JPH01500539A - レーザ放射特性の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ放射特性の測定装置 ［発明の技術的分野］ 本発明は、放射されたレーザビーム特性を測定する装置に関し、特にレーザ赤外 波長範囲における光フアイバ特性測定装置に関する。

［従来技術］ 光ファイバは、多数の情報および通信システムにおいて重要な電子光学部品とな ってきている。エネルギを伝送する特殊な光ファイバの機能は、設計上重要なポ イントである。光フアイバ通信技術分野における最近の流れは、１．３ミクロン およびり、Ｓ　ミクロンでそれぞれいわゆる２次および３次ファイバ伝送窓のた めに光ファイバおよび光学部品を開発することである。これらの伝送窓は、λ− ４の波長依存を呈する減少されたレイリー散乱による低い光フアイバエネルギ損 失を特徴とすることが明かにされている。この技術の有効性がさらに認識された ことにより、これらの光フアイバ特性測定の必要性が高まった。

標準的な測定の従来の形態の１つは、最大のエネルギ伝送束の半分の角度の正弦 を開口数とすることである。この光ファイバの測定は、ファイバの光集束能力を 決定する。すなわち光受容錐体の半分の角度θ／２を定める。この錐体内にある 角度で放射された光波は導かれ、一方それより大きい角度でファイバ錐体内に入 来した光線は失われる。開口数ＮＡは、以下の関係により受容椎体角度に関連す るものである。

ＮＡ−ｎＳＩＮθ／２−Ｊｎ、２　ｎ、２ここにおいてｎは、空気のような境界 媒体の屈折率であり、ｎ、およびｎ２はそれぞれ光ファイバのコアおよびクラッ ドの屈折率である。したがって数字で示される開口数の測定は、ＬＥＤまたはレ ーザのような光源に対する光ファイバの結合・効果を測定する場合の重要なパラ メータとなる。またそれは異なるファイバが結合される場合の入射損失を計算し 、微少な湾曲が与えるファイバへの影響を測定するときに重要である。

光フアイバ開口数測定の標準的な方法は、通常電子工業機構と共同して国際機構 により発表されたガイドラインに従うものであり、その測定には２％以内の正確 性が要求される。

光ファイバの開口数測定の伝統的な技術は、開口数が計算されることのできる光 フアイバ屈折率プロフィールを測定する高価で複雑な干渉計技術、もしくは光フ ァイバから出ている放射線の遠いフィールドパターンを測定する比較的簡単な技 術を含む。しかしながらこれらの技術は共に可視光線を使用するので、結果とし て得られた開口数の実験値は、赤外波長の伝送の行われた開口数の実際の値とほ ぼ１０％異なる。

従来の装置を使用して光フアイバ中の赤外伝送を測定することは、困難であるこ とが証明された。従来の赤外線源は、高価になりうる注入レーザーダイオードと 白熱光源であり、レーザーダイオードの場合には低いパワーを放射し、一方の白 熱光源の場合は面倒なものになる。シリコンダイオードマトリクスアレイは１ミ クロン以上の放射線波長に対して比較的感応性が鈍いため、赤外線範囲で放射す る実際的なＬＥＤは存在せず、赤外線放射を示す場合に問題があり、また熱電検 知器マトリクスアレイは非常に高価であり、不適切な解像度になりがちである。

したがって従来技術において、比較的安価で高い解像度を有する光フアイバ中の 赤外放射伝送の開口数測定装置が要望されている。。

さらに米国特許出願第４３２０４６２号明細書に示されている従来技術に対して 、全体のエネルギー、相対的な配置および赤外レーザビーム発散の測定に関して 改善の必要がある。

［発明の要約］ 本発明は、開口数のような光ファイバからの赤外線伝送特性を測定する装置に関 する。また本発明は他の赤外線伝送特性を測定し、赤外線映像を観察および記録 するために使用することもできる。

