JPH0876060A - 光学的分離の方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の方法および装置は、レーザー光学系
における光学的フィードバックを分離すると同時に前方
移動レーザービームに低い電力振幅の挿入を提供する。 【解決手段】 ファラデーアイソレータ（２０）および
円偏光子（６０）を組み合わせて使用して、前方移動放
射線ビーム（４０２）が光学的または非光学的境界表面
（７０）と直面するとき生ずる正反射および拡散反射を
光学的に分離する。前方移動放射線ビームはその直線偏
光面が第１偏光軸（３６）と整合するように直線偏光子
（４０６）で直線偏光され、次いで直線偏光軸を偏光回
転子（３２）で第２偏光軸（３８）に回転させ、そして
最後に直線偏光前方移動ビームを四分の一波長遅延子
（６０）で円偏光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、光学的分離の
方法および装置に関し、そしてさらに詳しくはレーザー
光学系における光学的フィードバックを防止することに
関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】前方移動放射線ビームが直面
する種々の光学的および非光学的境界表面からの正反射
および拡散反射の形の迷放射線のために、光学系は性能
の劣化をしばしば経験する。境界表面からの正反射およ
び拡散反射がレーザーキャビティの中に再び入りそして
定常状態のレーザーの作用を障害することは、レーザー
光学系およびことに固体のレーザー光学系においてとく
に問題である。レーザー光学系における反射エネルギー
は「光学的フィードバック」として知られており、そし
てレーザー出力ビームにおける電力振幅の揺らぎ、周波
数のシフトおよび雑音を引き起こすことがある。

【０００３】レーザー加工表面におけるレーザービーム
のパラメーターの厳格な制御を必要とするレーザーの用
途において、光学的フィードバックは性能の均一性の維
持に対して重大な制限を表す。この問題は１ワットより
上の出力ビーム電力を有するレーザー光学系においてこ
とに困難である。なぜなら、高いエネルギー密度が各境
界表面において発生しそして、典型的には約０．５〜
４．０％の反射率を有する、透過性光学素子の境界表面
でさえ、光学的フィードバックを生ずる正反射および拡
散反射を生成するからである。

【０００４】レーザー光学系において、オプチックスお
よびレーザー加工表面を傾斜させ、こうしてこれらの境
界表面からの正反射をレーザーキャビティから離れる方
向に向けることは一般に知られている。しかしながら、
多くの場合において、光学素子が傾斜しているときでさ
え、正反射エネルギーの少なくとも一部分はレーザーキ
ャビティの中に再び入ることができるように、反射ビー
ムは急速に発散する。事実上すべての光学的フィードバ
ックを排除するためには、大きい傾斜角度が要求される
であろう。しかしながら、大きい傾斜角度は、傾斜した
素子の光学的性能が劣化するので、実際的ではない。

【０００５】引き続いて、光学アイソレータ、例えば、
ファラデーアイソレータ（Ｆａｒａｄａｙ ｉｓｏｌａ
ｔｏｒ）をレーザー出力ビームの通路の中に、レーザー
キャビティの出口アパーチュアの近くに組み込んで、反
射エネルギーを分離しかつ光学的フィードバックを減少
することが知られるようになった。ファラデーアイソレ
ータは、放射線ビーム、この場合においてレーザー出力
ビーム、の前方透過を可能とすると同時に、高度の消滅
で、放射線ビームの逆転透過を防止する光学アイソレー
タである。ここで、種々の光学的および非光学的境界表
面からのレーザーエネルギーはファラデーアイソレータ
により捕捉されかつ消滅される。

【０００６】永久磁石を使用するファラデーアイソレー
タは、例えば、米国の製造業者ＯＰＴＩＣＳ ＦＯＲ
ＲＥＳＥＡＲＣＨからのレーザー系において有効であ
る。ファラデーアイソレータは、レーザー出力ビームの
直線偏光面を第１直線偏光子透過軸と整合させる第１直
線偏光子、レーザー出力ビームの直線偏光面を回転させ
て、例えば、第１直線偏光子の透過軸から時計回りに４
５°回転させて第２偏光軸と整合させる磁気光学材料お
よび永久磁石、および第２偏光軸と整合した透過軸を有
する第２直線偏光子からなる。したがって、レーザー出
力ビームは任意の状態の偏光を有してファラデーアイソ
レータに入り、そして第２偏光軸と整合した直線偏光面
で直線偏光されてファラデーアイソレータを出る。

