JPH02259615A - Laser transmitter - Google Patents

Laser transmitter

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Publication number
JPH02259615A
JPH02259615A JP7825189A JP7825189A JPH02259615A JP H02259615 A JPH02259615 A JP H02259615A JP 7825189 A JP7825189 A JP 7825189A JP 7825189 A JP7825189 A JP 7825189A JP H02259615 A JPH02259615 A JP H02259615A
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JP
Japan
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laser
laser beam
wavelength
different
path length
Prior art date
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Pending
Application number
JP7825189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Ichinose
祐治 一ノ瀬
Yoshihiro Michiguchi
道口 由博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02259615A publication Critical patent/JPH02259615A/en
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Abstract

PURPOSE:To efficiently converge a laser beam onto a target object surface by constituting lasers of respective wavelengths and respective elements of a variable-shape mirror in such a manner that these lasers and elements can correspond one to one. CONSTITUTION:The laser beam outputted from a laser generator 1 is inputted to a wavelength converter 2 by which the laser beam is converted to different wavelengths by each of the respective regions (the min. regions where shapes can be varied) of the variable-shape mirror 3. An optical system 4 is so designed that the laser beam reflected by the variable-shape mirror 3 (wavelength lambda1 to lambdan, n: the number of regions) is converged onto the target surface. The interference signals (beat signals) of the differences between respective frequencies are obtd. if the reflected waves 9 of the laser beam from the target 5 are detected by a photodetector 6. The signals are separated by a frequency discriminator to each component of the differences between the respective frequencies and the amplitude values thereof are detected. The shape of the variable-shape mirror 3 is so determined by a phase control circuit 8 that the detected amplitude values are to be maximized. The beam intensity on the target surface is maximized in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ・ビームを媒質中で伝播させるレーザ
送信装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a laser transmitter that propagates a laser beam in a medium.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

レーザ・ビームの大気中での拡散を抑え集光させる技術
は、電気学会誌102.507 (19g2)″適応光
学系′″に記載のように、反射鏡摂動法によっている。
The technique for suppressing the diffusion of the laser beam in the atmosphere and concentrating it is based on the reflector perturbation method, as described in the Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan 102.507 (19g2) "Adaptive Optical System".

これは、レーザ光を送りだす光学開口が、N個の小開口
から構成され、N個の小開口が物体面で作るファーフィ
ールド・パターンの重なりから、N個の小開口各々から
物体までの位相ひずみを知る検出方法を用いている。こ
のとき、各々の小開口は独立な周波f1で1/20波長
程度の位相変調をうける。
This is because the optical aperture that sends out the laser beam is composed of N small apertures, and the overlap of the far-field pattern created by the N small apertures on the object plane causes phase distortion from each of the N small apertures to the object. We use a detection method that knows the At this time, each small aperture receives phase modulation of about 1/20 wavelength at an independent frequency f1.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術には以下の点で問題がある。 The above conventional technology has the following problems.

一つは、各々の開口で位相変調をかけるため、個々の開
口をアクチュエータで振動させる必要があることである
。開口数Nが多ければ多いほど、補償効率は向上するが
、現存のアクチュエータ(主に圧電素子)では、変調の
上限50 K Hz程度であり、この方式では個々の変
調周波数を各開口に割当てる必要から、開口数Nが制限
されてしまう。
One is that each aperture must be vibrated by an actuator in order to apply phase modulation to each aperture. The larger the numerical aperture N, the better the compensation efficiency, but with existing actuators (mainly piezoelectric elements), the upper limit of modulation is about 50 KHz, and this method requires assigning individual modulation frequencies to each aperture. Therefore, the numerical aperture N is limited.

二つめの問題は、位相変調のためにSN比が悪いという
ことである。特に、物体面の凹凸や、振動(移動)があ
る場合には、この方式では、レーザの位相が乱れるため
に制御不能になる恐れがある。
The second problem is that the signal-to-noise ratio is poor due to phase modulation. In particular, when there are irregularities or vibrations (movements) on the object surface, this method may cause the laser phase to be disturbed, resulting in loss of control.