本発明の好ましい実施例において、固定装置が工業基準による光ファイバを設置 するために設けられ、光フアイバ内またはある末端で放射のために光ファイバを 通じて伝送される外部供給源からの赤外線エネルギが活性化される。布上イオン で適切にドープされた結晶材料のアップ変換スクリーンは、放射された赤外線エ ネルギを可視スペクトル内にあるような短い波長に変換するために使用され、そ れからこのエネルギが赤外線レーザ伝送のデータを編集するために適切に記録ま たは処理されることができる。例えばフッ化カルジム結晶はエルビウムイオンで ドープされることができるので、例えばシリコンダイオードマトリクスアレイを 使用するコンピュータに基づいた映像記録システムは赤外線伝送に対応する可視 スペクトルを検知することができる。デジタル信号はダイオードマトリクスアレ イから発生し、それから連続的に雑音を除去し、開口数を得るための遠いフィー ルドパターンを測定するように処理される。同様に総合エネルギ、相対位置およ び赤外線レーザビームの発散は、比較的安価で高い解像度のシステムにおいて適 切に記録されることができる。

本発明は新規のものであり、その特徴は特許請求の範囲に示されている。本発明 の構造と動作状態に関して、ならびにその目的および有効性については添付図面 と共に以下を参照することでよく理解されるだろう。

［図面の簡単な説明コ 第１図は光フアイバ開口数測定用の概要を示し、第２図は開口数測定用のシステ ムであり、第３図は本発明のアレイセンサの実際の測定の３次元グラフィック表 示であり、 第４図は赤外放射線の映像を実現する別の実施例であり、第５図は赤外放射線の 映像を実現するさらに別の実施例であり、 第６図は、一定のサンプル放射に対するエルビウムイオン濃度の関数として表さ れた最強放射線帯域の強度を示すグラフであり、 第７図は光ファイバから放射された放射線のエネルギ分布のグラフである。

［実施例］ 以下の説明は電子−光学分野における当業者が本発明を製造して使用できるよう に行われ、またこの発明を実現するために発明者によって熟考された最良の方法 を示している。しかしながら本発明の特有の原理は、特に短い波長に赤外線エネ ルギを変換し、レーザビームおよび赤外線エネルギを伝送する光ファイバの特性 を測定する新規で比較的安価な装置を提供するので、種々の修正は当該業者には 容易に明かであろう。

本発明の第１の目的は、例えば１５４０ｎｍの波長の赤外線エネルギを検知アレ イによる検知に適合できるもっと短い波長に変換する比較的安価な装置を提供す ることである。本発明者は、共同ルミネセンス処理の簡単なモデルに質的に適合 可能な強度の依存関係およびアップ変換または可視変換放射線の一時的な特性の 実験的測定を行なった。本発明は、市販および試験結果の再現可能性に対する適 切な効率、感応性、ダイナミック範囲、分解能、応答速度および直線性の条件を 満たすことが明かになった。

換言すると本発明は、共同する機構による連続的なエネルギの転移に伴い異なる 原子中において吸収が生じ、その結果１つの原子中の活性エネルギの累積となる アルカリ土類ハロゲン化合物のような変換材料の活性化に依存している。複数の 原子の基底状態の電子はそれぞれ１つの赤外線光量子を吸収し、そのエネルギは 次に非放射過程を通じて単一原子に転移し、それを活性化して蛍光発光を行う高 いエネルギレベルにする。アップ変換処理の非ストークス特性のために出力光線 の波長は、入力放射線の波長よりも短くなる。この現象をさらに説明するために 、Ｐ、Ｆｅｏｆｌｌｌｏｖ他による文献（’Ａｐｌ）Ｉｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ” 第６巻、１８２８頁、１９６７年）およびＶ　＋Ｏｖｓｙａｎｋｉｎによる文献 （“Ｏｐｔｉｅａｌ　Ｓ　ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ　”第２８巻、１１２頁、１ ９７０年）中の各章を参照することができる。

本発明は、９００乃至１６００ｎｍの波長範囲において赤外放射線を効率的に変 換するフッ化カルシウム結晶中に含まれるＥｒ３＋のような種々のホスト材料中 のイオン化されたアルカリ粘土ハロゲン化合物を使用することにより達成される 。

