたらし、この発熱は発光材料１０３及びヒートシンク１０１が加熱されることを防ぐために、及び／又は発光材料１０３の温度を制御するために、放熱されるべきである。発光材料１０３が光を発光すると、発光材料１０３とヒートシンク１０１との界面から熱がヒートシンク１０１に流入し、熱がヒートシンク１０１において、放熱される。したがって、ヒートシンク１０１は、発光材料１０３を冷却するように構成された、ヒートシンク、ブロック、ホイール、リング、１以上の突出又はその他のヒートシンク設計（例えば空冷用）、ウォーターブロック、ベイパーチャンバー、ヒートスプレッダー等のうち１以上を含む。ヒートシンク１０１は、金属、アルミニウム、鋼等を含むがこれに限定されない、発光材料１０３を冷却するように構成されたあらゆる材料を含んでよい。更に、図示のとおり、ヒートシンク１０１は公称で円対称の、材料の平板を含むが、正方形、矩形等を含むがこれに限定されないその他の形状が本実装の範囲に含まれる。実際には、円対称でない形状が本実装の範囲に含まれる。例えば、ヒートシンク１０１は、異なる発光材料の隣接セグメントを有する矩形であってよい。しかしながら、発光材料１０３の少なくとも一部は、軸１０５の周囲において、円対称である。

続いて、動作中のシステム１００を図示する図２及び３を参照する。図２及び３は、図１と略同様であり、同様の要素には同様の参照番号が付されている。図２において、モーター１１５はフレーム１１１と相互作用して、矢印２０１で示されるように、回転軸１０９を中心として光学系１０７を回転させる。例えば、図２に関して、光学系１０７は回転軸１０９の上側ではページの手前に向かって、回転軸１０９の下側ではページの奥に向かって回転されるが、用語「手前」「奥」「上」「下」という用語は説明のためにのみ用いられ、システム１００は例えば投影システム内において、任意の適した配向を有してよい。更に、レーザー１１７、１２７は励起光２０３を発光するように操作される。レーザー１１７からの励起光２０３は、回転軸１０９に沿って固定光学系１３０のダイクロイックミラーを通過しプリズム１４０の入射面に向かい、レーザー１２７からの励起光２０３は、回転軸１０９に沿ってダイクロイックミラーにより反射されてプリズム１４０の入射面に向かう。したがってフレーム１１１は、励起光２０３がプリズム１４０に入射するための開口部等を有する。

プリズム１４０の入射面及び／又は入口面、ならびに第１反射面２０５は、回転軸１０９に沿って配置される。第１反射面２０５は、１以上の全反射面、ミラー、ダイクロイックミラー等を含んでよく、プリズム１４０のボディに沿って、回転軸１０９におよそ垂直に励起光２０３を反射するように構成され、プリズム１４０のボディも回転軸１０９におよそ垂直である（すなわち光学系１０７の光路の回転半径に沿う）。したがって、面２０５は、回転軸１０９に対して約４５°であってよい。励起光２０３は、回転軸１０９に沿ってプリズム１４０に入射し、プリズム１４０のボディを通じ、励起光２０３を発光材料１０３に向かって、例えばプリズム１４１の端部とレンズ１４３を通じて、反射するように構成される第２反射面２０７に向かって反射される。したがって、面２０７も、回転軸１０９に対して約４５°であってよい。

図３に関して後述するとおり、励起光２０３はその後、発光材料１０３に衝突する。図２に図示されるとおり、プリズム１４１は、ボディを挟んで、第１反射面２０９と第２反射面２１１を含む。励起光２０３は面２０７から発光材料１０３に向かって反射されるため、第１反射面２０９は、励起光２０３の光路上に配置される。したがって面２０９は、励起光２０３を透過させるように構成され、以下のうち１以上を含む：励起光２０３の光路と逆方向に、面２０９に衝突する光のための全反射面、及びダイクロイックミラー。

次に、励起光２０３による励起の際に発光材料１０３から発光される光３０３がレンズ１４３により集光される、図３を参照する。明解さのために励起光２０３は図３には図示されないものの、励起光２０３は存在している（例えば、図４を参照）。実際には、励起光２０３は、光２０３が一定して発光するよう、ほぼ一定して発光材料１０３を励起可能である。いかなる場合にも、レンズ１４３は円錐等として（例えば、光３０３がエタンデュを有する）発光される光３０３を集光し、レンズ１４３は光３０３を反射面２０９に向けて配向する。面２０９は、プリズム１４１のボディを通じて、回転軸におよそ直角に、光３０３を反射面２１１に向けて反射する。したがって、面２０９は、回転軸１０９に対して約４５°であってよい。したがって、プリズム１４１も、回転軸１０９に対しておよそ直角である（すなわち、光学系１０７の航路の回転半径に沿う）。

反射面２１１は、回転軸１０９に沿って配置され、プリズム１４１からの光３０３を、例えば出射面（及び／又は光学系１０７の出力）を通じて回転軸１０９に沿い、レンズ１５０に向けて反射するように構成され、レンズ１５０は光３０３を、ヒートシンク１０１の開口部を通じて、インテグレーター１５１の入力にフォーカスする。したがって、面２１１は、回転軸１０９に対して約４５°であってよい。また、フレーム１１１は、光３０３がフレーム１１１から出射できるよう、プリズム１４１とレンズ１５０との間に開口部等を含むことが理解される。

一部の実装において、光３０３は、円錐又はその他の形状を含むがこれに限定されない、複数の角度で発光されることができ、レンズ１４３、１５０及び面２０９、２１１の各々は光３０３の大部分及び／又は全体を集光するための寸法及び／又は形状及び／又は配置であってよい。例えば、図示のとおり、光３０３の境界はレンズ１４３を通過し、レンズ１４３は光３０３を面２０９へと伝達する。面２０９は、プリズム１４１のボディと同様に、光３０３の境界を含むための寸法及び配置にある。面２１１は同様に、光３０３の境界を含むための寸法及び配置にあり、これら境界はプリズム１４１のボディ内で平行にされることができる。別法として、プリズム１４１のボディ内の全反射が、光３０３を含んでよい。光３０３は通常、プリズム１４１を出射する際に平行にされ、光３０３はレンズ１５０に衝突するため、レンズ１５０の入射面は光３０３の境界よりも大きくてよい。レンズ１５０は通常、光３０３をインテグレーター１５１にフォーカスさせ、インテグレーター１５１は光３０３を集約して光３０３を投射光学系等に伝達する。

励起光２０３が光学系１０７を通じて発光材料１０３へと伝達される際、また、光学系１０７が光３０３を集光光学系に集光及び伝達する際、光学系１０７は発光材料１０３に対して回転している。光学系１０７の入力（例えば、プリズム１４０の１以上の入射面及び反射面２０５）及び出力（例えば、プリズム１４１の１以上の出射面及び反射面２１１）が回転軸１０９上に配置していることから、光学系１０７が回転経路上のどこに配置しているかにかかわらず、光学系１０７は励起光２０３を発光材料１０３へと伝達し、光３０３を集光光学系へと伝達する。つまり、各反射面２０５、２１１は回転軸１０９上に配置され、回転軸１０９を中心として回転する。更に、光学系１０７の入力と出力は、回転軸１０９をおよそ中心としてよい。したがって、光学系１０７が回転経路上のどこに配置しているかにかかわらず、面２０５は励起光２０３を光学系１０７に集光し、面２１１は光３０３を光学系１０７の外へ伝達する。

例えば、続いて、光学系１０７が図２及び３に対して１８０°回転された後のシステム１００を図示する図４を参照する。図４は確かに、図２及び３と略同様であり、同様の要素には同様の参照番号が付されている。しかしながら、図４においては、光学系１０７は、図２及び３の配置の反対側及び／又は１８０°離れた、回転経路上の配置へと回転されている。繰り返すと、光学系１０７の入力（例えば、プリズム１４０の１以上の入射面及び反射面２０５）及び出力（例えば、プリズム１４１の１以上の出射面及び反射面２１１）が回転軸１０９上に配置していることから、光学系１０７が回転経路上のどこに配置しているかにかかわらず、光学系１０７は励起光２０３を発光材料１０３へと伝達し、光３０３を集光光学系へと伝達する。

したがって、光学系１０７は以下のように構成される：図２及び４に示すとおり、面２０５を回転軸１０９に沿って配置させることで、励起光２０３を回転軸１０９に沿って受光する、光学系が回転している際、例えば面２０５、２０７を経由して、励起光２０３を１以上の発光材料１０３へと伝達する、図３及び４に示すとおり、励起光２０３により励起された１以上の発光材料１０３から発光された光３０３を例えばレンズ１４３を用いて集光する、及び図３及び３に示すとおり、１以上の発光材料１３から集光された光３０３を、例えばレンズ１４３及び面２０９、２１１を用いて、回転軸１０９へと、それにそって発光するように伝達する。

更に、図２〜４に図示されるとおり、光学系１０７が発光材料１０３に対して回転する際、図５に図示されるように、励起光２０３は発光材料１０３上に円形経路を描く。実際に、図５は、ヒートシンク１０１と発光材料１０３、ならびに励起光２０３が発光材料１０３に衝突する円形経路５０１を図示する。したがって、光３０３の生成、ならびに発熱とヒートシンク１０１への放熱は、経路５０１上でも起きる。ヒートシンク１０１は回転しないため、ヒートシンク１０１は、冷却材注入口５０３と冷却材排出口５０５とを含んでよい固定シールを有する固定ウォーターブロックを含んでよい。

更に、図１〜５では発光材料１０３がヒートシンク１０１の面積のほとんどを覆っているように図示されているが、発光材料１０３は帯状、例えば円形の帯状、に、経路５０１の周囲に配置されてよい。実際には、発光材料１０３はヒートシンク１０１上でいかなる形状を有してもよいが、発光材料１０３の一部は通常、経路５０１の範囲内で円対称である。

当業者であれば、更に他の実装や変形が可能であることを理解するであろう。例えば、システム１００は、ヒートシンク１０１を光学系１０７に対して移動させるための装置を更に含んでよい。このような装置（図示せず）は、ヒートシンク１０１のより広い面積に熱を放熱させるため、１以上のフレーム１１１とヒートシンク１０１とを、互いに平行な１以上の方向に直線状に移動させ経路５０１を螺旋状等にするように構成されてよいリニアモーター等を含んでよい。ヒートシンク１０１は回転しないため、直線状に変換された場合においても、図５のように、ヒートシンク１０１のウォーターブロックと共に固定ウォーターシールを用いることができる。