【０００７】レーザー光学系の境界表面からファラデー
アイソレータに戻る反射されたビームは、その偏光状態
に無関係に、その直線偏光面が第２偏光軸と平行である
ように第２直線偏光子により直線偏光される。次に磁気
光学材料は反射ビームの偏光面を同一回転方向、すなわ
ち、時計回りに４５°だけ回転させ、これにより反射ビ
ームの直線偏光面を第１直線偏光子の透過軸に対して垂
直である軸に沿って整合させる。したがって、反射ビー
ムは第１直線偏光子により消滅される。１００，０００
／１の消滅比がこの方法において達成され、そしてファ
ラデー回転子は前方移動ビームに低い損失を提供し、５
％より低い挿入損失が可能である。

【０００８】一般に、光学的フィードバックの定常状態
のバックグラウンドのレベルがすべてのレーザー光学系
において存在する。ファラデーアイソレータがレーザー
出口アパーチュア付近に存在してさえ、ファラデーアイ
ソレータそれ自体の光学表面の反射は光学的フィードバ
ックとしてレーザーキャビティの中に再び入る。しかし
ながら、レーザー出力ビームのパラメーターの揺らぎ
は、光学的フィードバック電力の振幅が突然変化すると
き、起こり始める。光学的フィードバックのこのような
突然の変動は、レーザーのスパイク、すなわち、レーザ
ー出力電力における１系列の崩壊的振幅のスパイクに導
くことがある。レーザーのスパイクはレーザー光学系の
性能を劣化させ、そしてオプチックスへの物理的損傷を
引き起こすことがある。光学的フィードバックの振幅の
変動が起こる頻度は、また、レーザーのスパイクの開始
および他の出力ビームのパラメーターにおける１つの因
子である。なぜなら、レーザーのスパイク、レーザー放
射線の周波数のシフトおよび雑音を引き起こす動力学は
特定のレーザーキャビティに依存し、そしてキャビティ
の長さ、その設計および使用するレーザー放射材料に従
い変化する。レーザー光学系における光学的フィードバ
ックに対する一般的解決が確認しにくいのは、この理由
である。（参照、ＬＡＳＥＲＳ、Ｓｉｅｇｍａｎ著、Ｕ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｏｏｋｓ、カ
リフォルニア州ミルバレー、１９８６、ｐ．９５５）。

【０００９】光学的フィードバックの電力振幅の突然の
変化の１つの原因は、例えば、熱的レーザーの用途、例
えば、溶接または手術におけるように加工表面の温度ま
たは位相が突然に変化するとき、レーザー加工表面にお
ける反射率の変化のためである。レーザー加工表面の反
射率の変化による光学的フィードバックの電力振幅の他
の例は、レーザー出力ビームにより走査される表面がそ
の区域にわたって空間的に変化する反射率を有する走査
系である。加工表面が走査されるとき、その反射率の変
動はレーザーキャビティに戻る正反射および拡散反射の
電力振幅を広く変化させる。ファラデーアイソレータの
使用は正反射および拡散反射の両方について高い消滅比
を提供するが、ある種の用途、ことにレーザー系におけ
る正反射において、ファラデーアイソレータ単独により
提供されない、非常に高い正反射の消滅比を必要とす
る。

【００１０】干渉計の系において、前方移動レーザービ
ームに関して直角の入射に配向された鏡またはビームス
プリッターの境界表面からの正反射を消滅するために、
直線偏光子および四分の一波長遅延子（ｑｕａｔｅｒ
ｗａｖｅ ｒｅｔａｒｄｅｒ）を直列で使用することは
知られている。このような素子の組み合わせは、レーザ
ーと鏡またはビームスプリッターの境界表面との間にビ
ームの通路の中に直角の入射で配置されたとき、前方移
動ビームを直線偏光子においてまず直線偏光させ、次い
でそれが鏡またはビームスプリッターの境界表面に直面
する前にそれを円偏光させる。円偏光された前方移動レ
ーザービームは、鏡またはビームスプリッターの境界表
面に直面すると、反射されて、その円偏光の向きは逆転
する、すなわち、左旋円偏光は右旋円偏光となる。次い
で、反射された円偏光ビームは四分の一波長遅延子を再
び通過し、そして再び直線偏光されるが、その直線偏光
面は次に前方移動ビームの直線偏光面に対して垂直であ
る。したがって、反射されたビームは直線偏光子により
消滅される。