本発明は、比較的安価なシリコンＰＩＮフォトダイオードマトリクスアレイと共 に都合よく使用されることができる変換スクリーンを提供するために、フッ化カ ルシウムＣａ　Ｆ２のマトリクスに混合されたエルビウムイオンの混合結晶体に おけるアップ変換処理を使用する。設計努力のパラメータは、本発明を展開する 際の他の要因、すなわち効率、直線性、飽和、応答時間および空間分解能をアド レスする。

本発明の動作において、エルビウムイオンでドープされたフッ化カルシウムのア ップ変換スペクトルは、約１ミリセカンド継続する長いパルスを有する約１００ ワツトのピークパワーの１５４０ｎｍのレーザ放射によって励起される。その結 果変換された放射線は、３ｇ０ｒ＋ｍと２７００ｎｍとの間に延在する複数の２ ０乃至５０ｎＩｎの幅のエネルギ帯域から成っていた。増加する強度の順に並べ られた放射線の最強帯域は、第６図において見ら第６図は、一定のサンプル放射 に対するエルビウムイオン濃度の関数として表される最強帯域の強度を示してい る。サンプルにおいて最も効果的に発生するアップ変換は約１０モル％のエルビ ウムイオンを含むことが分った。

試験の結果、９８０ｎｎ＋帯域は２光量子処理によって励起されるため、本発明 の目的に最適であること明らかになり、この帯域がアップ変換スペクトルにおい て最も強く、シリコンＰＩＮフォトダイオードの最大応答性と対応した波長であ る。

また１ｃ−につき１ワツトで飽和が始まることも分った。後に記述されているよ うに、中性デンシティフィルタが飽和レベルを制御するために使用されることが できる。

したがって好ましい実施例においてホスト材料としてフッ化カルシウムを使用し て映像スクリーンが生成され、最適エルビウムイオン濃度は約１０モル％である ことが明かになった。

９００ｎｍの波長における映像スクリーンでの特性の直線性を保証するために、 スクリーンにおいて１ワット／Ｃ−の最小レーザビーム放射が必要である。

本発明のアップ変換スクリーンは、２つの別個の技術から形成される。第１の技 術は、連続的に研磨され、３００ミクロン以下の厚さまで研磨されたガラス基体 に接着された単結晶を使用したものである。第２の技術はＣａ　Ｆ２のアップ変 換材料を微粒子にし、通常の光学接合剤で１．５４０ｎｍの放射線に対して透明 なエポキシ結合剤と混合してからガラス基体上に薄い１００乃至３００ミクロン の乳剤としてそれを付着させるものである。

第１の技術は直径１乃至２ｃｍのスクリーンを形成し、−力筒２の技術により比 較的大きさに制限ない広いスクリーンを形成することができる。スクリーンの空 間的分解能は、アップ変換材料の共同ルミネセンス処理よりもむしろ乳剤の性質 （粒のあらさ）および厚さと、照射の一定性によって限定される。

第１図を参照すると開口数に関する情報が発生される仕組みが表わされている。

レーザ光源（示されていない）は、光フアイバ素子４の一端によって受取るため レーザビーム２を発生するように設置されている。一般的に光フアイバ素子は、 ２■の長さであり、固定装置５の中に適切に設けられている。

図から認められるように光フアイバ素子は、光フアイバ素子の光軸に垂直でレー ザ放射線を錐体角度０にわたって放射する平坦な端部を備えている。測定は１Ｏ ｄ２／λよりもいくぶん大きい距離で行われ、ここでｄは光ファイバの直径、λ は放射している放射線の波長である。

第７図は最大強度の５％で決定された遠い画角（ｆａｒｆｉｅｌｄ　ａｎｇｌｅ 　）での放射線分布断面図である。レーザビーム２と光ファイバ４との結合から 認められるように光ファイバの受容錐体角度を越える放射線の放射はいずれも過 剰となり、システムに使用することはできない。

特定の光フアイバ用の開口数を得るための遠い画角の測定技術は、可視スペクト ルについては知られている。本発明は、赤外線エネルギ範囲における開口数の値 を通して実際の効率を測定するために可視波長を使用する測定を補間しようと試 みたときに生じた不正確性をアドレスする。