更に別の実装において、発光材料は、発光材料の赤色光発光セグメント及び緑色光発光セグメントとを含んでよい。例えば、ヒートシンク１０１と同様のヒートシンク６０１と、ヒートシンク６０１の環状に連続したセグメント上に配置された発光材料６０３Ｒ、６０３Ｇを図示する図６を参照する。発光材料６０３Ｒは赤色光を発光するように構成され、発光材料６０３Ｇは緑色光を発光するように構成されている。以下、発光材料６０３Ｒ、６０３Ｇは、相互交換可能に発光材料６０３と呼ばれる。ヒートシンク６０１及び発光材料６０３は、赤色光と緑色光の混合光を生成するために、システム１００において、ヒートシンク１０１及び発光材料１０３の代わりに用いることができる。発光材料６０３はくさび形に図示されているが、別法として、発光材料６０３は発光材料の帯の各部であってもよい。更に、赤色光と緑色光の発光材料が図示されているが、別の実装において、発光材料６０３は赤色、緑色、及び青色光の発光材料を含んでよく、３つの発光材料を組み合わせた際に白色光が生成されるようにしてもよい。

別法として、ヒートシンク６０１及び発光材料６０３Ｒ、６０３Ｇは、白色光を生成するためにシステム１００と同様のシステムで用いられてよい。例えば次に、システム１００と略同様のシステム６００を図示し、「１」の代わりに「６」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図７を参照する。したがって、システム６００は：ヒートシンク６０１と、ヒートシンク６０１上に配置された１以上の発光材料６０３（すなわち発光材料６０３Ｒ、６０３Ｇ）と、１以上の発光材料６０３に対して、１以上の発光材料６０３の軸６０５と同軸である回転軸６０９を中心に回転するように構成された光学系６０７と、を含む。システム６００は、フレーム６１１、軸受け６１３、モーター６１５、カウンターバランス６１６、レーザー６１７（単純化のため１つのレーザーのみ図示するが、他の実装においてはシステム６００は２以上のレーザーを含んでよい）、１以上のレンズ６５０、及びインテグレーター６５１を更に含む。レーザー６１７は、青色励起光６７３を発光する青色レーザーを含んでよい。

光学系６０７は、反射面６６５、６６７、６６９、６７１を有するプリズム６４０、６４１と、レンズ１４３と同様のレンズ６４３を含む。反射面６６７、６６９はそれぞれ、反射面２０７、２０９と同様である。しかしながら、反射面６６５はレーザー６１７から発光される励起光６７３の部分６７４を反射するように構成され、その部分６７５を面６７１に向かって透過させる。面６７１は、回転軸６０９に沿って面６６５と整列され、面６７１は発光材料６０３から発光された光６８３（すなわち、赤色光と緑色光）を反射し、部分６７５（すなわち、青色光）を透過させて少なくともインテグレーター６５１において、光６８３と組み合わせて、例えば投影システムにおいて、用いられる白色光を生成するように構成される。それ以外は、反射面６６５、６７１は反射面２０５、２１１とそれぞれ同様である。

更に別の実装においては、プリズム１４０、１４１は１以上のミラー及び１以上のダイクロイックミラーで代替されてよい。例えば次に、システム１００と略同様のシステム８００を図示し、「１」の代わりに「８」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図８を参照する。したがって、システム８００は：ヒートシンク８０１と、ヒートシンク８０１上に配置された１以上の発光材料８０３と、１以上の発光材料８０３に対して、１以上の発光材料８０３の軸８０５と同軸である回転軸８０９を中心に回転するように構成された光学系８０７と、を含む。システム８００は、フレーム８１１、軸受け８１３、モーター８１５、カウンターバランス８１６、レーザー８１７、８２７、１以上のレンズ８５０、及びインテグレーター８５１を更に含む。

しかしながら、システム１００と比較して、光学系８０７はレンズ１４３と同様のレンズ８４３と、プリズム１４０、１４１ではなくミラー８６５、８６７、８６９、８７１を含む。ミラー８６５、８６７、８６９、８７１は、面２０５、２０７、２０９、２１１と同様の位置に配置される。ミラー８６５、８６７は、プリズム１４０の長さと同様の距離で離間され、ミラー８６９、８７１は、プリズム１４１の長さと同様の距離で離間される。更に、ミラー８６５、８６７、８７１の各々は、反射ミラー及び／又はダイクロイックミラーを含んでよく、ミラー８６９は、ミラー８６７から反射されてレンズ８４３に向かう励起光を透過させ、発光材料８０３からレンズ８４３を通じて受光された光をミラー８７１に向けて反射するダイクロイックミラーを含む。したがって、ミラー８６５、８６７、８６９、８７１はプリズム１４０、１４１と同様の機能を有し、レーザー１１７、１２７からの励起光が、ガラス及び／又はプラスチック及び／又はその他の固形の光学材料ではなく、その間の空気中を進むことから、プリズム１４０、１４１よりも効率的であり得る。

ここまで、回転光学系が２つのプリズム及び／又は４つのミラーを有する実装が説明されてきたが、その他の光学系も本明細書の範囲に含まれる。

例えば次に、システム１００と略同様のシステム９００を図示し、「１」の代わりに「９」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図９を参照する。したがって、システム９００は：ヒートシンク９０１と、ヒートシンク９０１上に配置された１以上の発光材料９０３と、１以上の発光材料９０３に対して、１以上の発光材料９０３の軸９０５と同軸である回転軸９０９を中心に回転するように構成された光学系９０７と、を含む。システム９００は、フレーム９１１、軸受け９１３、モーター９１５、カウンターバランス９１６、１以上のレーザー９１７、１以上のレンズ９５０、及びインテグレーター９５１を更に含む。しかしながら、システム１００と比較して、レーザー９１７はヒートシンク９０１の光学系９０７とは逆側に配置され、レンズ９５０とインテグレーター９５１はヒートシンク９０１の光学系９０１と同じ側に配置される。つまり、システム１００のレーザー１１７及びインテグレーター１５１と比較して、システム９００においては、光学系９０７及びインテグレーター９５１の配置が逆になっている。したがって、レーザー９１７からの励起光９８３（図９の実線）の光路は、ヒートシンク６０１の開口部を通過する。

更に、光学系９０７は、レンズ１４３と同様のレンズ９４３、ダイクロイックミラー９６５、９７１、及びプリズム１４０、１４１ではなくミラー９６７を含む。ダイクロイックミラー９６５、９７１はダイクロイック構造と呼ばれてもよい。ダイクロイックミラー９６５は回転軸９０５上に位置し、ダイクロイックミラー９６５がレーザー９１７からの光９８３を回転軸９０５から離間してミラー９６７に向かうように反射するためにレーザー９１７と整列され、ミラー９６７は励起光９８３をレンズ９４３を通じて発光材料９０３に向けて反射する。そして発光材料９０３は励起され光３０３と同様の光９９３を発光し、レンズ９４３によって、これが集光されてミラー９６７に伝達され、ミラー９６７が光９８３をダイクロイックミラー９７１に向けて反射し、ダイクロイックミラー９７１が光９８３を回転軸９０９に沿ってフレーム９１１から出てレンズ９５０に向けて反射し、レンズ９５０が光９９３をインテグレーター９５１の入力へと伝達及び／又はフォーカスする。

したがって、ダイクロイックミラー９６５、９７１の各々は回転軸９０９上に配置され、回転軸９０９をおよそ中心とし、回転軸９０９に対してそれぞれ約４５°である。更に、ダイクロイックミラー９６５は励起光９８３を反射し、光９８３がレーザー９１７に伝達し返されないよう、光９８３には透過的である。一部の実装において、システム６００において、と同様に、少なくともインテグレーター９５１において、励起光９８３の一部が光９９３と混合されるよう、ダイクロイックミラー９６５は励起光９８３について部分的に透過的である。ダイクロイックミラー９７１は光９９３を反射し、励起光９８３には透過的である。

一部の実装において、励起光９８３をダイクロイックミラー９６５上により良くフォーカスするために、レンズなどは、レーザー９１７とダイクロイックミラー９６５との間の励起光９８３の光路上に配置されてよい。更に別の実装において、システム９００は（レンズ９５０に追加して）光９９３（もしくは励起光９８３の一部）を集光光学系等に向けて反射するためのミラー等を含んでよい。

ここまで、１以上のレーザーと集光光学系が、ヒートシンク及び回転光学系の両側に配置されている実装が説明されてきたが、本明細書は、１以上のレーザーと集光光学系が、ヒートシンク及び回転光学系の同じ側に配置されてよい実装を含む。

例えば次に、システム１００と略同様のシステム１０００を図示し、「１」の代わりに「１０」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１０を参照する。したがって、システム１０００は、ヒートシンク１００１と、ヒートシンク１００１上に配置された１以上の発光材料１００３と、１以上の発光材料１００３に対して、１以上の発光材料１００３の軸１００５と同軸である回転軸１００９を中心に回転するように構成された光学系１００７と、を含む。システム１０００は、フレーム１０１１、軸受け１０１３、モーター１０１５、カウンターバランス１０１６、１以上のレーザー１０１７、１以上のレンズ１０５０、及びインテグレーター１０５１を更に含む。しかしながら、システム１００と比較して、レーザー１０１７、１以上のレンズ１０５０、及びインテグレーター１０５１はヒートシンク１００１の同じ側に配置される。

システムは更に、レーザー１０１７から発光された励起光１０８３の光路と、発光材料１００３から発光されて後述のように光学系１００７と回転軸１００９によって、インテグレーター１０５１へ伝達される光１０９３の光路との交点に配置された固定ダイクロイックミラー１０７０を含む。一部の実装において、システム１０００はシステム６００と同様に、励起光１０８３の一部をインテグレーター１０５１に向けて反射させて光１０９３と組み合わせ、励起光１０８３の残りの部分を光学系１００７に向けて伝達するように構成されたダイクロイック構造を少なくとも含んでよい。

光学系１００７は、回転軸１００９上に配置された（及び、回転軸１００９を中心とした）ミラー１０６５と、回転軸１００９から直角に配置されたミラー１０６７とを含み、ミラー１０６５は励起光１０８３をミラー１０６７に向けて、またミラー１０６７から受光された反射光１０９３をインテグレーター１０５１及び／又は集光光学系に向けて反射する、等構成される。ミラー１０６７はミラー１０６５から反射された励起光１０８３を発光材料１００３に向けて反射するよう、また発光材料１００３から受光された反射光１０９３を（レンズ１０４３により集光された際に）ミラー１０６５に向けて反射するように構成される。ミラー１０６５、１０６７の各々は、回転軸１００９に対して約４５°であってよい。一部の実装において、ミラー１０６５、１０６７は、システム１００において、と同様にプリズムにより代替されてよい。

つまり、励起光がその回転軸に沿って受光され、また、発光材料から集光された光が回転軸へとそれに沿って発光するように伝達し返される限り、幅広い種類の回転光学系が本実装の範囲に含まれる。

本明細書は、ヒートシンクの異なる部分に配置される２以上の発光材料を更に含んでよく、２以上の発光材料の各々が軸を中心に円対称であり、光学系が、光学系が回転するに従って２以上の発光材料の各々に励起光を伝達するよう更に構成される。更に、回転光学系は、１以上の発光材料の２以上の異なる部分（例えば１以上の場所）に励起光を伝達する、励起光で励起された２以上の異なる部分から発光された光を集光する、及び２以上の異なる部分から集光された光を、回転軸へと、それに沿って発光するように伝達する、よう更に構成されてよい。