【００１１】直線偏光子と四分の一波長遅延子との組み
合わせは既知のアイソレータであり、円偏光された反射
エネルギーを消滅させそして円偏光されない反射エネル
ギーを減衰させる。このようなアイソレータは、直面す
る前方移動ビームに関して直角の入射を有する境界表面
からの正反射について最大の分離を提供する。

【００１２】したがって、前述の先行技術の制限が与え
られると、本発明の目的は光学的分離の改良された方法
および装置を提供することである。

【００１３】本発明の特別の目的は、レーザー光学系に
おける光学的フィードバックを分離する改良された方法
および装置を提供することである。

【００１４】本発明の他の目的は、レーザー光学系にお
ける光学的フィードバックを分離すると同時に前方移動
レーザービームに低い電力振幅の挿入を提供する改良さ
れた方法および装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前方移動放射
線ビームが直面する少なくとも１つの境界表面からの反
射を分離する方法および装置である。各境界表面からの
反射は正反射放射線ビームおよび拡散反射放射線ビーム
を生じ、ビームの各々は前方移動放射線ビームの伝搬方
向に対して実質的に反対である方向に伝搬する部分を有
する。正反射放射線ビームおよび拡散反射放射線ビーム
を分離する方法は、工程： （ａ）前方移動放射線ビームを直線偏光させ、直線偏光
面は第１偏光軸と実質的に平行であり、（ｂ）直線偏光
前方移動放射線ビームの直線偏光面を第２偏光軸に対し
て回転させ、（ｃ）直線偏光前方移動放射線ビームを、
前方移動放射線ビームが境界表面に直面する前に、第１
回転の向きで円偏光させ、そして正反射放射線ビームが
第１回転の向きに対して反対である回転の向きで円偏光
されるとき、正反射放射線ビームを直線偏光させ、
（ｄ）正反射放射線ビームおよび拡散反射放射線ビーム
を直線偏光させ、直線偏光面は第２偏光軸と実質的に平
行であり、（ｅ）正反射放射線ビームおよび拡散反射放
射線ビームの直線偏光面を第１偏光軸に対して実質的に
垂直である偏光軸に対して回転させ、そして（ｆ）正反
射放射線ビームおよび拡散反射放射線ビームを、第１偏
光軸と実質的に平行である透過軸を有する直線偏光子に
通過させる、からなる。

【００１６】本発明の前述の目的および特徴および他の
目的および特徴は、例示の目的で選択しそして添付図面
に示す、本発明の好ましい態様の詳細な説明から最もよ
く理解されるであろう。

【００１７】

【実施例】次に図面に移ると、本発明の好ましい態様は
図１に示されており、ここでレーザーのフィードバック
を分離するための光学分離成分を特別に詳細に示すレー
ザー光学系の部分は参照数字１０により一般に示されて
いる。部分的レーザー光学系１０は出口アパーチュア１
４を有するレーザー１２および前方移動レーザービーム
１６からなり、前方移動レーザービーム１６はレーザー
アパーチャ１４から出て、そして左から右に伝搬軸１８
に沿って伝搬する。

【００１８】前方移動レーザービーム１６は参照数字２
０により一般に示されているファラデーアイソレータ２
０に入る。ファラデーアイソレータ２０は光軸２２、入
口アパーチュア２４および出口アパーチュア２６を有す
る。ファラデーアイソレータ２０はその光軸２２をレー
ザービーム伝搬軸１８と実質的に一致させて配置されて
おり、こうして前方移動レーザービーム１６はファラデ
ーアイソレータの入口アパーチュア２４に入り、ファラ
デーアイソレータの光軸２２に実質的に沿って進行し、
そしてファラデーアイソレータの出口アパーチュア２６
から出る。ファラデーアイソレータ２０はレーザーの出
口アパーチャ１４から距離２８で位置するが、距離２８
は臨界的でなく、そして前方移動レーザービーム１８が
アイソレータの入口アパーチュア２４により過度に切除
されないために十分に小さいことが必要であるだけであ
る。

【００１９】ファラデーアイソレータ２０は次の要素か
らなり、各々はファラデーアイソレータの光軸２２と一
致しそして入口アパーチュア２４に関して直列に位置す
る光軸を有する。前方移動レーザービーム１６を直線偏
光しかつ反射ビームを減衰するための、第１直線偏光子
３０。直線偏光された前方移動レーザービーム１６の偏
光面を回転するための磁気光学偏光回転子３２、および
その出口アパーチュア２６を通してファラデーアイソレ
ータ２０に入る反射ビームを直線偏光するための第２直
線偏光子３４。