第２図を参照すると、本発明の１実施例が示されている。

１５４０ｎｍの放射線を放射可能なレーザ光源６が使用される。これに関して本 発明は、約１　ｍ５ｅｃ継続するパルスを伴う約１００ワツトのビークパワーを 放射するエルビウムガラスレーザを使用している。この代わりにラマンシフトネ オジミウムドープガラスまたはイツトリウムアルミニウムガーネットレーザシス テムが、ラマンシフタとして高圧メタンガスを使用することにより１０Ｂ０ｎＩ １１の放射線を１５４０ｎｍに変換することができる。

赤外放射線の特定のレーザ光源および望ましい波長は、本発明の適用性を制限す るものではない。試験下の光フアイバ素子８は赤外放射線を伝送し、それは１０ ％のエルビウムイオンＥｒ３＋を含むフッ化カルシウムドープ結晶体構造から成 るアップ変換スクリーン１０に放射される。

アップ変換スクリーン１０の背後には、シリコンフォトダイオードマトリクスア レイ１２があり、これは例えば１００　Ｘ１００のシリコンフォトダイオードマ トリクスアレイとアレイの走査を制御する関連した通常の電子部品（示されてい ない）を設置するＥ　Ｇ　＆　Ｇ　Ｒｅｔｉｃｏｎ　モデル　Ｍ　Ｃ５２０カメ ラの一部であってよい。フォトダイオードマトリクスアレイの飽和を避けるため に中性デンシティフィルタ１１または開口隔膜（示されていない）によって許容 できるレベルまで入力ビームを減衰させることが可能である。前述のようにレー ザビームのパワーはアップ変換スクリーン１０の感応性の直線性を保証するため に１ワット／Ｃ−以上であるべきである。例えばＥ　Ｇ　＆　Ｇ　Ｒｅｔｌｃｏ ｎ　モデル　Ｎｏ、ＲＳ　５１０のようなカメラ制御ユニットを含むようなマイ クロプロセッサに基いた制御ユニット１４、インターフェイス回路および適切な アルゴリズムを有するマイクロプロセッサは、データを読出してビデオ信号をフ ォトダイオードマトリクスアレイ１２から受信し、続いて情報を処理するために 必要なタイミングの情報を走査制御ユニットに与える。アナログデジタル変換回 路１６は、はじめに各アレイ素子からのビデオ信号をデジタルフォーマットに変 換し、それから適切なコンピュータインターフェイスユニット（示されていない ）を通してそれらをマイクロプロセッサ１４に伝送する。例えばコンピュータイ ンターフエイユニットは、ＸＹカウンタおよび偶数−奇数文字レジスタから成る 。光ファイバからの赤外放射線のビームパスにおける赤外線検知器、またはその 代わりの可視波長光検知器１８は、変換スクリーンｌＯからの光線の焦点がレン ズ２０によって結ばれるときにこの光線を監視できる。光検知器１８は、エネル ギが受取られてフォトアレイ１２により蓄積されたときを示すためにタイミング 情報をインターフェイスユニットに提供する。コンピュータのＲＡＭメモリ２２ または類似のものは、アナログデジタル変換器１６から受取られたデジタルデー タを蓄積する。

マイクロプロセッサ１４は、走査する素子を制御するために直接的に検知器アレ イに結合されるか、または選択された特有の方法にしたがってカメラ制御ユニッ トに結合されることができ、さらに蓄積されたデータを処理するようにコンビュ ー発生された値を自動的にユーザーに提供するようにディスプレイ２４に結合さ れている。

インターフェイスユニットは、パルスおよび連続波（ＣＷ）という２つの機能モ ードを有することができる。パルス化されたレーザは放射線源として使用される ため、画像データは以下の事項のシーケンスによって示されるシステムに応じて 処理されることができる。ヒユーレットパッカートモデルＨＰ　９８４５コンピ ユータからＩ１０ラインおよびＰＴＣＬ信号を受取るとすぐにＸＹカウンタは、 走査アドレスのカウント（１から１００００まで）を開始することができ、レー ザパルスが存在しない場合にはその過程はほぼ４０ｍ５ｅｃごとに繰返される。