例えば次に、システム９００と略同様のシステム１１００を図示し、「９」の代わりに「１１」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１１を参照する。したがって、システム１１００は：ヒートシンク１１０１と、ヒートシンク１１０１上に配置された１以上の発光材料１１０３−１、１１０３−２と、１以上の発光材料１１０３−１、１１０３−２に対して、１以上の発光材料１１０３−１、１１０３−２の軸１１０５と同軸である回転軸１１０９を中心に回転するように構成された光学系１１０７と、を含む。システム１１００は、フレーム１１１１、軸受け１１１３、モーター１１１５、カウンターバランス１１１６、１以上のレーザー１１１７、１以上のレンズ１１５０、及びインテグレーター１１５１を更に含む。しかしながら、システム９００と比較して、システム１１００は軸１１０５を中心にそれぞれ円対称である２つの発光材料１１０３ー１、１１０３−２を含む。例えば、ヒートシンク９０１及び／又はヒートシンク１０１と同様のヒートシンク１１０１、ならびに軸１１０５を中心としたそれぞれ異なる半径範囲に配置される発光材料１１０３−１、１１０３−２の正面斜視図を図示する図１２を参照すると、発光材料１１０３−１が発光材料１１０３−２よりもより大きい半径を有する。更に別の実装においては、システム１１００は、２を超える発光材料を、ヒートシンク１１０１上で円対称に、それぞれ異なる半径範囲に含んでよい。

更に図１１を参照すると、光学系１００７は概して：レーザー１１１７からの励起光１１８３を、回転軸１１０９からみて異なる半径範囲にある２以上の発光材料１１０３ー１、１１０３−２へ伝達する、励起光１１８３により励起された２以上の発光材料１１０３ー１、１１０３−２から発光された光１１９３ー１、１１９３−２を集光する、及び２以上の発光材料１１０３ー１、１１０３−２から集光された光１１９３ー１、１１９３−２を回転軸１１０９へと、それに沿って発光するように伝達する、ように構成される。

更に、光学系１００７はダイクロイックミラー９６５、９７１の組み合わせと同様のダイクロイック構造１１６５と、ミラー９６７と同様のミラー１１６７と、レンズ９４３と同様のレンズ１１４３−１を含み、更なるミラー１１６７とレンズ１１４３−１は、ダイクロイック構造１１６５からの励起光１１８３を受光し、励起光１１８３を発光材料１１０３−１に伝達し、励起光１１８３により励起された際に発光される発光材料１１０３−１からの光１１９３−１を集光し、光１１９３−１をインテグレーター１１５１に伝達するダイクロイック構造１１６５に光１１９３−１を伝達するように構成される。

しかしながら、光学系９０７と比較して、光学系１１０７は、ダイクロイック構造１１６５とミラー１１６７との間の励起光１１８３の光路上に配置される第２ダイクロイック構造１１６８と、第２レンズ１１４３−２を更に含む。第２ダイクロイック構造１１６８は、励起光１１８３の一部を発光材料１１０３−２（及びレンズ１１４３−２）に向けて伝達し、励起光１１８３の残りの部分をミラー１１６７に伝達するように構成される。したがって、ダイクロイック構造１１６８は、発光材料１１０３−２と同様の半径範囲で、ダイクロイック構造１１６５とミラー１１６７との間に配置される。更に、レンズ１１４３−２は、発光材料１１０３−２から発光された光１１９３−２を集光し、光１１９３−２をダイクロイック構造１１６８に伝達するように構成される。したがって、ダイクロイック構造１１６８は、光１１９３−２をダイクロイック構造１１６５へ反射する、及び／又はミラー１１６７から受光した光１１９３−１を組み合わせて組み合わせ光１１９３（光１１９３−１と１１９３−２を含む）をインテグレーター１１５１に伝達するよう更に構成される。

実際には、更に別の実装において、システム１１００はヒートシンク１１０１上に配置された異なる半径範囲の２以上の発光材料を含んでよく、光学系１１０７はそれぞれミラー１１６７とダイクロイック構造１１６５との間に配置される対応するレンズとダイクロイック及び／又は反射構造とを含んでよい。

更に別の実装においては、回転光学系は励起光を、発光材料の２以上の異なる部分、例えば回転光学系の回転軸から異なる方向で、同一又は異なる半径範囲、に伝達するように構成されてよい。

例えば次に、システム９００と略同様のシステム１３００を図示し、「９」の代わりに「１３」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１３を参照する。したがって、システム１３００は：ヒートシンク１３０１と、ヒートシンク１３０１上に配置された１以上の発光材料１３０３と、１以上の発光材料１３０３に対して、１以上の発光材料１３０３の軸１３０５と同軸である回転軸１３０９を中心に回転するように構成された光学系１３０７と、を含む。システム１３００は、フレーム１３１１、軸受け１３１３、モーター１３１５、１以上のレーザー１３１７、１以上のレンズ１３５０、及びインテグレーター１３５１を更に含む。しかしながら、システム９００と比較して、システム１３００は軸１３０５を中心にそれぞれ円対称である１以上の発光材料１３０３を含む。

更に、光学系９０７と比較して、光学系１３０７は概して：発光材料１３０３の２以上の異なる部分に、レーザー１３１７からの励起光１３８３を伝達する、励起光１３８３により励起された発光材料１３０３から発光された光１３９３ー１、１３９３−２を集光する、及び発光材料１３０３から集光された光１３９３ー１、１３９３−２を回転軸１３０９へと、それに沿って発光するように伝達する、ように構成される。

例えば、光学系１３０７はダイクロイックミラー９６５、９７１の組み合わせと同様のダイクロイック構造１３６５を含むが、ダイクロイック構造１３６５は励起光１３８３を２つの異なる方向に伝達するように構成される：図示のとおり、ダイクロイック構造１３６５は励起光１３８３を互いに約１８０°離れた２つの異なる方向に伝達するように構成されるが、他の実装においては、ダイクロイック構造１３６５は励起光１３８３を互いに約１８０°ではない異なる方向に伝達するように構成されてよい。

光学系１３０７は、ミラー９６７と同様のミラー１３６７−１と、レンズ９４３と同様のレンズ１３４３−１を更に含む。しかしながら、光学系１３０７は、ミラー９６７と同様のミラー１３６７−２と、レンズ９４３と同様のレンズ１３４３−２を更に含むが、ミラー１３６７−１とレンズ１３４３−１とは異なる励起光１３８３の光路上に配置される。それ以外の点では、ミラー１３６７−２とレンズ１３４３−２はそれぞれ、ミラー１３６７−２とレンズ１３４３−２と同様の機能を有する。したがって、光１３９３−１、１３９３−２は、レンズ１３４３−１、１３４３−２のそれぞれと隣接する配置にある発光材料１３０３により生成される。発光材料１３０３から、レンズ１３４３−１は光１３９３−１を集光し、レンズ１３４３−２は光１３９３−２を集光する。更に、ミラー１３６７−１、１３６７−２はそれぞれ光１３９３−１、１３９３−２をダイクロイック構造１３６５に伝達し、ダイクロイック構造１３６５は光１３９３−１、１３９３−２を組み合わせて、組み合わせ光１３９３をインテグレーター１３５１及び／又は集光光学系に向けて反射する。したがって、ダイクロイック構造１３６５は、励起光１３８３を複数部分に分割し、各部分を異なる方向に反射し、発光材料１３０３から発光された最終的な光１３９３−１、１３９３−２を受光して組み合わせるダイクロイックミラーの組み合わせを含む。

更に、ミラー１３６７−１、１３６７−２は、同じ半径範囲、又は、発光材料１３０３の異なる領域が励起光１３８３により励起されるよう、それぞれ異なる半径範囲に配置されてよい。ミラー１３６７−１、１３６７−２が同じ半径範囲に配置されつつも、互いに１８０°離れている場合、光学系１３０７は円対称であることができ、上述のシステムと比較して、システム１３００からカウンターバランスを省略できる。しかしながら、ミラー１３６７−１、１３６７−２がそれぞれ異なる半径範囲に配置される場合、及び／又は１８０°以外の角度に位置している場合、及び／又は光学系１３０７が円対称でない場合、システム１３００は、上述のシステムと同様に、カウンターバランスを更に含んでよい。

図１〜１３に図示される実装は、要望通りに組み合わせられてよいことが更に理解される。例えば、回転光学系は同じ又は異なる側に配置されたレーザー及び集光光学系によって、励起光を、同じ及び／又は異なる方向で、発光材料の異なる領域へ、同じ又は異なる半径範囲にある１以上の発光材料へ、ミラー、ダイクロイックミラー、プリズム等を用いて伝達できる。

ここまでに記載されたシステムにおいて、ヒートシンクの表面と１以上の発光材料とが、軸を中心に対称である円環（アニュラス）を含んでよく、光学系が表面に沿って回転するよう更に構成される。具体的には、ここまでに記載されたヒートシンクは、軸を中心に対称である環状体（トロイド）を含む。更に、ここまでに記載された光学系は、以下のうち１以上を行うように構成される：環状体（トロイド）を通じて励起光を受光する、及びトロイドを通じて１以上の発光材料から集光された光を伝達する、のうち１以上を行うように構成される。一部の実装において、回転光学系は、光学系の第１側から励起光を受光し、かつ、１以上の発光材料から集光された光を第１側を通じて伝達し返すよう更に構成される。更に別の実装において、回転光学系は、光学系の第１側から励起光を受光し、かつ、１以上の発光材料から集光された光を第１側の反対側の第２側を通じて伝達するよう更に構成される。

しかしながら、その他の形状が本実装の範囲に含まれる。例えば、ヒートシンクが円筒を含んでよく、１以上の発光材料が円筒の内面に配置されてよく、光学系（上述の回転光学系と同様）が円筒内で回転するように構成される。

例えば、システム１４００の部分切断斜視図を示す図１４を次に参照する。システム１４００は：円筒形のヒートシンク１４０１と、円筒形のヒートシンク１４０１の内部に配置される１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３であって、１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３の少なくとも一部が例えばヒートシンク１４０１の長手軸である軸１４０５の周囲で円対称であり、ヒートシンク１４０１と１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３が回転可能に固定されている、発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３、及び１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３に対して、１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３の軸１４０５と同軸である回転軸１４０９を中心に回転するように構成された光学系１４０７と、を含む。以下、１以上の発光材料１４０３−１、１４０３−２、１４０３−３は、相互交換可能に集合的に発光材料１４０３、一般に発光材料１４０３と呼ばれる。システム１４００はヒートシンク１４０１の内部で円対称に配置された３つの発光材料１４０３を含むが、他の実装においては３つよりも少ない、もしくは３つよりも多い発光材料１４０３を含んでよい。図示のとおり、３つの発光材料１４０３は励起光により励起されると赤色光、緑色光、及び青色光を発光する。