【００２０】次に図１および図２を参照すると、前方移
動レーザービーム１６はレーザーの出口アパーチャ１４
からファラデーアイソレータの入口アパーチュア２４に
進行しそして第１直線偏光子３０を通過し、ここでそれ
は直線偏光子され、その直線偏光面は第１偏光軸３６と
平行に整合される。次いでそれは磁気光学偏光回転子３
２を通過し、この偏光回転子は直線偏光面を時計回りに
実質的に４５°の角度で回転し、これによりレーザービ
ーム１６の直線偏光面を第２偏光軸３８と整合させる。
次にビーム１６は第２偏光軸３８と平行に整合したその
透過軸を有する第２直線偏光子３４を通過し、こうして
前方移動レーザービーム１６は第２直線偏光子３４によ
り実質的に減衰されない。次いでレーザービーム１６は
ファラデーアイソレータ２０をその出口アパーチュア２
６を通して偏光状態で出、この偏光状態は直線偏光され
ていて、第２偏光軸３８と平行であるその直線偏光面を
有する。この軸は、また、ファラデーアイソレータ２０
の透過軸と呼ぶことができる。ビーム１６がファラデー
アイソレータ２０に入るときのその偏光状態に無関係
に、それが偏光状態は前述のものと同一であることに注
意すべきである。しかしながら、前方移動レーザービー
ム１６が最初に直線偏光されるとき、その直線偏光面は
第１直線偏光子３０の透過軸と平行に、すなわち、第１
偏光軸３６と平行に、整合されていて、ファラデーアイ
ソレータ２０の挿入損失を最小にする。上に詳細に示し
た第１直線偏光子３０および第２直線偏光子３４および
下に詳細に示す直線偏光子５８の各々は、通過する放射
線を偏光する。偏光子３０、３４および５８の各々は、
ビーム伝搬軸１８と実質的に平行に整合された光軸（図
示せず）、および前記光軸と平行である透過軸（図示せ
ず）を有する。各直線偏光子の透過軸は、それを通過す
るビームのための最大電力の振幅の透過軸を表す。すな
わち、前方移動レーザービーム１６がそれが通過する直
線偏光子３０、３４または５８の透過軸と平行に整合さ
れた直線偏光面を有するとき、ビーム１６は直線偏光子
により実質的に減衰されない。レーザービーム１６が直
線偏光されないとき、例えば、不規則に、円形にまたは
楕円形に偏光されるとき、あるいはレーザービーム１６
が直線偏光されるが、直線偏光面が直線偏光子３０、３
４または５８の透過軸と平行に整合されないとき、レー
ザービーム１６はマリュス（Ｍａｌｕｓ）の法則（後述
する）に従い直線偏光子により減衰され、ビーム１６が
その直線偏光面を直線偏光子３０、３４または５８の透
過軸に対して垂直にして直線偏光されるとき、最大の減
衰または消衰が起こる。

【００２１】ビーム１６が直線偏光子３０、３４または
５８のいずれかに入るときのビーム１６の偏光状態に無
関係に、それが偏光子を通過した後のレーザービーム１
６の偏光状態はその直線偏光面を偏光子の透過軸と平行
にして直線偏光される。さらに、各直線偏光子３０、３
４および５８の性質はレーザービーム１６の伝搬方向に
対して独立であり、そして偏光子の光軸とほぼ平行であ
る軸に沿ってビーム１６が伝搬するとき、最適化され
る。