レーザパルスが発生するとき、インターフェイスユニットのセンサ２０がＸＹカ ウンタを停止させ、フリップフロップを付勢して画像データの第１のバイトのア ドレスを固定する。

この情報は後で使用するためにコンピュータメモリ２２に伝送される。同時に偶 数／奇数文字レジスタは、カメラＲＳ　５２０端子から受取られた画像データ（ ８ビット／文字）を蓄積し始め、それらを１６ビツト（２画素）のデータワード に変換する。この過程の完了においてインターフェイスユニットはデータレディ 信号（ＰＦＬＧ）をコンピュータ１４に送信し、コンピュータ１４は、直接メモ リアクセスチャンネルを介して１６ビツトの画像および暗電流データをＲＡＭメ モリ中に蓄積し始める。ＲＡＭアドレスカウントは１００００　、すなわち画像 と暗電流との間で等しく分割された２００００バイトに設定されることができる 。データ蓄積終了後、コンピュータ１４は画像データから暗電流を減じ、インタ ーフェイスユニットによって供給された第１の画像バイトのＸＹアドレスを分析 して、さらに既知の等式にしたがって開口数を導出するために情報を再構成して 処理するようにプログラムされている。この点においてインターフェイスユニッ トは“アイドル状態”になっているため、コンピュータ１４から次のＩｌｏおよ びＰＴＣＬ信号を受信する準備ができている。

第４図を参照すると、第２図の実施例から僅かに修正された本発明の別の実施例 が示されている。これら実施例の両方に関して、米国特許出願第４３２０４６２ 号明細書の公表内容が、重要ではないが本発明の適用の理解に役立つ付加的な背 景情報を提供するために参照文献とされる。

第４図の実施例において、赤外線レーザ源３０はレーザビームを本発明のアップ 変換スクリーンのようなＩＲ変換器３２の方向に放射する。レーザビームの一部 分は半透明のりフレフタ部品３４によって適切なフラッシュ検知器３６に導かれ る。

フォトダイオードアレイは可視放射線をＩＲ変換器３２から受取るように設置さ れている。フォトダイオードアレイはＥ　Ｇ　＆　Ｇ　Ｒｅｔｉｃｏｎ　モデル 　Ｍ　Ｃ５２０カメラのようなカメラ３８の一部分である。適切なフィルタおよ び放射線の焦点を結び、導く光学レンズが使用されるが、簡単化するために第４ 図には召されていない。Ｅ　Ｇ　＆　Ｇ　Ｒｅｔｉｃｏｎ　モデルＲＳ　５２０ のようなマトリクスカメラ制御装置４０はフォトダイオードアレイの走査を制御 し、ビデオ信号を供給することができる。さらにタイミングは、ヒユーレットバ ッカートモデルＨＰ　９８４５コンピユータのようなマイクロプロセッサ４４に よって順次制御されることができるＤＭＡインターフェイス回路４２によって補 われている。

理解されるように回路は説明のために示されたものであり、通常の回路部品を実 際の回路装置のために補うことができる。

理解されるように通常の信号処理技術は、例えばデータを蓄積する予備走査を行 い、それから赤外線レーザパルスの可視エネルギへの変換を実際に測定する間に 蓄積されたデータを基準値として使用することによって、検知器アレイによって 測定されるどのような背景雑音レベルでも除外または最小にするように使用され ることができる。

第４図を参照すると、一度レーザパルスがフラッシュ検知器３６によって検知さ れると、ＤＭＡインターフェイス４２により、カメラ制御装置４０は可視画像パ ターンのビデオ信号を与えるようにカメラ３８を制御することができる。第４図 の実施例において、全体のエネルギの値および赤外線レーザビームの相対的な位 置と発散を計算することができる。計算は以下のように行われる。

総合エネルギ（ＰＴ　）は以下の等式から計算される。

ここにおいてＰｌは、特定の検知素子におけるエネルギであり、合計は全検知素 子についてであり、ｎ　−１０２４は検知器アＩ／イにおける検知素子の代表的 な数である。

ボアサイト、すなわち相対位置の計算は、レーザビームの中心または重心を定め る一組の直角軸の周囲のエネルギのモーメントを計算することによって行われる 。この計算は、物体の重心を決定するために行われる計算と類似したものである 。例えば２次元の物体の重心の位置は以下の等式から計算されることができる。