本発明の目的は、レーザ・ビームを目標とする物体面上
に集光させることにある。
An object of the present invention is to focus a laser beam onto a target object plane.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は位相変調の代りに波長の異なるレーザ光を導
入することにより達成される。
The above object is achieved by introducing laser beams with different wavelengths instead of phase modulation.

〔作用〕[Effect]

波長の異なる複数のレーザ光を用いて、物体面上に収束
させる本発明の原理について説明する。
The principle of the present invention in which a plurality of laser beams with different wavelengths are used to converge onto an object plane will be explained.

簡単のため、嬰つの異なるレーザ光の場合について説明
する。三つのレーザ光の強度は次式で示され Ia=Ce””°1゛1°)−(3) 但し、ωt :発振周波数(z1/λ λ:波長)Ti
 二位相 A、B、C:各レーザの振幅 これら三つのレーザ光を収束し、目標面からの反射波を
光検出器で検出すると、その信号Pは、p=l It+
Iz+Ial” =:Az+B”+C2+2ABcos((c、+t−ω
z)t+’f’1−’Pz)+2BCCO8(((11
2−ωa)t+’Pz−Y’a)+2CACO8(((
IJ3−(111) t +’P3−Y’t)    
    ・・・(4)上式から明らかなように、各レー
ザ光の発振周波数の差の成分が検出できる。そこで、大
気のゆらぎ等の原因により、光検出器の信号Pの各周波
数成分に変化が生じるため、常に、各周波数成分が最大
となるように、位相ψを制御する。位相ψを制御するた
めには、レーザの光路長を変えられる可変形状鏡を用い
れば良く、そのため、各波長のレーザと可変形状鏡の各
要素は一対一に対応できるように構成する。
For simplicity, the case of two different laser beams will be described. The intensity of the three laser beams is expressed by the following formula: Ia = Ce""°1゛1°) - (3) where ωt: oscillation frequency (z1/λ λ: wavelength) Ti
Two phases A, B, C: amplitude of each laser When these three laser beams are converged and the reflected wave from the target surface is detected by a photodetector, the signal P is p=l It+
Iz+Ial"=:Az+B"+C2+2ABcos((c,+t-ω
z)t+'f'1-'Pz)+2BCCO8(((11
2-ωa)t+'Pz-Y'a)+2CACO8(((
IJ3-(111)t+'P3-Y't)
(4) As is clear from the above equation, the component of the difference in the oscillation frequency of each laser beam can be detected. Therefore, since each frequency component of the signal P from the photodetector changes due to causes such as atmospheric fluctuations, the phase ψ is always controlled so that each frequency component is maximized. In order to control the phase ψ, it is sufficient to use a deformable mirror that can change the optical path length of the laser, and therefore the laser of each wavelength and each element of the deformable mirror are configured to correspond one-to-one.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
@において、レーザ送信装置は、レーザ発生器1から出
力されるレーザ・ビームの波長を変える波長変換器2と
、波長変換器2より出力される個々のレーザ・ビームの
光路長(位相)を変える可変形状鏡3と、可変形状鏡3
から反射されるレーザ・ビームを特定の焦点距離で結像
させるための光学系と、レーザ・ビームが目標物5に当
り、その反射波9を検出する光検出器6と、光検出器6
から出力される信号の周波数成分毎に弁別する周波数弁
別器7と、可変形状鏡3の形状を制御し、レーザ・ビー
ムの光路長(位相)を変えるための指令を出力する位相
制御回路8から成る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
At @, the laser transmitter includes a wavelength converter 2 that changes the wavelength of the laser beam output from the laser generator 1, and a wavelength converter 2 that changes the optical path length (phase) of each laser beam output from the wavelength converter 2. Deformable mirror 3 and Deformable mirror 3
an optical system for imaging a laser beam reflected from a target object 5 at a specific focal length; a photodetector 6 for detecting the reflected wave 9 when the laser beam hits a target object 5;
from a frequency discriminator 7 that discriminates each frequency component of a signal output from the laser beam, and a phase control circuit 8 that controls the shape of the variable shape mirror 3 and outputs a command to change the optical path length (phase) of the laser beam. Become.