【００２２】偏光子３０、３４または５８はダイクロイ
ックである、すなわち、選択的吸収、反射により偏光さ
れる、すなわち、選択的反射、散乱により偏光される、
すなわち、選択的散乱により偏光されることができる
か、あるいは複屈折する、すなわち、選択的透過により
偏光されることができるか、あるいは他の立体配置、例
えば、電気光学的配置を有することができる。好ましい
態様において、反射偏光はレーザービーム１６に低い挿
入損失を提供するすると同時に、５ワットを超えること
ができるレーザービーム１６により損傷されないので、
最適な選択であることが証明された。しかしながら、理
解されるように、任意の直線偏光子を本発明の範囲から
逸脱しないで使用することができ、そして本発明におい
て使用するための偏光子の選択は、光学的に分離すべき
レーザー光学系において使用する特定のレーザービーム
１６の電力振幅、波長、周波数および変調速度に依存す
る。磁気光学回転子３２は透過ビームの偏光面を回転す
るためのよく知られている装置であり、そして常態で光
学的に不活性の結晶物質に磁場を加えて偏光の回転を与
えることに頼る。しかしながら、ファラデー回転はただ
の光学的活性の部分集合である、すなわち、直線偏光さ
れた放射線ビームが光学的に活性な結晶を通過すると
き、その偏光面が回転する、固体オプチックスの現象で
ある。ある数の結晶、例えば、石英、塩素酸ナトリウム
および辰砂は光学的に活性であることが知られている
（参照、ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＴＯ ＭＯＤＥＲ
Ｎ ＯＰＴＩＣＳ、Ｇ．Ｒ．Ｆｏｗｌｅｓ著、Ｃｏｐｙ
ｒｉｇｈｔ １９７５、Ｈｏｌｔ、Ｒｉｎｅｈａｒｔ
ａｎｄ Ｗｉｎｓｔｏｎ、ｐ．１６９）。光学的に活性
な物質は、いかなる電場または磁場をも加えないで、透
過された放射線ビームの偏光面を回転させる。他の型の
偏光回転子のカーセルは、電場を光学的に不活性な結晶
に加えるとき、透過ビームを回転する。理解されるよう
に、他の偏光回転子の立体配置を、本発明の範囲から逸
脱しないで、磁気光学回転子３２の代わりに使用するこ
とができる。

【００２３】全体的に参照数字５０により示される正反
射アイソレータは、光軸５２、入口アパーチュア５４お
よび出口アパーチュア５６を有し、ファラデーアイソレ
ータ２０と境界表面７０との間に位置し、境界表面７０
からの反射を分離する。正反射アイソレータ５０はその
光軸５２をレーザービーム伝搬軸１８と実質的に一致さ
せて位置し、こうして前方移動レーザービーム１６はそ
の入口アパーチュア５４を通して入りそしてその出口ア
パーチュア５６を通して出る。境界表面７０は、それを
横切りかつそれからの反射を分離すべき、任意の転移表
面である。

【００２４】正反射アイソレータ５０は、入口アパーチ
ュア５４後に、直列に第３直線偏光子５８および四分の
一波長遅延子６０からなる。四分の一波長遅延子６０
は、ビーム伝搬軸１８と実質的に一致して配向されてい
る光軸６２を有する。第３直線偏光子５８は、前方移動
レーザービーム１６がファラデーアイソレータ２０を出
るとき、ビーム１６の偏光面と実質的に平行に、すなわ
ち、第２偏光軸３８と平行に、整合されたその透過軸を
有し、こうしてビーム１６が第３直線偏光子５８を通過
するとき、ビーム１６は実質的に減衰されず、そしてそ
の直線偏光軸を第２偏光軸３８と平行にして直線偏光さ
れたままである。

【００２５】四分の一波長遅延子６０は「速い透過軸」
および「遅い透過軸」（図示せず）を有する複屈折素子
である。速い透過軸および遅い透過軸は、互いに対して
かつ四分の一波長遅延子の光軸６２に対して垂直であ
る。四分の一波長遅延子６０を通過する直線偏光ビーム
は、その直線偏光面が遅延子６０の速い透過軸に関して
４５°を形成するとき、円偏光されるであろう。

【００２６】本発明において、レーザービーム１６はそ
の直線偏光面を第２偏光軸３８と整合させて第３直線偏
光子５８を出、そして四分の一波長遅延子６０はその速
い透過軸を第１偏光軸３６と平行に整合させて配向され
る。したがって、レーザービーム１６は四分の一波長遅
延子６０を通過するとき、円形に偏光される。円形偏光
の向き、すなわち、右旋または左旋は本発明にとって任
意であるが、四分の一波長遅延子６０を９０°だけ回転
し、こうしてその遅い透過軸が第２偏光軸３８と整合す
るように逆転させることができる。

【００２７】四分の一波長遅延子６０の目的は、境界表
面７０に円偏光されたビームを提供することである。四
分の一波長遅延子６０の性能は波長依存性でありそし
て、それ自体、その物質および厚さがレーザービーム１
６の特定の波長に合致するとき、円偏光ははじめて達成
される。遅延子６０により生成される偏光の回転の向き
は、また、物質依存性であることがある。