図１４には図示されないが、システム１４００はレーザー１１７と同様の１以上のレーザー、及びレンズ１５０、インテグレーター１５１等と同様であってよい集光光学系を更に含む。
同じく図示されないが、システム１４００はモーターと、光学系１４０７、軸受け、カウンターバランスを含むボディ及び／又はフレームとを更に含んでよく、モーターは回転軸１４０９を中心に光学系を回転させるように構成される。

光学系１４０７は、それぞれレンズ１４３と同様のレンズ１４４３−１、１４４３−２、１４４３−３と、ダイクロイック構造１４６５−１、１４６５−２、１４６５−３を含む。以下、レンズ１４４３−１、１４４３−２、１４４３−３は、相互交換可能に集合的にレンズ１４４３、一般にレンズ１４４３と呼ばれる。同様に、ダイクロイック構造１４６５−１、１４６５−２、１４６５−３は、相互交換可能に集合的にダイクロイック構造１４６５、一般にダイクロイック構造１４６５と呼ばれる。光学系１４０７は、各発光材料１４０３に対し、一組のレンズ１４４３及び対応するダイクロイック構造１４６５を含む。各ダイクロイック構造１４６５は、ダイクロイック構造１３６５と同様であり、回転軸１４０９上に配置され、これに整列されるが、ダイクロイック構造１４６５−３以外の各ダイクロイック構造１４６５は、励起光が回転軸１４０９に沿って各ダイクロイック構造１４６５に分散されるように、励起光１４８３に対して少なくとも部分的に透過的である。各ダイクロイック構造１４６５はその後、励起光１４８３をそれぞれのレンズ１４４３を通じてそれぞれの発光材料１４０３に向けて反射し、励起光１４８３がそれぞれの発光材料１４０３を励起して光１４９３を発光させる。光１４９３は、それぞれのレンズ１４４３により集光され、それぞれのダイクロイック構造１４６５に伝達され、ダイクロイック構造１４６５は光１４９３を回転軸１４０９に沿って集光光学系に向けて反射する。したがって、各ダイクロイック構造１４６５は先行するダイクロイック構造から受光した光１４９３を透過させるように構成される。

更に、青色発光材料を含まない実装において、最終ダイクロイック構造１４６５（例えば、ダイクロイック構造１４６５−３）は、青色励起光が緑色光、赤色光、及び／又は発光材料１４０３により生成された任意の色と混合されて、システム６００において、と同様に、黄色光、赤外光等を含むがこれらに限定されない白色光を生成可能であるように、励起光１４８３に対して少なくとも部分的に透過的であってよい。

光学系１４０７がヒートシンク１４０１の内部を中心に回転すると、励起光１４８３が発光材料１４０３を環状に励起して、発熱をヒートシンク１４０１の内部に分散する。

更に、ヒートシンク１４０１は回転可能に固定されているものの、ヒートシンク１４０１は直線的に変換されて、励起される発光材料１４０３の表面積と、それに伴って熱分散の面積を増加させることができる。

ヒートシンクが円筒を含む他の実装において、１以上の発光材料が円筒の外面に配置されてよく、回転光学系が円筒の外面の周囲を回転するように構成されてよい。つまり、このようなシステムはシステム１４００と同様であるが、回転光学系が外面の周囲を回転する。このような実装において、回転光学系は、回転軸に沿って励起光を受光し、励起光をダイクロイック構造へ伝達し、ダイクロイック構造から受光した発光材料により発光された光を伝達するためのミラーを含む。

例えば、システム１５００の部分切断斜視図を示す図１５を次に参照する。システム１４００は、円筒形のヒートシンク１５０１と、円筒形のヒートシンク１５０１の外部に配置される１以上の発光材料１５０３であって、１以上の発光材料１５０３の少なくとも一部が例えばヒートシンク１５０１の長手軸である軸１５０５の周囲で円対称であり、ヒートシンク１５０１と１以上の発光材料１５０３が回転可能に固定されている、発光材料１５０３、及び１以上の発光材料に対して、１以上の発光材料１５０３の軸１５０５と同軸である回転軸１５０９を中心に回転するように構成された光学系１５０７と、を含む。システム１５００はヒートシンク１５０１の外部で円対称に配置された１つの帯状の発光材料１５０３を有するよう図示されるが、他の実装においては、システム１４００において、と同様に、１よりも多い発光材料１５０３を含んでよい。更に、帯状の発光材料１５０３は、帯の周囲に配置される１よりも多い発光材料を含んでよい。

図１５には図示されないが、システム１５００はレーザー１１７と同様の１以上のレーザー、及びレンズ１５０、インテグレーター１５１等と同様であってよい集光光学系を更に含む。
同じく図示されないが、システム１５００はモーターと、光学系１５０７、軸受け、カウンターバランスを含むボディ及び／又はフレームとを更に含んでよく、モーターは回転軸１５０９を中心に光学系を回転させるように構成される。

光学系１５０７は、それぞれレンズ１４３と同様のレンズ１５４３、ダイクロイック構造１５６５、及びミラー１５７０、１５７１、１５７２、１５７３を含む。１組のレンズ１５４３と対応するダイクロイック構造１５６５だけが図示されているが、システム１５００が１よりも多い帯状の発光材料を含む実装においては、システム１５００は各帯状の発光材料について１組のレンズとダイクロイック構造を含んでよい。ダイクロイック構造１５６５はダイクロイック構造１３６５と同様であり、回転軸１５０９上に配置され、これに整列される。一部の実装において、ダイクロイック構造１５６５は、励起光１５８３の少なくとも一部が光学系１５０７の外へ伝達されるように、励起光１５８３に対して少なくとも部分的に透過的である。１よりも多いダイクロイック構造と１よりも多い帯状の発光材料が存在する場合、ダイクロイック構造の性質はダイクロイック構造１４６５と同様であってよい。

いかなる場合にも、励起光１５８３は、回転軸１５０９上に配置され、それを中心とするミラー１５７０で受光される。ミラー１５７０は励起光１５８３を、励起光をダイクロイック構造１５６５へと反射するミラー１５７１に向けて反射するように構成される。ダイクロイック構造１５６５は、励起光１５８３の少なくとも一部を、レンズ１５４３を通じて発光材料１５０３に配向し、発光材料１５０３により発光された光１５９３は、光１５９３をダイクロイック構造１５６５へと伝達するレンズ１５４３により集光される。ダイクロイック構造１５６５は、光１５９３をミラー１５７２に配向し、ミラー１５７２は光１５９３（もしくはダイクロイック構造１５６５により透過された励起光１５８３の一部）を、回転軸１５０９上に配置され、それを中心とするミラー１５７３へと反射する。ミラー１５７３は、光学系１５０７から出射した光１５９３を集光光学系に向けて配向する。

他の実装においては、ミラー１５７０、１５７３が、励起光１５８３に対して少なくとも部分的に透過的であってよく、励起光１５８３の一部は、励起光１５８３を光１５９３と組み合わせるためにミラー１５７０、１５７３を通じて透過される。

上述のとおり、光学系１５０７（ミラー１５７０、１５７１、１５７２、１５７３を含む）は、励起光１５８３の入力経路（もしくは出力経路）と光１５９３の出力経路とが回転軸１５０９に沿って固定されるよう、回転軸１５０９を中心に回転し、その際、発光材料１５０３がその周辺に沿って励起されてヒートシンク１５０１上で発熱を分散する。

当業者であれば、更にもっと他の実装や変形が可能であることを理解するであろう。例えば次に、システム１３００と略同様のシステム１６００を図示し、「１３」の代わりに「１６」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１６を参照する。したがって、システム１６００は：ヒートシンク１６０１と、ヒートシンク１６０１上に配置された１以上の発光材料１６０３と、１以上の発光材料１６０３に対して、１以上の発光材料１６０３の軸１６０５と同軸である回転軸１６０９を中心に回転するように構成された光学系１６０７と、を含む。システム１６００は、フレーム１６１１、軸受け１６１３、モーター１６１５、１以上のレーザー１６１７、１以上のレンズ１６５０、及びインテグレーター１６５１を更に含む。

更に、光学系１６０７は概して：発光材料１６０３の２以上の異なる部分に、レーザー１６１７からの励起光１６８３を伝達する、励起光１６８３により励起された発光材料１６０３から発光された光１６９３ー１、１６９３−２を集光する、及び発光材料１６０３から集光された光１６９３ー１、１６９３−２を回転軸１６０９へと、それに沿って発光するように伝達する、ように構成される。

光学系１６０７は、それぞれレンズ１３４３−１、１３４３−２及びミラー１３６７−１、１３６７−２と同様の、レンズ１６４３−１、１６４３−２及びミラー１６６７−１、１６６７−２を含む。しかしながら、光学系１３０７と比較して、光学系１６０７は、ダイクロイック構造１３６５に代えて、ビームスプリッター１６４０、ミラー１６４１−１、１６４１−２、及びビームコンバイナー１６６５を含む。例えば、ビームスプリッター１６４０は、レーザー１６１７からの励起光１６８３を両ミラー１６４１−１、１６４１−２へと分割及び／又は反射するように構成されるミラーを含む。したがってビームスプリッター１６４０は、互いに約９０°である２つのミラーで形成され、レーザー１６１７と、レンズ１６４３−１、１６４３−２への入射口により形成される面との間の回転軸１６０９を中心とするコーナーミラーを含んでよい。

いずれの場合にも、ビームスプリッター１６４０は、レーザー１６１７からミラー１６９３−１、１６９３−２へと励起光１６８３を伝達するように構成され、各ミラーは励起光１６８３を発光材料１６０３へと伝達する。発光材料１６０３は光１６９３−１、１６９３−２を発光し、これら光はそれぞれ、ミラー１６４１−１、１６４１−２からレンズ１６４３−１、１６４３−２へと透過され、レンズ１６４３−１、１６４３−２は光１６９３−１、１６９３−２をビームコンバイナー１６６５へと伝達する。したがって、ミラー１６４１−１、１６４１−２の各々は、励起光１６８３を反射しかつ発光材料１６０３により発光された光１６９３を透過するように構成されたダイクロイックミラーを含む。

ビームコンバイナー１６６５はビームスプリッター１６４０と略同様であるが、ビームコンバイナー１６６５は、ミラー１６６７−１、１６６７−２の各々から光１６９３−１、１６９３−２を受光し、光１６９３−１、１６９３−２を光１６９３として組み合わせ、更に光１６９３をレンズ１６５０とインテグレーター１６５１とへ伝達するように構成される。

したがって、図示のとおり、光学系１６０７は励起光１６８３を発光材料１６０３上の２つの点（すなわち、光学系１６０７が回転する際の２つの回転経路）へ伝達し、それにより、発光材料１６０３のより広い範囲へと発熱を拡散する。この２つの点及び／又は回転経路は、同様の領域、又は異なる半径範囲にあってもよい。

一部の実装において、フレーム１６１１はビームスプリッター１６４０、ミラー１６４１−１、１６４１−２、及びビームコンバイナー１６６５を含んでよい。いずれにせよ、ビームスプリッター１６４０及びミラー１６４１−１、１６４１−２は、残りの光学系１６０７と共に回転するように構成される。