次に、本実施例の動作を説明する。まず、本発明の理論
的根拠について第3図を用いて説明する。
Next, the operation of this embodiment will be explained. First, the theoretical basis of the present invention will be explained using FIG. 3.

三個のレーザ発生器1a、lb、lcから出力さ1o=
 1゜e−j((!xt+’p°)・(6)但し、ω1
.ω2.ω8:各レーザ発振周波数’Pitψ2.ψ3
:各レーザの位相 Io:レーザ振幅 上式で示されるレーザ・ビームを光学系で収束させる場
合、大気等の媒質中をレーザ・ビームが伝播すると熱レ
ンズ効果、あるいは、媒質の屈折率のゆらぎによりビー
ムが拡散する現象が生じる。
Output from three laser generators 1a, lb, lc 1o=
1゜e−j((!xt+'p°)・(6) However, ω1
.. ω2. ω8: Each laser oscillation frequency 'Pitψ2. ψ3
: Phase Io of each laser: Laser amplitude When the laser beam shown in the above equation is focused by an optical system, when the laser beam propagates through a medium such as the atmosphere, thermal lens effects or fluctuations in the refractive index of the medium occur. A phenomenon occurs in which the beam diverges.

このとき、目標面上に到達したレーザ・ビームは、それ
ぞれ、 すなわち、各レーザ・ビームは伝播中に、振幅を減衰し
、位相も変化する。目標面上で三つのビームが重り合い
最大となるのは、それぞれの位相が等しいか、位相差が
2nπ(n=o、±1.±2゜・・・・・)のときであ
る。従来技術では、位相の乱れr′を検出して、制御す
る方式である。これに対し1本発明は、各レーザ・ビー
ムIf 、 I2 。
At this time, each of the laser beams reaching the target surface attenuates its amplitude and changes its phase during propagation. The three beams superimpose on the target surface to a maximum when their phases are equal or when the phase difference is 2nπ (n=o, ±1.±2°, . . . ). In the prior art, the phase disturbance r' is detected and controlled. In contrast, one embodiment of the present invention provides that each laser beam If, I2.

丁3が干渉した信号、あるいは、個々の発振周波数成分
を検出すゐことにより、可変形状鏡3のミラー3aを移
動させ、光路長(すなわち位相で)を変えて、検出信号
が最大となるように制御するものである。
By detecting the interfering signal or the individual oscillation frequency components, the mirror 3a of the deformable mirror 3 is moved to change the optical path length (that is, the phase) so that the detected signal is maximized. It is intended to be controlled.

本発明の一実施例を第1図に基づいて説明する。An embodiment of the present invention will be described based on FIG.

レーザ発生器1から出力されたレーザ・ビームは波長変
換器2に入力され、可変形状鏡3の各領域(形状が可変
できる最小の領域)毎に、レーザの波長を異なったもの
に変換する。(波長λ1〜λ。。
A laser beam output from a laser generator 1 is input to a wavelength converter 2, and the wavelength of the laser is converted to a different wavelength for each region (the smallest region whose shape can be varied) of the deformable mirror 3. (Wavelength λ1~λ.

n:領域数)可変形状鏡3で反射されたレーザ・ビーム
は、目標面上で収束するように光学系4は設計される。
(n: number of regions) The optical system 4 is designed so that the laser beam reflected by the deformable mirror 3 is converged on the target surface.

目標物5からのレーザ・ビームの反射波9を光検出器6
で検出すると、各々の周波数の差の干渉信号(ビート信
号)が得られる。この信号を周波数弁別器により、各周
波数の差の成分ごとに分離し、その振幅値を検出する。
The reflected wave 9 of the laser beam from the target object 5 is detected by a photodetector 6.
When detected, an interference signal (beat signal) of each frequency difference is obtained. This signal is separated into frequency difference components by a frequency discriminator, and the amplitude values thereof are detected.