【００２８】単一の素子の四分の一波長遅延子は、例え
ば、米国の製造業者メレス・グリオット（ＭＥＬＬＥＳ
ＧＲＩＯＴ）から商業的に入手可能であるが、四分の
一波長遅延子はより一般に定義することができる。この
ような装置は２つの直線偏光反射ビームの間の四分の一
波長の位相差を生成し、これらの反射ビームは、その装
置を通過したとき、同一光学周波数を有するが、直交す
る直線偏光面を有する。理解されるように、前方移動直
線偏光放射線ビームを偏光回転の第１向きをもつ前方移
動円偏光ビームに変換する任意の装置は本発明の範囲か
ら逸脱しないが、ただし反対の回転の向きを有しそして
その装置を反対方向に通過する円偏光放射線ビームは、
前方移動直線偏光放射線ビームの直交する面である直線
偏光面を有する直線偏光放射線ビームに変換される。

【００２９】円偏光前方移動レーザービーム１６は、正
反射アイソレータ５０を出た後、境界表面７０に直面す
るまで、軸１８に沿って伝搬し続ける。境界表面７０は
正反射アイソレータの出口アパーチュア５６から距離８
８で位置し、そしてビーム伝搬軸１８に関して入射角を
有し、この入射角は直角の入射（すなわち、レーザービ
ーム伝搬軸１８に対して垂直）から俯角入射（すなわ
ち、レーザービーム伝搬軸１８と平行）に変化する。距
離８８は臨界的ではないが、より小さい距離８８はレー
ザー光学系１０に戻すことができる反射エネルギーの量
を増加する傾向がある。

【００３０】好ましい態様において、レーザービーム１
６は、空気の屈折率と異なる屈折率を有する体積７２と
境界をつける境界表面７０に直面するまで、ほぼ１の屈
折率を有する空気を通して伝搬する。レーザービーム１
６と境界表面７０との相互作用は、レーザービーム１６
の一部分の正反射、拡散反射および体積７４の中への透
過を生ずる。レーザービーム１６の透過部分は体積７２
内を伝搬し続け、ここでビーム１６は少なくとも部分的
に吸収されそして、他の境界表面７４に直面するまで伝
搬し続けることができ、境界表面７４においてビーム１
６は再び正反射および拡散反射しそしてここでビーム１
６の一部分は次の体積７６の中に透過することができ
る。

【００３１】境界表面７０および７４は光学表面、例え
ば、鏡、レンズ、偏光素子またはレーザー加工表面であ
るか、あるいは非光学表面、例えば、カバー、安全シー
ルドまたは機械的構造体であることができる。さらに、
表面７０および７２のような複数の境界表面は典型的な
レーザー光学系の中に存在し、そしてレーザービーム１
６が複数の境界表面７０および７４の各々とつくる入射
角は直角から俯角の入射に変化することができる。

【００３２】本発明が反射エネルギーを複数の境界表
面、例えば、７０および７４から光学的に分離する方法
の次の詳細な説明において、理解されるように、複数の
境界表面７０および７４の各々は正反射を生成しそして
正味の正反射ビーム７８は、表面７０および７４の各々
から正反射した部分を含み、前方移動レーザービーム１
６の伝搬方向に対して実質的に反対の伝搬方向に軸１６
に実質的に沿って伝搬する。正味の正反射ビーム７８は
レーザー出口アパーチャ１４に向かって伝搬し、したが
って分離すべきレーザーのフィードバックの潜在的源を
表す。さらに、理解されるように、正味の正反射ビーム
７８は複数の入射角において起こることがある反射から
生ずることができ、こうして正味の正反射ビーム７８は
複数の正反射ビームからなり、これらの正反射ビームの
各々は前方移動レーザービーム１６が反射した特定の反
射境界表面７０または７４とビーム１６がなした入射角
に依存する偏光状態を有する。

【００３３】さらに、正味の拡散反射ビーム８０は、ま
た、レーザー出口アパーチャ１４に向かう前方移動レー
ザービーム１６の伝搬方向に対して実質的に反対の伝搬
方向に、軸１８に実質的に沿って伝搬し、そしてその正
味の拡散反射ビーム８０は複数の境界表面７０および７
４の各々から拡散反射したエネルギーの少なくとも一部
分を含む。正味の拡散反射ビーム８０は、また、分離す
べきレーザーのフィードバックの潜在的源を表す。理解
されるように、正味の拡散反射ビーム８０は、また、複
数の入射角において起こることがある反射から生じ、こ
うして正味の拡散反射ビーム８０は複数の拡散反射ビー
ムからなり、これらの拡散反射ビームの各々は前方移動
レーザービーム１６が反射した特定の反射境界表面７０
または７４とビーム１６がなした入射角に依存する偏光
状態を有する。