更に、一部の実装において、ビームスプリッター１６４０とビームコンバイナー１６６５はそれぞれ２よりも多いミラーを含んでよい。例えば、ビームスプリッター１６４０とビームコンバイナー１６６５の各々は３つのミラー（例えば鏡張りの立方体の角）を含んでよく、光学系１６０７は、レンズ１６４３−１とミラー１６４１−１、１６６７−１との組み合わせと同様の３組の光学系を含む。したがって、これらの実装において、発熱は発光材料１６０３上の、同様の及び／又は異なる半径範囲にあってよい３つの点及び／又は回転経路へ拡散される。更に、各経路が異なる半径範囲にある場合、発光材料１６０３上の各経路は、同様及び／又は異なる発光材料を含んでよい。

ここまで、発光材料がヒートシンクの片側に配置されている実装が解説されてきた。しかしながら、本明細書に記載の技術、装置、及びシステムは、発光材料が両側に配置されているヒートシンクに適用可能である。例えば次に、システム１６００と略同様のシステム１７００を図示し、「１６」の代わりに「１７」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１７を参照する。したがって、システム１７００は、ヒートシンク１７０１と、ヒートシンク１７０１の対向する側に配置され、励起された際それぞれ異なる波長の光を発光するように構成された２以上の発光材料１７０３−１、１７０３−２（以下、集合的に発光材料群１７０３と呼ばれ、一般に発光材料１７０３と呼ばれる）、１以上の発光材料１７０３に対して、１以上の発光材料１７０３の軸１７０５と同軸である回転軸１７０９を中心に回転するように構成された光学系１７０７と、を含む。システム１７００は、フレーム１７１１、軸受け１７１３、モーター１７１５、１以上のレーザー１７１７、１以上のレンズ１７５０、及びインテグレーター１７５１を更に含む。フレーム１７１１は、ヒートシンク１７０１の各側に１つずつ、２つの部分に分かれて図示され、フレーム１７１１の一の部分が軸受け１３１３上でモーター１７１５により回転された際にフレーム１７１１の他の部分も回転するような形で回転可能に接続されていると想定される。このような回転接続は、例えばヒートシンク１７０１の開口部を通じて、及び／又はその周囲において、の、機械的接続等を通じて発生できる。別法として、システム１７００はフレーム１７１１の各部分を開店させるためのモーターを含んでよい。

更に、光学系１７０７は概して：発光材料１７０３の４以上の異なる部分、すなわちヒートシンク１７０１の各側に２つずつある部分に、レーザー１７１７からの励起光１７８３を伝達する、励起光１７８３により励起された発光材料１７０３から発光された光１７９３−１、１７９３−２、１７９３−３、１７９３−４を集光する、及び発光材料１７０３の４以上の異なる部分から集光された光１７９３ー１、１７９３−２、１７９３−３、１７９３−４を回転軸１７０９へと、それに沿って発光するように伝達する、ように構成される。

光学系１７０７は、ビームスプリッター１７４０−１、１７４０−２（以下集合的にビームスプリッター１７４０と呼ばれ、一般にビームスプリッター１７４０と呼ばれる）、ミラー１７４１−１、１７４１−２、１７４１−３、１７４１−４（以下集合的にミラー１７４１と呼ばれ、一般にミラー１７４１と呼ばれる）、レンズ１７４３−１、１７４３−２、１７４３−３、１７４３−４（以下集合的にレンズ１７４３と呼ばれ、一般にレンズ１７４３と呼ばれる）、ビームコンバイナー１７６５−１、１７６５−２（以下集合的にビームコンバイナー１７６５、一般にビームコンバイナー１７６５と呼ばれる）、及びミラー１７６７−１、１７６７−２、１７６７−３、１７６７−４（以下集合的にミラー１７６７と呼ばれ、一般にミラー１７６７と呼ばれる）を含む。

ミラー１７４１−１、１７４１−２の各々は、レーザー１７１７からの励起光１７８３を反射しかつ発光材料１７０３−１から発光された光１７９３−１、１７９３−２を透過するように構成されたダイクロイックミラーを含む一方で、ミラー１７４１−３、１７４１−４の各々は励起光１７８３を反射するように構成されたミラーを含む。同様に、ミラー１７６７−１、１７６７−２の各々は、発光材料１７０３−１から発光された光１７９３−１、１７９３−２を反射するように構成されたミラーを含む一方で、ミラー１７６７−３、１７６７−４の各々は励起光１７８３を透過させかつ発光材料１７０３−１から発光された光１７９３−３、１７９３−４を反射するように構成されたダイクロイックミラーを含む。

それ以外の点においては、ビームスプリッター１７４０、ミラー１７４１、レンズ１７４３、ビームコンバイナー１７６５、及びミラー１７６７はそれぞれ、ビームスプリッター１６４０、ミラー１６４１−１、１６４１−２、レンズ１６４３−１、１６４３−２、ビームコンバイナー１６６５、及びミラー１６６７−１、１６６７−２と同様である。しかしながら、ビームスプリッター１７４０−１、ミラー１７４１−１、１７４１−２、レンズ１７４３−１、１７４３−２、ビームコンバイナー１７６５−１、及びミラー１７６７−１、１７６７−２は、ヒートシンク１７０１上のレンズ１７５０及びインテグレーター１７５１と同じ側に配置される。そして、ビームスプリッター１７４０−２、ミラー１７４１−３、１７４１−４、レンズ１７４３−３、１７４３−４、ビームコンバイナー１７６５−２、及びミラー１７６７−３、１７６７−４は、ヒートシンク１７０１上のレンズ１７５０及びインテグレーター１７５１と逆側、及び／又はヒートシンク１７０１上のレーザー１７１７と同じ側に配置される。

更に、ビームスプリッター１７４０−２は、ビームスプリッターにおいて、レーザー１７１７から受光される励起光１７８３を、ミラー１７４１−３、１７４１−４に向けて反射（例えば分割）すると同時に、励起光１７８３の一部をビームコンバイナー１７６５−２に向けて透過させるように構成される。また、ビームコンバイナー１７６５−２は、光１７９３−３、１７９３−４を組み合わせ、ビームスプリッター１７４０−２を通じて受光された励起光１７８３を透過させるように構成される。ミラー１７４１−３、１７４１−４は各々、それぞれのミラー１７６７−３、１７６７−４及びそれぞれのレンズ１７４３−３、１７４３−４を通じて励起光１７８３を反射するよう、位置する及び／又は構成され、その一方、レンズ１７４３−３、１７４３−４は、光１７９３−３、１７９３−４を集光して発光材料１７０３−２から（励起光１７８３により励起された際に）発光された光を、光１７９３−３、１７９３−４をビームコンバイナー１７６５−２に向けて反射されるように位置する及び／又は構成されるミラー１７６７−３、１７６７−４に伝達するようそれぞれ位置する及び／又は構成される。ビームコンバイナー１７６５−２は、光１７６３−３、１７９３−４を組み合わせ、ヒートシンク１７０１の開口部を通じて光１７６３−３、１７９３−４を回転軸１７０９に沿ってビームスプリッター１７４０−１に向けて反射する。

ビームスプリッター１７４０−１は、ビームスプリッターにおいて、レーザー１７１７から受光される励起光１７８３を、ミラー１７４１−３、１７４１−４に向けて反射（例えば分割）すると同時に、光１７６３−３、１７９３−４をビームコンバイナー１７６５−１に向けて透過させるように構成される。そしてビームコンバイナー１７６５−１はミラー１７６７−１、１７６７−２から受光された光１７９３−１、１７９３−２を光１７９３−３、１７９３−４と組み合わせるように構成される（すなわちビームコンバイナー１７６５−２は光１７６３−３、１７９３−４に対して透過的である）。ミラー１７４３−１、１７４３−２はそれぞれ、励起光１７８３をビームスプリッター１７４０−１から受光し、励起光１７８３をそれぞれレンズ１７４３−１、１７４３−２を通じて発光材料１７０３−１へと反射し、光１７９３−１、１７９３−２が発光されるよう、位置する及び／又は構成される。レンズ１７４３−１、１７４３−２はそれぞれ、発光材料１７０３−１から発光された光１７９３−１、１７９３−２を集光し、それぞれ光１７９３−１、１７９３−２を、光１７９３−１、１７９３−２をビームコンバイナー１７６５−１に伝達するよう位置する及び／又は構成されるミラー１７６７−１、１７６７−２に伝達し、そこで光１７９３−１、１７９３−２は光１７９３−３、１７９３−４と組み合わせられて光１７９３となり、レンズ１７５０及びインテグレーター１７５１に伝達されるように、位置する及び／又は構成される。

システム１７００は発光材料１７０３を、各々がおよそ同じ半径範囲における４つの異なる部分において励起するよう図示されるが、他の実装においては、発光材料の１以上の部分が異なる半径範囲にあってよい。

更に、光の励起と集光のための特定の光学要素の組み合わせが図１７に図示されるが、例えばシステム１００、６００、８００、９００、１０００、１１００、１３００、及び／又はこれらの一部に基づいた、光学要素のその他の組み合わせも本実装の範囲に含まれる。

いずれの場合にも、本明細書に記載のあらゆるシステムが、ミラー、ダイクロイックミラー、プリズム、及びその他の光学要素の組み合わせを用いて、ヒートシンクの２つの側に配置された発光材料を励起するよう適応されてよい。例えばシステム１４００及び１５００は、円筒形のヒートシンクの外側と内側に配置された光学系に光を伝達するための１以上のダイクロイックミラーと、更に、外部と内部の発光材料から発光された光を組み合わせるための１以上のダイクロイックレンズとを用いて、円筒形のヒートシンクの外側と内側に配置された発光材料を励起するよう組み合わせられてよい。

ここまでに記載された実装はいずれも、反射的であり得るヒートシンク上に発光材料が配置されているシステムを参照して説明されているが、本明細書に記載の回転光学系は、発光材料により発光された光が、ヒートシンクの両側で、その周囲を回転する光学系によって、集光可能であるように発光材料及び／又はヒートシンクが透過的であるようなシステムで用いられるよう適応されてよい。

したがって、励起光の入力経路（もしくは出力経路）と、光の出力経路が、発光材料の冷却に静的ヒートシンクを利用可能にするため、発光材料における光の生成をヒートシンクの表面上に分散させる目的で、回転可能に固定された発光材料及びヒートシンクを中心に回転する光学系の回転軸に沿って固定されている、システムの多様な実装が本稿に記載されている。