検出した振幅値が最大となるように、位相制御回路8で
可変形状鏡3の形状を決定する。通常、可変形状鏡3の
個々の領域の光路長の制御幅は±2λ(λ:波長)あれ
ば充分である。このため、±2λの範囲で光路長を変え
、上記周波数弁別器7で検出した振幅値が最大となる光
路長(形状)を探すことにより、実現できる。
The shape of the deformable mirror 3 is determined by the phase control circuit 8 so that the detected amplitude value becomes maximum. Normally, it is sufficient for the control width of the optical path length of each region of the deformable mirror 3 to be ±2λ (λ: wavelength). Therefore, this can be achieved by changing the optical path length within the range of ±2λ and searching for the optical path length (shape) that maximizes the amplitude value detected by the frequency discriminator 7.

本実施例によれば、レーザの波長(発振周波数)を利用
した検出法により、制御するために目標物の反射面の状
態、あるいは、目標物の移動する場合にも、各個の周波
数の差は、変動しないために、本制御法が適用できる。
According to this embodiment, the detection method using the wavelength (oscillation frequency) of the laser allows the state of the reflective surface of the target to be controlled, or even when the target is moving, to detect differences in frequencies. , does not fluctuate, so this control method can be applied.

上述の実施例では、個々のレーザ・ビームの干渉を検出
する方法について述べたが、次に、第2図を用いて本発
明の詳細な説明する。すなわち、反射波9を波長分析器
12に入力し、波長分析器12では、反射波の各波長毎
に振幅値を検出することができ、この検出値により、第
一の実施例と同一の手順で位相制御回路8で可変形状鏡
3の形状を決定することができる。
In the above embodiment, a method for detecting interference between individual laser beams has been described. Next, the present invention will be explained in detail using FIG. 2. That is, the reflected wave 9 is input to the wavelength analyzer 12, and the wavelength analyzer 12 can detect the amplitude value for each wavelength of the reflected wave. Based on this detected value, the same procedure as in the first embodiment can be performed. The shape of the deformable mirror 3 can be determined by the phase control circuit 8.

次に、本発明の必須要件である可変形状鏡3の個々の領
域毎に異なる波長のレーザ・ビームを作る実施例につい
て、第4図、第5図、第6図を用いて説明する。第4図
は、アレイ型レーザと呼ばれるものであり、従来、レー
ザ出力を増すために多数のレーザ発生器を束ねて構成し
ていた。このとき各レーザ発生器の波長は同一となるよ
うにしていた。これを本発明に適用するために、異なる
波長を持つレーザを複数並べれば実現できる。アレイ型
レーザは半導体レーザで広く応用されており、各レーザ
の波長を変えるには、各レーザの励起に要するエネルギ
ーギャップを変えることで実現できる。
Next, an embodiment in which laser beams of different wavelengths are generated for each region of the deformable mirror 3, which is an essential requirement of the present invention, will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. 4 shows what is called an array type laser, which has conventionally been constructed by bundling a large number of laser generators in order to increase the laser output. At this time, the wavelength of each laser generator was made to be the same. In order to apply this to the present invention, it can be realized by arranging a plurality of lasers having different wavelengths. Array lasers are widely used as semiconductor lasers, and the wavelength of each laser can be changed by changing the energy gap required for excitation of each laser.

次に、第5図の実施例について説明する。レーザ発生器
1から出力されるレーザ・ビームは、特定の発振波長幅
を持っている。エタロン板はレーザ・ビームに対する傾
きにより、エタロン板を通過する波長を選択するフィル
タ効果をもっている。
Next, the embodiment shown in FIG. 5 will be described. The laser beam output from the laser generator 1 has a specific oscillation wavelength width. The etalon plate has a filtering effect that selects the wavelength that passes through the etalon plate depending on its inclination with respect to the laser beam.

従って、レーザ発生器1から出力されるレーザ・ビーム
をエタロン板2aを傾きをおのおの変えたものを、可変
形状鏡3の各領域に対応した位置に並べることにより、
異なる波長のレーザ・ビームを作ることができる。
Therefore, by arranging the laser beams output from the laser generator 1 with the etalon plates 2a at different inclinations at positions corresponding to each region of the deformable mirror 3,
Laser beams of different wavelengths can be created.