【００３４】例証として単一の境界表面７０および単一
の正反射ビーム７８を取ると、円偏光前方移動レーザー
ビーム１６は表面７０から正反射して正反射ビーム７８
を形成する。前方移動レーザービーム１６と表面７０と
の間の直角の入射の特定の条件について、正反射ビーム
７８は円偏光され、そして円偏光回転の向きは反射によ
り逆転される、すなわち、右旋円偏光ビームは反射後に
左旋円偏光ビームとなる。

【００３５】円偏光正反射ビーム７８は、四分の一波長
遅延子６０を通して戻ると、遅延子６０により直線偏光
され、そしてその直線偏光面は偏光軸８２と平行に整合
される。したがって、境界表面７０からの直角の入射か
ら生じた正反射ビーム７８は、軸８２がその透過軸に対
して垂直であるので、第３直線偏光子５８により完全に
消滅される。

【００３６】前方移動レーザービーム１６と境界表面７
０との間の入射角がほぼ直角の入射とほぼ俯角入射との
間にある状態のとき、円偏光レーザービーム１６の反射
から生ずる正反射ビーム７８は楕円偏光され、そして偏
光回転の向きはまた反射により逆転する、すなわち、右
旋円偏光レーザービーム１６は、反射後、左旋楕円偏光
正反射レーザービーム７８となる。前方移動レーザービ
ーム１６と境界表面７０との間の入射角が俯角入射にあ
るとき、正反射ビーム７８は境界表面７０と平行である
軸に沿って直線偏光される。このようなビームは部分的
レーザー光学系１０に直接戻らないであろうが、理解さ
れるように、俯角入射の正反射ビームは、他の境界表
面、例えば、７４からの引き続く反射後に、部分的レー
ザー光学系１０に戻ることができる。

【００３７】楕円偏光正反射レーザービーム７８は、四
分の一波長遅延子６０を通して戻ると、楕円偏光された
ままであるが、楕円の長軸の整合は、ほぼ直角の入射角
度から生じた反射についての、偏光軸８２とのほぼ平行
から、ほぼ俯角の入射角度から生じた反射についての、
第２偏光軸３８との平行に変化する。

【００３８】正反射ビーム７８は、第３直線偏光子５８
を通過すると、マリュスの法則に従い減衰され、こうし
て第３直線偏光子５８を出た後のその電力振幅は、直線
偏光面が偏光軸８２とほぼ平行であるとき、最小であ
り、直線偏光面が第２偏光軸３８、すなわち、第３直線
偏光子５８の透過軸とほぼ平行であるとき、最大であ
り、そして間の関係式Ｉ（φ）＝Ｉ（０）＊ＣＯＳ
²（φ）に従い変化し、ここでφはビーム７８の直線偏
光面と第２直線偏光子５８の透過軸との間の角度であ
り、Ｉ（０）は第２直線偏光子５８を通過する前のビー
ム７８の強度であり、そしてＩ（φ）は角度φの関数と
しての第２直線偏光子５８を通過した後のビーム７８の
強度である。この場合において、φは俯角入射から生じ
反射についてゼロであり、そしてφは直角の入射におけ
る反射から生ずる反射について９０°である。

【００３９】境界表面７０と俯角入射を有する前方移動
レーザービーム１６から生じた正反射について、正反射
ビーム７８は直線偏光されそして四分の一波長遅延子６
０を通して戻ると、直線偏光正反射レーザービーム７８
は、その直線偏光面と四分の一波長遅延子６０の速い透
過軸との間の角度に依存して、未変化であるか、あるい
は楕円偏光されるであろう。第３直線偏光子５８を通し
て戻ると、直線偏光または楕円偏光されたビームはマリ
ュスの法則に従い減衰される。

【００４０】次に単一の拡散反射ビーム８０を有する単
一の境界表面７０の場合を考えると、円偏光前方移動レ
ーザービーム１６は表面７０から拡散反射して拡散反射
ビーム８０を形成する。拡散反射ビーム８０は伝搬軸１
８と境界表面７０との交点の回りの半球で実質的に均一
に放射し、こうして光線の少なくとも一部分は正反射ア
イソレータ５０に対して向けられる。拡散反射ビーム８
０の偏光は反射後のその伝搬方向に従い変化し、こうし
て伝搬軸１８に実質的に沿って反射した拡散反射光線は
実質的に不規則に偏光されるが、境界表面７０と実質的
に平行に反射した拡散反射光線は実質的に直線偏光さ
れ、そして中間の反射角度で反射した拡散反射光線は不
規則に偏光および直線偏光した部分を含む。