一部の実装において、励起光は光学系の回転軸に沿って受光される必要はない。例えば次に、システム１００と略同様のシステム１８００の側面図と部分断面図を図示し、「１」の代わりに「１８」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図１８を参照する。具体的には、システム１８００はヒートシンク１８０１、ヒートシンク１８０１上に配置された発光材料１８０３であって、発光材料１８０１の少なくとも一部が軸１８０５を中心に円対称であり、ヒートシンク１８０１と発光材料１８０３が回転可能に固定されている、発光材料１８０３、励起光１８３３を生成するように構成された固定光源１８１７であって、励起光１８３３が発光材料１８０３を励起して放射光（図１９参照）を生成するように構成され、励起光１８３３の入射路１８５５が発光材料１８０３ｌの軸１８０５に対して第１角度θ１を成し、第１角度θ１が０°より大きく９０°より小さい、固定光源１８１７、及び発光材料１８０３の軸１８０５を中心に、発光材料１８０３に対して回転する（すなわち光学系１８０７の回転軸が軸１８０５と同軸である）ように構成された光学系１８０７であって、軸１８０５上に配置され、軸１８０５に対して第２角度θ２を成す第１ミラー１８４１であって、励起光１８３３の入射路１８５５上に更に配置され、第２角度θ２が０°より大きく９０°より小さい、第１ミラー１８４１と、第１ミラー１８４１と平行な第２ミラー１８４２であって、第１ミラー１８４１が励起光１８３３を第２ミラー１８４２に向けて反射するように構成され、第２ミラー１８４２が励起光１８３３を発光材料１８０３に向けて反射するように構成される、第２ミラー１８４２と、を含む、光学系１８０７を含む。

したがって、ミラー１８４１、１８４２が平行であることから、励起光１８３３の発光材料１８０３への入射角（励起光１８３３が第２ミラー１８４２により反射されるため）は第１角度θ１（軸１８０５に対しておよそ垂直である発光材料１８０３の法線に対する）とおよそ同じである。

図１８において、ヒートシンク１８０１及び発光材料１８０３は断面図として示されており、環状体（トロイド）及び／又は円環（アニュラス）を含み、該断面図は該環状体（トロイド）及び／又は円環（アニュラス）の直径に沿っており、更に、光学系１８０７は模式的に図示されていることが理解される。図示のとおり、ヒートシンク１８０１の表面と、発光材料１８０３とが、軸１８０５を中心に対称である円環（アニュラス）を含み、光学系１８０７は表面に沿って回転するよう更に構成される。更に、図示のとおり、システム１８００は、光学系１８０７を含むボディとフレーム（以下において、ボディ及び／又はフレームは、フレーム１８１１と呼ばれる）とのうち１つ以上を更に含む。システム１００において、と同様、フレーム１８１１は、フレーム１８１１の外端に沿って配置される１以上の軸受け１８１３を中心に回転する。別法として、軸受け１８１３はフレーム１８１１のハブ（図示せず）に配置されてよい。システム１８００は、フレーム１８１１、すなわち光学系１８０７、を発光材料１８０３に対して回転させるように構成されたモーター１８１５を更に含む。更に、図示のとおり、フレーム１８１１は、フレーム１８１１の質量中心が、軸１８０５と同軸である光学系の回転軸に沿って配置されるように配置される任意のカウンターバランス１８１６を更に含む。図示のとおり、システム１８００は、回転軸（及び／又は軸１８０５）に沿って配置され、インテグレーター１８５１を含んでよいがこれに限定されない、集光光学系を更に含む。システム１００において、と同様、ヒートシンク１８０１は、静的ウォーターブロックを更に含んでよい。更に、固定光源１８１７は入射路１８５５上に位置するよう図示されているが、システム１８００は、固定光源１８１７が入射路１８５５上に配置される必要がないように、固定光源１８１７からの励起光１８３３を入射路１８５５へと誘導するように構成される光学部品を含んでよい。

次に、図１８と略同様の図１９を参照する。同様の要素に同様の参照番号が付されるが、図１９では放射光１９３３が励起光１８３３とは独立して図示されている。特に、励起光１８３３により励起された際に発光材料１８０３から発光された放射光１９３３。特に、放射光１９３３は第２ミラー１８４２により集光されて第１ミラー１８４１に向けて反射され、第１ミラー１８４１は放射光１９３３を軸１８０５に沿って反射し、ここで放射光はインテグレーター１８５１のような集光光学系により集光されてよい。つまり、第１ミラー１８４１及び第２ミラー１８４２は、発光材料１８０３からの放射光１９３３を、発光材料１８３３から離間するように反射するよう更に構成される。特に、第１ミラー１８４１及び第２ミラー１８４２は、図示のとおり、発光材料１８０３からの放射光１９３３を、軸１８０５に沿って発光材料１８３３から離間するように反射するよう更に構成される。

励起光１８３３と放射光１９３３とは同時に図示されていないが、発光材料１８０３が励起光１８３３により照射された際に放射光１９３３が発光され、したがって、図１８及び１９に図示されたプロセスは同時、及び／又はほぼ同時に起きることが理解される。

ミラー１８４１、１８４２の配置は、システム１００において、と同様に、光学系１８０７が回転軸を中心に回転することから、発光材料１８０３が励起光１８３３により照射され続けるように選択される。次に、図１８と略同様の図２０を参照する。同様の要素に同様の参照番号が付されるが、光学系１８０７（及びカウンターバランス１８１６）は回転軸（及び／又は軸１８０５）を中心とした円上で１８０°回転されている。この位置において、第１ミラー１８４１は励起光１８３３を第２ミラー１８４２に向けて反射し続け、第２ミラー１８４２が励起光１８３３を発光材料１８０３に向けて反射する。図示されないが、ミラー１８４１、１８４２は照射光を軸１８０５に沿って反射し返す。

図示される、光学系１８０７を通過する光の光路は正確なものではなく、模式的に図示されたものであることが更に理解される。

いずれの場合も、ミラー１８４１、１８４２の配置は、ミラー１８４１、１８４２の回転に伴って励起光１８３３が発光材料１８０３の異なる領域に向かって反射されるよう選択される。つまり、ミラー１８４１、１８４２が回転すると、励起光１８３３は発光材料１８０３上で円を外に広げ、回転可能に固定されたヒートシンク１８０１上で熱分散を広げるため、ヒートシンク１８０１への回転冷却接続を用いることなく冷却が可能である。更に、発熱と放熱がヒートシンク１８０１上に分散されることから、励起光の位置が固定されているシステムに比べて、励起光１８３３の力が向上可能である。

図１８〜２０のいずれかを参照すると、第１ミラー１８４１の中心は軸１８０５上に配置される。図１８と略同様であり、同様の要素に同様の参照番号が付される（ただし励起光１８３３は図示されない）図２１を参照して、ミラー１８４１、１８４２の配置が更に説明される。具体的には、励起光の、第１ミラー１８４１から第２ミラー１８４２から発光材料１８０３への反射路２１３３は、第１ミラー１８４１と入射路１８５５との第１交点２１８１から軸１８０５と線２１５５との第２交点２１８２までの、励起光１８３３の入射路１８５５に沿って延びる線２１５５の長さとおよそ等しい。このような条件は、ミラー１８４１、１８４２の各回転位置に適用される。つまり、ミラー１８４１と１８４２の各回転位置が図２１に図示されるような配置となるよう、ミラー１８４１と１８４２との間の距離と、第２ミラー１８４２と発光材料１８０３との間の距離とが、特定の角度θ１、θ２を用いて選択される。

しかしながら、一部の実装において、ミラー１８４１の中心は軸１８０５上でなくてもよい。むしろ、ミラー１８４１と１８４２の各回転位置において、励起光の、第１ミラー１８４１から第２ミラー１８４２から発光材料１８０３への反射路２１３３が、第１ミラー１８４１と入射路１８５５との第１交点２１８１から軸１８０５と線２１５５との第２交点２１８２までの、励起光１８３３の入射路１８５５に沿って延びる線２１５５の長さとおよそ等しい限りは、ミラー１８４１の中心は軸１８４１の軸外であってよい。

角度θ１、θ２のうち１以上が９０°に向かって増加する、及び／又は０°に向かって減少すると、ミラー１８４２から発光材料１８０３までの距離が大きく増加し、角度が９０°及び／又は０°に近づくと、この距離は非常に長くなり得ることが更に理解される。実際、０°及び／又は９０°では、この距離は無限に近づくため、角度θ１、θ２のいずれも０°又は９０°に等しくなることはない。

実用上、第１角度θ１は通常、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さくてよい。同様に、第２角度θ２は通常、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さくてよい。一部の非限定的な実装において、図示のとおり、第１角度θ１は約４５°であり、第２角度は約３０°である。

一部の実装において、ミラー１８４１、１８４２の配置（例えば角度θ１、θ２）は、励起光１８３３が発光材料１８０３にノーマルな角度（ｎｏｒｍａｌ ａｎｇｌｅ）で衝突するよう選択されるが、他の実装においては、ミラー１８４１、１８４２の配置（例えば角度θ１、θ２）は、励起光１８３３が発光材料１８０３にオフノーマルな角度（ｏｆｆ−ｎｏｒｍａｌ ａｎｇｌｅ）で衝突するよう選択される。

一部の実装において、ミラー１８４１、１８４２の角度は固定されている。しかしながら、その他の実装においては、ミラー１８４１、１８４２が平行のままである限り、ミラー１８４１、１８４２の角度は調節可能である（すなわち、角度θ１が調節可能である）。ミラー１８４１、１８４２の角度が調節可能である実装において、システム１８００は、第１角度θ１を調節するように構成された回転関節、ギア、ピボット等を更に含んでよい。例えば、これらの実装において、励起光の入射路１８５５の特定の第２角度θ２と、光学系１８０７と発光材料１８０３との間の固定距離を用いて、図２１について説明された条件が満たされるように第１角度θ１を調節可能である。したがって、光学系１８０７は、第２角度θ２がそれぞれ異なる、別々のシステムで利用可能である。これらの実装の一部において、システム１８００は第１角度を調節するように構成されたモーター、ステッピングモーター等のうち１以上を更に含んでよい。しかしながら、他の実装において、このような調節は手動で行われてよい。

これらの実装の一部において、光学系１８０７と発光材料１８０３との間の距離も調節可能である。例えば、ヒートシンク１８０１の位置と光学系１８０７の位置（軸受け１８１３、モーター１８１５等の位置を含む）のうち１以上が、図２１について説明された条件が満たされるように調節可能であってよい。このような実装において、システム１８００は、ヒートシンク１８０１と光学系１８０７のうち１以上を調節するように構成されたレール等を含んでよい。これらの実装の一部において、システム１８００は、ヒートシンク１８０１と光学系１８０７のうち１以上の位置を調節するように構成されたモーター、ステッピングモーター等のうち１以上を更に含んでよい。しかしながら、他の実装において、このような調節は手動で行われてよい。

一般に、第２ミラー１８４２は、ミラー１８４２が入射路１８５５上に位置して励起光１８３３と干渉しないような配置及び／又は長さを有する。しかしながら、第２ミラー１８４２は、少なくともその一部が入射路１８５５上に位置してよいように適応されてよい。