ここにおいてＹおよびｙは物体の重心のＸとｙの座標であり、ｘｌおよびｙｉは 特定の組の基準軸から測定された特定の無限小の質量素子ｍ１までのモーメント のアームの長さである。この計算は物理学または工学分野の技術者によく知られ ている。計算されたボアサイトは既知の検知アレイの中心と比較されてもよく、 必要ならばレーザビームはその位置に設定されたその中心を有するように調節さ れてもよい。

発散の計算は、エネルギの９０％が含まれているレーザビームの直径を算出する 。レーザビームの理想的なビームプロフィールの形状は、第７図に見られるよう に外側エツジの近くで指数的に次第に減少するパワーレベルを有するガウス曲線 である。全エネルギの９０％を含むビームの直径の測定は、レーザビームプロフ ィールの比較に対する測定基準値を提供する。発散はまた焦点を結ばれたレーザ ビームの角度的な偏差（ミリラジアンで）として表されてもよい。またこれはレ ーザビームの“広がり”とも呼ばれる。角度的な偏差は、ビーム直径のレーザ源 と検知器アレイとの間の距離に対する比によってミリラジアンで与えられる。

発散は、開始点として予め定められたビーム中心の検知器素子を使用し、検知器 アレイの素子と関連された蓄積信号を予め定められた方法で合計することにより 測定される。マイクロプロセッサ４４は、９０％のエネルギ値に達するまで変動 する直径の周囲を計算する検知器素子の組を合計する。一度９０％のエネルギ値 に達すると、対応するビームの直径がディスプレイに供給されることができる。

第５図は、本発明のアップ変換スクリーンの分解能を決定する試験過程を表して いる。これに関してＩＲレーザ５０は、米国空車分解能標的５２の垂直ラインに 向けられる。垂直ラインは、その上に開口（示されていない）を設置することに よって標的の他の部分から分離されている。垂直ラインのこのグループに対する 空間的な周波数は、１ｍｍに対して８ライン対として与えられ、これにより２つ のラインの間の分離が１２５μ魁となる。アップ変換スクリーン５４上の１：１ 映像の焦点はレンズ５６によって結ばれる。フォトダイオードアレイ５８は、１ ２０μｍの分解能を可能にする８０μ０のアレイに分離したダイオードを有する 。図から認められるように垂直ラインの空間周波数は、フォトダイオードアレイ ＤＭＡの分解能限界に近い。アップ変換スクリーン５４の分解能に関する歪みの ない情報を得るためにダイオードマトリクスアレイ５８上に映写された映像は、 係数２でレンズ６０を通じて光学的に拡大される。記録されたラインは十分に分 解され、この試験によって明かにされた本発明のアップ変換スクリーン５４の分 解能の上限は、１２５μｍ以上である。アップ変換スクリーンの空間的分解能は 、共同ルミネセンス過程よりもその厚さによって主として制限されることが決定 された。本発明はスクリーンの背後よりもスクリーンの感応表面に対する角度で 焦点を結ばれた検知器アレイと共に動作できることが認められる。

本発明は、全エネルギ、発散および赤外線の範囲における平均位置を含んだある レーザビームパラメータ用の迅速で効率的な測定を行なう装置を開示している。

さらに本発明は、赤外線の範囲における光フアイバ用の開口数の自動測定装置を 開示している。

上記の実施例は単に本発明を示しているだけでなく、本発明の原理を適用できる 可能性のある特定の実施例の限定数もまた表している。しかしその他の多数のさ よざまな装置は、本発明の技術的範囲から逸脱することなくこれらの原理にした がって当該業者によって容品に製造されるものである。