次に、第6図を用いて一実施例を説明する。これは、回
折格子2bを用いて異なる波長のレーザ光を取出すもの
である。回折格子2bは、それに入射されるレーザ・ビ
ームを波長毎に異なる角度で反射する特徴を持つ。これ
を利用して、回折格子2bから反射されたレーザ・ビー
ムをミラー2cによりそれぞれのレーザ・ビームが平行
となるように調整する・ 次に、可変形状鏡2の実施例について、第7図。
Next, one embodiment will be described using FIG. 6. This uses a diffraction grating 2b to extract laser beams of different wavelengths. The diffraction grating 2b has the characteristic of reflecting the laser beam incident thereon at different angles for each wavelength. Utilizing this, the laser beams reflected from the diffraction grating 2b are adjusted by the mirror 2c so that the respective laser beams become parallel.Next, FIG. 7 shows an example of the deformable mirror 2.

第8図を用いて説明する。第7図は、分割ミラー型可変
形状鏡の一実施例である。ピエゾ3bにミラー3aを接
続したものを複数個、並べたものである。ミラー3aの
面積と同一のレーザ・ビーム径で、各ビーム毎に波長を
変える。第7図に示すΔQが光路長差となる。このΔΩ
に個々のレーザ・ビームの位相を変化させる。
This will be explained using FIG. FIG. 7 shows an embodiment of a split mirror type deformable mirror. A plurality of mirrors 3a connected to piezos 3b are arranged. The laser beam diameter is the same as the area of the mirror 3a, but the wavelength is changed for each beam. ΔQ shown in FIG. 7 is the optical path length difference. This ΔΩ
changes the phase of the individual laser beams.

次に、第8図に示す一体ミラー型可変形状鏡の一実施例
について説明する0弾性のあるミラー3aに、ピエゾ3
bを複数個数べて接続する。各ピエゾ3bのストローク
を変化させることにより、ミラ−3a全体の形状を変え
る。このように、可変形状鏡3は、レーザ・ビームの通
る光路長が変えられれば良く、その変位量はレーザの最
大位相差が2πであることを考えれば、±2λ程度で良
い。
Next, to explain an embodiment of the integrated mirror type deformable mirror shown in FIG.
Connect multiple b. By changing the stroke of each piezo 3b, the overall shape of the mirror 3a is changed. In this way, the deformable mirror 3 only needs to change the optical path length through which the laser beam passes, and the amount of displacement may be about ±2λ considering that the maximum phase difference of the laser is 2π.

次に、二つの異なるレーザ・ビームを用いて、本発明を
実現する実施例について、第9図、第10図を用いて説
明する。第9図において、1aはレーザ発生器、1bは
XYスキャナ10上に置かれたレーザ発生器である。レ
ーザ発生器1aから出力されるレーザ・ビームは可変形
状鏡3の全面をカバーするビーム径をもち、ビーム・ス
プリッタ11及び可変形状鏡3を介し光学系4により、
目標物5の位置で収束される。XYスキャナ10の上に
置かれたレーザ発生器1bから出力されるレーザ・ビー
ム径は、可変形状鏡3の一つのピエゾで制御できる領域
と一致させる。いま、xYスキャナ1oにより、レーザ
発生器1bのレーザ・ビームがビーム・スプリッタ11
を介し、可変形情鏡3の特定の領域で反射され、光学系
4を通してレーザ発生器1aからのレーザ・ビームと同
時に目標物5に向けて送られる。このとき、二つのレー
ザ・ビームの波長は異なる。レーザ・ビームが目標物5
より反射された反射波9を、第一の実施例で説明した手
段により、各波長の差の周波数成分、あるいは、各波長
の振幅を検出し、可変形状鏡3のレーザ発生器1bのレ
ーザ・ビームが当っている領域を制御する。以上の動作
をXYスキャナ10を移動させ、第10図に示すように
、レーザ・ビームを走査しながら可変形状鏡3の制御を
すれば、目標面でのビーム強度を最大にすることができ
る。
Next, an embodiment in which the present invention is implemented using two different laser beams will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In FIG. 9, 1a is a laser generator, and 1b is a laser generator placed on the XY scanner 10. The laser beam output from the laser generator 1a has a beam diameter that covers the entire surface of the deformable mirror 3, and is transmitted by the optical system 4 through the beam splitter 11 and the deformable mirror 3.
It is converged at the position of the target object 5. The diameter of the laser beam output from the laser generator 1b placed on the XY scanner 10 is made to match the area that can be controlled by one piezo of the deformable mirror 3. Now, the xY scanner 1o directs the laser beam from the laser generator 1b to the beam splitter 11.
is reflected at a specific area of the deformable mirror 3, and sent through the optical system 4 toward the target 5 at the same time as the laser beam from the laser generator 1a. At this time, the wavelengths of the two laser beams are different. Laser beam is target 5
The reflected wave 9 is detected by the means described in the first embodiment to detect the frequency component of the difference between the wavelengths or the amplitude of each wavelength, and then the laser beam of the laser generator 1b of the deformable mirror 3 is detected. Control the area hit by the beam. By performing the above operations by moving the XY scanner 10 and controlling the deformable mirror 3 while scanning the laser beam as shown in FIG. 10, the beam intensity at the target surface can be maximized.