例えば次に、システム１８００と略同様のシステム２２００を図示し、同様の要素に同様の参照番号が付されている図２２を参照する。しかしながら、システム２２００では、第２ミラー１８４２が、ミラー１８４２と略同様の第２ミラー２２４２により代替されている。ただし、第２ミラー２２４２はその一部２２９０が、固定光源１８１７と第１ミラー１８４１との間の励起光１８３３の入射路１８５５上に位置してよく、第２ミラー２２４２の一部２２９０は、第１ミラー１８４１に向けて励起光１８３３を伝達する、及び放射光１９３３を反射する（図１９において、と同様）、ように構成される。例えば、一部２２９０は、ダイクロイックミラー及び／又は偏光ビームスプリッター（例えば、励起光１８３３及び放射光１９３３が異なる偏光状態を有する実装において、）を含んでよい。実際には、これらの実装において、第２ミラー２２４２の全体がダイクロイックミラーを含んでもよいし、入射路１８５５上にある一部２２９０のみがダイクロイックミラーを含んでもよい。このような実装では、第２ミラー２２４２が入射路１８５５上に位置してよいため、このような実装は第２ミラー２２４２の配置の選択における更なる自由度を実現する。もしくは、ミラー１８４１、１８４２は、励起光１８３３と照射光１９３３の両方を反射するようにそれぞれ構成された、反射鏡及び／又は従来型の反射鏡を含んでよい。

システム１８００は、１以上の発光源を含むよう更に適応されてよい。例えば次に、システム１８００と略同様のシステム２３００を図示し、同様の要素に同様の参照番号が付されている図２３を参照する。ただしシステム２３００は、励起光１８２２を生成するよう同じく構成された第２固定光源２３１７を少なくとも含み、第２固定光源２３１７からの励起光の相対的配置は、第１ミラー１８４１への、ミラー１８４１に対して相対的な入射角の一部を除いては、固定光源１８１７からの励起光１８３３と同様である。明快さのために、固定光源１８１７からの励起光１８３３は図２３には図示されないが、図１８において、と同様に存在していることが理解される。同様に、照射光１９３３も明快さのために図示されない。ただし、少なくとも第２固定光源２３１７からの励起光１８３３の入射路２３５５は、軸１８０５に対して同じ角度θ１を形成するが、入射路２３５５と１８５５とは一致しない。むしろ、図示のとおり、入射路２３５５は、適切に配置された１以上の第２固定光源２３１７及び／又は誘導光学系と共に、入射路１８５５の鏡像を含む。いずれの場合にも、その他の点においては、入射路２３５５と第２固定光源２３１７からの励起光１８３３とは、図２１について上述された入射路１８５５と固定光源１８１７からの励起光１８３３と同じ配置を有する。

更に、入射路２３５５は入射路１８５５の鏡像として図示されているが、その他の実装においては、図２１について説明された条件が満たされる限り、入射路２３５５は軸１８０５を中心として半径方向のどこに配置されてもよい。したがって、システム１８００は、軸１８０５を中心として半径方向に配置された、及び／又はそれぞれの励起光のそれぞれの入射路が軸１８０５を中心として半径方向に配置されるように配置された、複数の固定光源を含むよう適応されてよい。

したがって、励起光の入力が、発光材料の冷却に静的ヒートシンクを利用可能にするため、発光材料における光の生成をヒートシンクの表面上に分散させる目的で、回転可能に固定された発光材料及びヒートシンクを中心に回転する光学系の回転軸を外れて固定されている、システムの多様な実装が本稿に記載されている。

回転光学系が励起光をヒートシンク上の発光材料までオフノーマルな角度で伝達するように構成されている、本明細書に記載のシステムは、発光材料として薄型ディスクレーザーを含むように適応されてよい。

例えば、次に、ヒートシンク、ミラー２４０２、利得媒質２４０３、及び反射防止コーティング２４０５を含む薄型ディスクレーザー構造２４００の断面の模式図を示す図２４を参照する。図示しないが、薄型ディスクレーザー構造２４００は、例えばミラー２４０２とヒートシンク２４０１との間に、ミラー／利得材料／反射防止コーティングの層をヒートシンク２４０１に接着する、はんだ及び／又は金属層を更に含んでよい。実際には、ミラー／利得材料／反射防止コーティングの層は、実際の薄型ディスクレーザーを含む。一般に、励起光が反射防止コーティング２４０５を通じて利得材料２４０３に衝突すると、利得材料２４０３はレーザー工程に従って発光する。しかしながら、利得媒質２４０３の厚さは一般的にこのようなレーザー工程が発生するように選択されることから、また、この厚さは一般的に利得媒質２４０３が入射する全ての励起光を初回で変換するのに十分ではないことから、励起光の一部は薄型ディスクレーザー構造２４００の外部でミラー２４０２により反射される。

したがって、励起光がオフノーマルな角度で発光材料に衝突する、本明細書に記載のシステムの一部の実装は、薄型ディスクレーザー（例えば発光材料として）と、薄型ディスクレーザーから反射された励起光を薄型ディスクレーザーに反射し返して再循環された励起光を利得材料を更に励起するために用いることができるように構成されたリトロリフレクターと、を含むように適応されてよい。

例えば、システム１８００と同様のシステム２５００を図示し、「１８」の代わりに「２５」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図２５を参照する。具体的には、システム２５００は、システムであって、ヒートシンク２５０１と、ヒートシンク２５０１上に配置された薄型ディスクレーザーの利得媒質２５０３であって、利得媒質２５０３の少なくとも一部が軸２５０５を中心に円対称であり、ヒートシンク２５０１と利得媒質２５０３が回転可能に固定されている、利得媒質２５０３と、利得媒質２５０３に対して、利得媒質２５０３の軸２５０５と同軸である回転軸を中心に回転するように構成された光学系２５０７であって、励起光２５３３を受光し、光学系２５０７が回転するに従って、励起光２５３３をオフノーマルな角度で利得媒質２５０３に伝達し、励起光２５３３で励起された利得媒質２５０３から発光された光を集光し、利得媒質２５０３から離間するように放射光を伝達する、光学系と、利得媒質２５０３から反射された励起光２５３３を、利得媒質２５０３へと反射し返すように構成された１以上のリトロリフレクター２５４３と、を含むシステムを含む。

図示のとおり、光学系２５０７は、ミラー１８４１、１８４２と同様の、第１角度θ１、第２角度θ２、及び励起光２５３３の入射路２５５５、及び軸２５０５に関して同様の幾何学的形状を有するミラー２５４１、２５４２を含む。しかしながら、角度θ１、θ２は、励起光２５３３が利得媒質２５０３とヒートシンク２５０１上の薄型ディスクレーザーのミラーとに、オフノーマルな角度で衝突するよう選択される。

図示しないが、利得媒質２５０３から発光された光は、図１０に図示された放射光１９３３と同様である。

システム１８００において、と同様、システム２５００は、フレーム２５１１、軸受け２５１３、モーター２５１５、任意のカウンターバランス２５１６、１以上の固定光源２５１７、インテグレーター２５５１を含むがこれに限定されない集光光学系、を更に含む。

つまり、システム２５００においては、ヒートシンク２５０１上の薄型ディスクレーザーの利得媒質２５０３が、システム１８００における発光材料１８０３を代替する。更に、リトロリフレクター２５４３は、図２４に図示のものと同様の構造を有するヒートシンク上の薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光２５３３の光路上に位置するミラーを含む。したがって、利得媒質２５０３によって、放射光に変換されていない励起光２５３３は、スネルの法則に従って、薄型ディスクレーザーのミラーから反射される。このように、リトロリフレクター２５４３は、励起光２５３３の反射路に沿って配置される。

図示のとおり、利得媒質２５０３に対向するリトロリフレクター２５４３の反射面は、励起光２５３３が利得媒質２５０３に反射し返されるように、反射された励起光２５３３に対しておよそ垂直である。更に、図示のとおり、光学系２５０７はリトロリフレクター２５４３を含む。したがって、リトロリフレクター２５４３は、光学系２５０７の回転に伴って光学系２５０７のあらゆる位置において、リトロリフレクター２５４３が励起光２５３３を利得媒質２５０３に向かって反射し返すように、光学系２５０７と共に回転する。したがって、励起光２５３３が利得媒質２５０３上で円を拡大するのと同時に、リトロリフレクター２５４３を用いて利得媒質２５０３に向かって反射し返された励起光２５３３も円を拡大する。

ヒートシンク２５０１の表面と利得媒質２５０３が軸２５０５を中心に対称である円環（アニュラス）を含み、また、光学系２５０７がヒートシンク２５０１の表面に沿って回転するように構成されていることから、光学系２５０７の回転に伴って、利得媒質２５０３における変換プロセスからの熱がヒートシンク２５０１上で広げられる。したがって、固定薄型ディスクレーザーと固定励起光システムに比べて、励起光２５３３の強さを向上できる。更に、利得媒質２５０３は円環（アニュラス）を含むため、利得媒質２５０３は円環（アニュラス）の中心の円周である長さを実質的に有し、また、薄型ディスクレーザーの利得媒質の出力は該長さの２乗に比例し得るため、利得媒質２５０３は、励起光の光路も固定である固定薄型ディスクレーザーの利得媒質よりもはるかに大きい出力を有することができる。例えば、利得媒質２５０３の周囲長は、参考薄型ディスクレーザーの利得媒質の約５倍であり、利得媒質２５０３の出力は参考薄型ディスクレーザーの利得媒質の約２５倍となる。

他の実装においては、利得媒質２５０３に対向するリトロリフレクター２５４３の反射面は、励起光２５３３が利得媒質２５０３に反射し返され、かつ、励起光２５３３が光源２５１７に反射し返されないように利得媒質２５０３の異なる領域に向かうよう、反射された励起光２５３３に対してオフノーマルであってよい。

回転光学系のその他の形状が本実装の範囲に含まれる。例えば、システム２５００と同様のシステム２６００を図示し、「２５」の代わりに「２６」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図２６を参照する。システム２６００は：ヒートシンク２６０１と、ヒートシンク２６０１上に配置された薄型ディスクレーザーの利得媒質２６０３であって、利得媒質２６０３の少なくとも一部が軸２６０５を中心に円対称であり、ヒートシンク２６０１と利得媒質２６０３が回転可能に固定されている、利得媒質２６０３、利得媒質２６０３に対して、利得媒質２６０３の軸２６０５と同軸である回転軸を中心に回転するように構成された光学系２６０７であって、励起光２６３３を受光する、光学系２６０７が回転するに従って、励起光２６３３をオフノーマルな角度で利得媒質２６０３に伝達する、励起光２６３３で励起された利得媒質２６０３から発光された光を集光する、及び利得媒質２６０３から離間するように放射光を伝達する、光学系、及び利得媒質２６０３から反射された励起光２６３３を、利得媒質２６０３へと反射し返すように構成された１以上のリトロリフレクター２６４３、を含むシステムを含む。システム２６００は、フレーム２６１１、軸受け２６１３、モーター２６１５、任意のカウンターバランス２６１６、１以上の固定光源２６１７、インテグレーター２６５１を含むがこれに限定されない集光光学系、を更に含む。