国際調査報告 １ｍ−ｍ１４轡ｓｌ　ＡｎａＭＩｖ＠＄　ｘａ、　Ｐαｒ／ｌｌｓ　８７１０１ ５０２

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線領域における光ファイバの開口数を測定する装置において、 光ファイバを設ける手段と、 一端での放射のために光ファイバを通って赤外線エネルギを伝送する手段と、 光ファイバの末端から予め定められた距離で放射赤外線エネルギをエネルギのよ り短い波長に変換する手段と、この短い波長のエネルギ分布を記録し、開口数が このような記録データから計算されることのできる手段とを有することを特徴と する測定装置。
2. （２）記録するための手段は短い波長エネルギパターンの画角を表すデジタル信 号の変換手段および供給手段から受取られた短い波長を検知する検知器アレイと 、デジタル信号を自動的に処理して光ファイバの予め定められたパワーに対する 開口数の決定を行なう手段とを含む請求項１記載の装置。
3. （３）変換手段は、予め定められた厚さの希土類ドープ結晶体を含み、結晶体の 材料が９００乃至１６００ナノメークの間の十分な強度を受けるとき励起を行な うように十分にドープされている請求項１記載の装置。
4. （４）変換手段は、入射赤外線エネルギの波長よりも短い波長のエネルギを放射 することができるアルカリ土類ハロゲン化合物の変換スクリーンおよび中性デン シティフィルタを含み、フィルタは飽和を回避するために記録手段の前方に設け られている請求項１記載の装置。
5. （５）結晶材料はエルビウムイオンでドープされている請求項３記載の装置。
6. （６）結晶材料はフッ化カルシウムである請求項５記載の装置。
7. （７）記録手段は検知器アレイである請求項４記載の装置。
8. （８）記録されたデータから光ファイバの開口数を自動的に決定する手段を有す る請求項１記載の装置。
9. （９）赤外線レーザパルス、全エネルギ、および装置に入射される赤外線レーザ ビームの相対的な位置および発散を測定するレーザシステムアナライザにおいて 、赤外線レーザパルスを可視エネルギに変換する変換部品と、変換部品から受取 られた可視エネルギを検知し、可視エネルギを示す電気信号を出力する検知器ア レイ素子と、出力された信号をデジタル化する前記検知器アレイに結合された手 段と、 予め定められた方法により前記検知器アレイを走査して受信されたデジタル信号 を蓄積し、全エネルギ、相対的な位置および前記レーザビームの発散の値を与え るように前記デジタル信号を処理するメモリを含む計算手段とを有することを特 徴とするレーザシステムアナライザ。
10. （１０）変換部品は予め定められた厚さの希土類ドープ結晶体材料を含み、結晶 材料が９００乃至１６００ナノメータの間の十分な強度を受けたとき励起を行な うように十分にドープされている請求項９記載のアナライザ。
11. （１１）結晶材料はエルビウムイオンでドープされている請求項１０記載のアナ ライザ。
12. （１２）結晶材料はフッ化カルシウムである請求項１１記載のアナライザ。
13. （１３）赤外線領域における光ファイバの開口数を測定する装置において、 光ファイバを設ける手段と、 一端での放射のために光ファイバを通って赤外線エネルギを伝送する手段と、 光ファイバの末端から予め定められた距離で放射された赤外線エネルギを短いエ ネルギの波長に変換する手段と、変換手段から受取られた短い波長のエネルギを 検知し、短い波長のエネルギ強度を示す電気信号を出力する検知器アレイ素子と 、 出力された信号をデジタル化する前記検知器アレイに結合された手段と、 予め定められた方法により前記検知器アレイを走査して受信されたデジタル信号 を蓄積し、開口数を与えるように前記デジタル信号を処理するメモリを含む計算 手段とを有することを特徴とする測定装置。
14. （１４）変換手段は予め定められた厚さの希土類ドープ結晶材料を含み、結晶材 料が９００乃至１６００ナノメータの間の十分な強度を受けたとき励起を行なう ように十分にドープされている請求項１３記載の装置。
15. （１５）変換手段は入射赤外線エネルギの波長よりも短い波長のエネルギを放射 することができるアルカリ土類ハロゲン化合物材料の変換スクリーンおよび中性 デンシティフィルタを含み、フィルタは飽和を回避するために記録手段の前方に 設けられている請求項１３記載の装置。
16. （１６）結晶材料はエルビウムイオンでドープされている請求項１４記載の装置 。