本実施例によれば、収束用のレーザ発生器1aと制御用
の波長の異なるレーザ発生器1bにより、ビームを収束
させることができ、二つのレーザ・ビームの波長の関係
は、目標物の表面状態及び移動に対して不変であるため
、目標物5に左右されずにレーザ・ビームを集光するこ
とが可能となる。
According to this embodiment, the beam can be focused by the laser generator 1a for focusing and the laser generator 1b for control with different wavelengths, and the relationship between the wavelengths of the two laser beams is determined by the surface of the target object. Since it is invariant to state and movement, it is possible to focus the laser beam independently of the target object 5.

次に、本発明を利用した新たな実施例について説明する
。第11図に本発明の一実施例であるレーザ加工機を示
す、建設現場等で、鉄骨13等の切断作業に本発明のレ
ーザ加工機が応用できる。
Next, a new embodiment utilizing the present invention will be described. FIG. 11 shows a laser processing machine according to an embodiment of the present invention.The laser processing machine of the present invention can be applied to cutting work of steel frames 13 and the like at construction sites and the like.

本発明によれば、レーザ・ビームを集光できるために一
点にビーム集中では、大出力のレーザ発生器を用いれば
、本実施例のようにレーザの熱エネルギにより切断が可
能となる0本発明によれば、離れた場所が置いたレーザ
加工機により構造物の加工が可能なために、人間が立入
りにくい場所での作業が行なえる。
According to the present invention, since the laser beam can be condensed, if the beam is concentrated at one point, if a high-output laser generator is used, cutting can be performed using the thermal energy of the laser as in this embodiment. According to , structures can be processed using a laser processing machine located at a remote location, allowing work to be carried out in places that are difficult for humans to access.

次に、第12図により、本発明を利用したレーザ誘導装
置について説明する。飛行場で飛行機1ワを滑走路18
に誘導するために、滑走路18に対する飛行機17の最
適侵入空路上にレーザ・ビームを送信し、飛行機17に
は、それを検知するセンサを設け、レーザビームの方向
に飛行機17を誘導する。本発明によれば、レーザ・ビ
ームの大気の°ゆらぎ等による拡散を抑えることができ
るので、飛行機17を正しい方向へ誘導することができ
る。
Next, a laser guiding device using the present invention will be explained with reference to FIG. Airplane 1W on runway 18 at the airport
In order to guide the airplane 17 to the runway 18, a laser beam is transmitted on the optimum approach path of the airplane 17 to the runway 18, and the airplane 17 is provided with a sensor to detect it, and the airplane 17 is guided in the direction of the laser beam. According to the present invention, it is possible to suppress the diffusion of the laser beam due to atmospheric fluctuations, etc., so that the airplane 17 can be guided in the correct direction.