図示のとおり、光学系１８０７は、ミラー１８４１、１８４２と同様の平行のミラー２６４１、２６４２であって、ミラー２６４１は、薄型ディスクレーザーからの照射光２６３４がミラー２６４１、２６４２により集光されて軸２６０５に沿ってインテグレーター２６５１のような集光光学系へと伝達されるよう、軸２６０５に対して約４５°の角度である。

しかしながら、システム２５００とは対照的に、システム２６００は、光学系２６０７（システム９００と同様）の反対側に位置する固定光源２６１７を含み、軸２６０５に沿って、ヒートシンク２６０１の開口を通じて光学系２６０７に向かって励起光２６３３を発光するように構成されている。これらの実装において、光学系２６０７は、軸２６０５に沿って位置するミラー２６４３、軸２６０５に沿って受光された励起光２６３３を利得媒質２６０３に向かってオフノーマルな角度で反射するように構成されたミラー２６４３、を更に含む。ミラー２６４３は軸２６０５を中心に回転するに従って（すなわち、光学系２６０７の回転に伴って）、励起光２６３３は利得媒質２６０３上で円を拡大する。

これらの実装において、放物面鏡を含むリトロリフレクター２６４３は、リトロリフレクター２５４３と同様の機能を果たし、励起光２６３３の反射路上に位置する。したがって、リトロリフレクター２６４３は、ヒートシンク２６０１上の薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光２６３３を、再循環のために、利得媒質２６０３に反射し返す。

回転光学系のさらに他の形状が本実装の範囲に含まれる。例えば、システム２５００と同様のシステム２７００を図示し、「２５」の代わりに「２７」で始まる以外は同様の要素に同様の参照番号が付されている図２７を参照する。システム２７００は、ヒートシンク２７０１と、ヒートシンク２７０１上に配置された薄型ディスクレーザーの利得媒質２７０３であって、利得媒質２７０３の少なくとも一部が軸２７０５を中心に円対称であり、ヒートシンク２７０１と利得媒質２７０３が回転可能に固定されている、利得媒質２７０３と、利得媒質２７０３に対して、利得媒質２７０３の軸２７０５と同軸である回転軸を中心に回転するように構成された光学系２７０７であって、励起光２７３３を受光し、光学系２７０７が回転するに従って、励起光２７３３をオフノーマルな角度で利得媒質２７０３に伝達し、励起光２７３３で励起された利得媒質２７０３から発光された光を集光し、利得媒質２７０３から離間するように放射光を伝達する、光学系と、ヒートシンク２７０１上の薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光２７３３を、利得媒質２７０３へと反射し返すように構成された１以上のリトロリフレクター２７４３−１、２７４３−２と、を含む。システム２７００は、フレーム２７１１と、軸受け２７１３と、モーター２７１５と、任意のカウンターバランス２７１６と、１以上の固定光源２７１７と、インテグレーター２７５１とを含むがこれに限定されない集光光学系を更に含む。

図示のとおり、光学系２７０７は、ミラー２６４１、２６４２と同様の平行のミラー２７４１、２７４２であって、ミラー２７４１は、薄型ディスクレーザーからの照射光（明解さのために図示しないが、図２６に示す放射光２６３４と同様の光路を取る）がミラー２７４１、２７４２により集光されて軸２７０５に沿ってインテグレーター２７５１のような集光光学系へと伝達されるよう、軸２７０５に対して約４５°の角度である。

いずれの場合にも、図示のとおり、システム２７００は、集合的に再帰反射システムを含む２つの固定リトロリフレクター２７４３−１、２７４３−２を含む。リトロリフレクター２７４３−１は、放射光が集光光学系へと伝達される際に通過する中央開口部２７８０と、固定光源２７１７からの励起光２７３３の光路上の、開口部２７８０からオフセットした開口部２７８１とを有する放物面反射器（断面で図示され、すなわち、軸２７０５に対して略円対称である）を含む。単独では放物面鏡は厳密にはリトロリフレクターではないが、放物面鏡とリトロリフレクター２７４３−２（後述）とは集合的に再帰反射システムを含む。励起光２７３３は開口部２７８１を通過し、ミラー２７４１からミラー２７４２へと反射し、ミラー２７４２はその後、励起光２７３３をオフノーマルな角度で利得媒質２７０３へと反射する。放物面鏡は軸２７０５に対して対称であるように図示されているが、他の実装においては、放物面鏡は、軸２７０５に対して対称でない非対称放物面鏡を含んでよい。実際には、本明細書に記載のリトロリフレクター２７４３−２と光学系２７０７に向かって光を反射するあらゆる放物面鏡が、本実装の範囲に含まれる。

図２７は、明解化のために、入射する励起光２７３３のみを示し、ヒートシンク２７０１上の薄型ディスクレーザーのミラーから反射された励起光は図示されない。したがって、明解化のために入射する励起光２７３３を示さず反射された励起光２８３３を示したシステム２７００を図示する図２８を次に参照する。なお、入射する励起光２７３３は存在はすることが理解される。つまり、反射された励起光２８３３は、利得媒質２７０３によって、放射光に変換されず、光学系２７０７を通じてリトロリフレクター２７４３−１、すなわち放物面鏡に向かって反射し返された入射励起光２７３３を含む。したがって放物面鏡は、光学系２７０７の回転に伴って、全ての反射された励起光２８３３を捕捉するように構成された直径を有する。

いずれの場合にも、リトロリフレクター２７４３−１は反射された励起光２７４３−２を、図示のとおり、反射された励起光２８３３がリトロリフレクター２７４３−１の放物面鏡に向かって再び反射し返され、リトロリフレクター２７４３−１が反射された励起光２８３３を光学系２７０７を通じて利得媒質２７０３に再度反射し返すように、反射された励起光２８３３をリトロリフレクター２７４３−１に向かって反射し返し、かつ反射された励起光２８３３を放物面鏡の半径範囲の周りでオフセットするように構成されたプリズムリトロリフレクターを含む第２の固定リトロリフレクター２７４３−２に向かって反射する。ただし、オフセットのために、反射された励起光２８３３の光路は放物面鏡の半径範囲の周りをオフセットされ、そのため光源２７１７へは反射し返されない。したがって、再帰反射された励起光の光路は図示されないが、反転され、半径方向にオフセットされている他は、反射された励起光２７３３の光路と同様である（したがって、図２８の紙面よりも上又は下に位置する）と推測される。

一部の実装において、システム２７００は更に、リトロリフレクター２７４３−１、２７４３−２によって、利得媒質２７０３に反射し返された後で、ヒートシンク２７０１上の薄型ディスクレーザーのミラーから再度反射した、反射された励起光２８３３を更に再帰反射するために、軸２７０５を中心に放射状に配置された複数のプリズムリトロリフレクターを含んでよい。励起光を薄型ディスクレーザーに向かって再帰反射するための、放射上に配置された放物面鏡とプリズムリトロリフレクターとのこのような組み合わせは、パスの数（例えば励起光が再循環される回数）がプリズムリトロリフレクターの数に対応する、マルチパスポンピングと呼ぶことができる。

薄型ディスクレーザーにおける発光をヒートシンクの面上に分散して、固定ヒートシンクを利用して発光材料を冷却するために、回転固定薄型ディスクレーザーを励起するために回転光学系と共にリトロリフレクターを用いるシステムの多様な実装が本明細書に記載されてきた。

当業者であれば、更に他の実装や変形が可能であり、上掲の例は１以上の実装の例示でしかないことを理解するであろう。したがって、範囲は、添付された請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (15)

1. システムであって、
   ヒートシンクと、
   前記ヒートシンク上に配置された発光材料であって、前記発光材料の少なくとも一部が軸を中心に円対称であり、前記ヒートシンクと前記発光材料が回転可能に固定されている、発光材料と、
   励起光を生成するように構成された固定光源であって、前記励起光が前記発光材料を励起して放射光を生成するように構成され、前記励起光の入射路は前記発光材料の前記軸に対して第１角度を成し、前記第１角度が０°より大きく９０°より小さい、固定光源と、
   前記発光材料の軸を中心に、前記発光材料に対して回転するように構成された光学系であって、前記軸上に配置され、前記軸に対して第２角度を成す第１ミラーであって、前記励起光の前記入射路上に更に配置され、前記第２角度が０°より大きく９０°より小さい、第１ミラーと、前記第１ミラーと平行な第２ミラーであって、前記第１ミラーが前記励起光を前記第２ミラーに向けて反射するように構成され、前記第２ミラーが前記励起光を前記発光材料に向けて反射するように構成される、第２ミラーと、を含む光学系と、
   を備えるシステム。
2. 前記第１ミラーから前記第２ミラーへの前記励起光の、前記発光材料への反射路は、前記第１ミラーと入射路との第１交点から前記軸と線との第２交点までの、前記励起光の入射路に沿って延びる前記線の長さとほぼ等しい、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記発光材料からの放射光を、前記発光材料から離間するように反射するように更に構成される請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１ミラー及び前記第２ミラーは、前記発光材料からの放射光を、前記発光材料から離間するように、前記軸に沿って反射するように更に構成される請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１角度は、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さい請求項１に記載のシステム。
6. 前記第２角度は、約２０°よりも大きく約７５°よりも小さい請求項１に記載のシステム。
7. 前記システムは、前記励起光を生成するように構成された少なくとも第２の固定光源を含み、少なくとも第２の固定光源からの励起光のそれぞれの入射路のそれぞれの形状は、前記固定光源からの前記励起光の入射路の形状と同様である請求項１に記載のシステム。
8. 前記第２ミラーの一部は、前記固定光源と前記第１ミラーとの間の前記励起光の光路上に配置され、前記第２ミラーの一部は、前記第１ミラーに向けて前記励起光を伝達され、前記励起光を反射するように構成される請求項１に記載のシステム。
9. 前記固定光源と前記第１ミラーとの間の前記励起光の光路上に配置する前記第２ミラーの一部は、ダイクロイックミラー、及び励起光と放射光が異なる偏光状態を有する場合、偏光ビームスプリッター、のうち１以上を含む請求項１に記載のシステム。
10. 前記第１ミラーの中心は、前記軸上に配置される請求項１に記載のシステム。
11. ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含み、前記ボディと前記フレームとのうち１つ以上は、光学系を含む請求項１に記載のシステム。
12. 前記光学系を前記発光材料に対して回転させるように構成されたモーターを更に含む請求項１に記載のシステム。
13. ボディとフレームとのうち１つ以上を更に含み、前記ボディと前記フレームとのうち１つ以上は、前記ボディと前記フレームとのうち１つ以上の質量中心が回転軸に沿って配置できるように、前記光学系及びカウンターバランスを含む請求項１に記載のシステム。
14. 前記ヒートシンクの表面と、前記発光材料とは、前記軸を中心に対称である円環を含み、前記光学系は、前記表面に沿って回転するように更に構成される請求項１に記載のシステム。
15. 前記ヒートシンクは、静的ウォーターブロックを含む請求項１に記載のシステム。

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