なお、本発明はレーザ・ビームが伝播する媒質が空気だ
けでなく、例えば、水などの他の媒質の場合にも適用で
きることは言うまでもない。
It goes without saying that the present invention can be applied not only to air as the medium through which the laser beam propagates, but also to other media such as water.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、媒質中でレーザ・ビームを収束させる
ことができるので、媒質の状態によっては目標面上での
レーザ・ビーム強度をニないし1倍程度に高めることが
できる。
According to the present invention, since the laser beam can be focused in the medium, the laser beam intensity on the target surface can be increased by about two to one times depending on the state of the medium.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例のレーザ送信装置の系統図、
第2図は波長分析器を用いた制御系統図、第3図は本発
明の原理を示す説明図、第4図はアレイ型レーザの説明
図、第5図、第6図は波長変換器の実施例の説明図、第
7図、第8図は可変形状鏡の実施例の説明図、第9図は
本発明の一実施例のレーザ送信装置の系統図、第10図
はレーザビーム走査の実施例の説明図、第11図はレー
ザ加工機の実施例の説明図、第12図はレーザ誘導装置
の実施例の説明図である。 1・・・レーザ発生器、2・・・波長変換器、3・・・
可変形状鏡、4・・・光学系、5・・・目標物、6・・
・光検出器、7・・・周波数弁別器、8・・・位相制御
回路、9・・・反射波、10・・・XYスキャナ、11
・・・ビーム・スプリッタ、12・・・波長分析器、1
3・・・鉄骨、14・・・クレーン、15・・・切断部
、16・・・レーザ加工機、17・・・飛行機、18・
・・滑走路、19・・・レーザ誘導第1図 第2図 第 図 第7因 第4図 ! 第5図 箆6図 第9図
FIG. 1 is a system diagram of a laser transmitter according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a control system diagram using a wavelength analyzer, Fig. 3 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, Fig. 4 is an explanatory diagram of an array type laser, and Figs. 5 and 6 are diagrams of a wavelength converter. 7 and 8 are explanatory diagrams of an embodiment of a deformable mirror, FIG. 9 is a system diagram of a laser transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram of a laser beam scanning system. FIG. 11 is an explanatory diagram of an embodiment of a laser processing machine, and FIG. 12 is an explanatory diagram of an embodiment of a laser guiding device. 1... Laser generator, 2... Wavelength converter, 3...
Deformable mirror, 4... Optical system, 5... Target, 6...
- Photodetector, 7... Frequency discriminator, 8... Phase control circuit, 9... Reflected wave, 10... XY scanner, 11
...Beam splitter, 12...Wavelength analyzer, 1
3... Steel frame, 14... Crane, 15... Cutting section, 16... Laser processing machine, 17... Airplane, 18...
...Runway, 19...Laser guidance Figure 1 Figure 2 Figure 7 Cause Figure 4! Figure 5 Figure 6 Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、レーザ発生器から出力されるレーザ・ビームをレン
ズ、あるいは、ミラーの組合せで作られる光学系でビー
ムを収束させ送信するレーザ送信装置において、 前記レーザ・ビーム中の特定の領域毎に異なる波長のレ
ーザに変換する手段と、前記レーザの光路長をそれぞれ
独立に変える手段と、前記レーザ・ビームの結像点から
の反射波を波長毎に分離検出する手段、あるいは、波長
の異なるレーザ相互間の干渉光を検出する手段と、検出
する波長毎の信号あるいは、干渉光の信号により前記レ
ーザの前記光路長を変える手段の前記光路長を決定する
手段とを設けたことを特徴とするレーザ送信装置。 2、レーザ・ビームの特定の領域毎に異なる波長に変え
る波長変換器において、 レーザ発生器から出力される前記レーザ・ビームを、前
記レーザ・ビームより小さなエタロン板を複数個設け、
前記レーザ・ビームに対する個々の前記エタロン板の傾
きを異ならせて配置し、前記レーザ・ビームを前記複数
のエタロン板中を通過させ、通過した前記レーザ・ビー
ムのみを出力させることを特徴とする波長変換器。 3、レーザ・ビームの波長を変える波長変換器において
、 回折格子とミラーとを設け、入射される前記レーザ・ビ
ームを回折格子に反射させ、波長毎に異なる角度に反射
されるレーザをミラーにより、個々の波長のレーザを平
行とすることを特徴とする波長変換器。 4、レーザを発生させるレーザ発生器において、前記レ
ーザの発振波長の異なるレーザ発生器を複数個並べたこ
とを特徴とするアレイ型レーザ発生器。 5、レーザ送信装置において、 集光用のレーザ・ビームを発生するレーザ発生器と、前
記レーザ・ビームより小さく、波長の異なるレーザを発
生するレーザ発生器と、前記二つのレーザ・ビームを重
ねる手段と、前記集光用レーザ・ビームに対する前記波
長の異なるレーザ・ビームの位置を変える手段と、前記
二つのレーザ・ビームの特定の領域の光路長を変える手
段と、集光するレーザ・ビームの目標物からの反射波を
検知する手段と、検知手段に波長毎の振幅、あるいは、
干渉光を検出する手段と、手段により得られる信号によ
り、前記波長の異なるレーザ・ビームの光路長を変える
手段を設けたことを特徴とするレーザ送信装置。 6、レーザのエネルギを利用して金属あるいは他の物体
を切断、溶接作業等をするレーザ加工機において、 前記レーザ加工機から離れた位置にある作業物にレーザ
・ビームを集光させて切断等の加工をすることを特徴と
するレーザ加工機。 7、空港等で飛行機を滑走路へ誘導する誘導装置におい
て、 前記滑走路への侵入空路上へレーザ・ビームを送信し、
前記飛行機上に取付けた検知器で前記レーザ・ビームを
検知し、レーザ・ビームの方向に前記飛行機の進行方向
を制御する手段を設けたことを特徴とするレーザ誘導装
置。
[Claims] 1. A laser transmitting device that converges and transmits a laser beam output from a laser generator using an optical system made of a combination of lenses or mirrors, comprising: means for converting the laser beam into a laser beam having a different wavelength for each region; means for independently changing the optical path length of the laser beam; and means for separating and detecting reflected waves from the imaging point of the laser beam for each wavelength; Means for detecting interference light between lasers having different wavelengths, and means for determining the optical path length of the means for changing the optical path length of the laser based on a signal for each detected wavelength or a signal of the interference light. A laser transmitter featuring: 2. In a wavelength converter that converts a laser beam into a different wavelength for each specific region, the laser beam output from the laser generator is provided with a plurality of etalon plates smaller than the laser beam,
A wavelength characterized in that the individual etalon plates are arranged with different inclinations with respect to the laser beam, the laser beam is passed through the plurality of etalon plates, and only the laser beam that has passed is output. converter. 3. In a wavelength converter that changes the wavelength of a laser beam, a diffraction grating and a mirror are provided, the incident laser beam is reflected on the diffraction grating, and the laser reflected at different angles for each wavelength is reflected by the mirror. A wavelength converter characterized by collimating lasers of individual wavelengths. 4. An array-type laser generator for generating laser, characterized in that a plurality of laser generators with different laser oscillation wavelengths are arranged. 5. In the laser transmitting device, a laser generator that generates a laser beam for condensing, a laser generator that generates a laser beam that is smaller than the laser beam and has a different wavelength, and means for overlapping the two laser beams. a means for changing the position of the laser beams having different wavelengths with respect to the focusing laser beam; a means for changing the optical path length of a specific region of the two laser beams; and a target of the focusing laser beam. A means for detecting reflected waves from an object, and an amplitude for each wavelength in the detection means, or
A laser transmitter comprising: means for detecting interference light; and means for changing the optical path length of the laser beams having different wavelengths based on a signal obtained by the means. 6. In a laser processing machine that uses laser energy to cut, weld, etc. metal or other objects, the laser beam is focused on a workpiece located at a distance from the laser processing machine to perform cutting, etc. A laser processing machine characterized by processing. 7. In a guidance device that guides an airplane to a runway at an airport, etc., transmitting a laser beam onto the airway entering the runway,
A laser guidance system characterized by comprising means for detecting the laser beam with a detector mounted on the airplane and controlling the traveling direction of the airplane in the direction of the laser beam.
JP7825189A 1989-03-31 1989-03-31 Laser transmitter Pending JPH02259615A (en)

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JP (1) JPH02259615A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06181358A (en) * 1992-10-06 1994-06-28 Toshiba Corp Laser control device
WO2001059505A1 (en) * 2000-02-14 2001-08-16 Hamamatsu Photonics K.K. Laser condensing apparatus and laser machining apparatus

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