【００４１】四分の一波長遅延子６０を通して戻ると、
拡散反射ビーム８０は、部分的に不規則に偏光されかつ
部分的に直線偏光されることができ、遅延子６０により
変更された偏光の状態を有する。第３直線偏光子５８を
通して戻ると、拡散反射ビーム８０はマリュスの法則に
従い減衰され、この法則は実質的に不規則に偏光された
ビームについてほぼ５０％の減衰を生ずる。

【００４２】前述の正反射アイソレータ５０の特徴は、
それが直角の入射で配向された境界表面からの反射から
生ずる正反射ビームを消滅し、直角の入射と俯角入射と
の間の入射角に配向された境界表面からの反射から生ず
る正反射ビームを消滅し、そして拡散反射ビームについ
て平均５０％の減衰を提供することである。すべての場
合において、正反射アイソレータ５０を出る正反射ビー
ム７８または拡散反射ビーム８０はの任意の部分は直線
である偏光状態を有し、その直線偏光面は第２偏光軸３
８と平行に整合されている。

【００４３】正反射アイソレータ５０を通過すると、正
反射ビーム７８および拡散反射ビーム８０の各々は減衰
し、軸１８に実質的に沿って伝搬し続け、そしてファラ
デーアイソレータ２０の出口アパーチュア２６に入る。
各ビームは第２偏光軸３８に沿って直線偏光されるの
で、それらは第２直線偏光子３４を減衰されないで通過
する。

【００４４】次いで反射したビーム７８および８０は磁
気光学回転子３２を通過し、この回転子３２は各ビーム
の偏光面を４５°の時計回り角度で回転し、それらを偏
光軸８２と平行に整合させる。磁気光学回転子３２は、
前方移動ビームおよび反対に移動する放射線ビームの偏
光面を同一回転角度でかつ同一方向に回転するという特
定の性質を有することに注意すべきである。偏光軸８２
は第１直線偏光子３０の透過軸と垂直であるので、正反
射ビーム７８および拡散反射ビーム８０の残りの部分は
第１直線偏光子３０により消滅され、こうして反射した
エネルギーはレーザー出口アパーチャ１４に到達しな
い。

【００４５】ファラデーアイソレータ２０および正反射
アイソレータ５０の組み合わせの特徴は、それらが境界
表面７０との前方移動レーザービーム１６の入射角に無
関係に正反射ビーム７８および拡散反射ビーム８０の両
方を完全に消滅させることである。複数の境界された領
域７２から前方移動ビーム１６が反射する一般的場合に
おいて、正味の正反射ビーム７８および正味の拡散反射
ビーム８０は、単一の境界表面７０の特定の場合につい
て前述したのと同一の方法で消滅される。

【００４６】レーザー系における改良された光学フィー
ドバックの分離の方法および装置を詳細に示す前の論考
から理解されるように、組み合わせてファラデーアイソ
レータ２０および正反射アイソレータ５０はいずれかの
素子単独で使用するより改良された光学分離を提供す
る。さらに理解されるように、図１に示す分離距離２
８、８４、８６および８８は本発明の実行において臨界
的ではなく、分離すべき正反射ビーム７８および拡散反
射ビーム８０を十分に捕捉するために十分に小さいこと
だけが必要である。さらに、理解されるように、第３直
線偏光子５８は、本発明の作動成形を変化させないで、
好ましい態様から排除することができる。図３に示す、
いっそう一般的態様において、光学アイソレータ４００
は前述の好ましい態様と正確に同一の方法で作動する
が、ただし好ましい態様において使用する第３直線偏光
子５８は追加の減衰を提供して、単一の偏光子を単独で
使用するとき起こることがある漏れを克服する。このよ
うな漏れは、偏光子の材料の不完全さおよび偏光子の透
過軸の不完全な整合から生ずることがある。また、理解
されるように、磁気光学回転子３２と四分の一波長遅延
子６０との間に各々位置する複数の直線偏光子を使用し
て漏れを克服することによって、それ以上の性能の増強
を達成することができる。

【００４７】本発明のいっそう一般的態様において、一
般に参照数字４００で表示する光学アイソレータは図３
に示されている。光学アイソレータ４００は、一般に参
照数字２０で表示するファラデーアイソレータ、および
四分の一波長遅延子６０からなる。ファラデーアイソレ
ータ２０および四分の一波長遅延子６０の各々は、それ
ぞれ、光軸２２および６０を有し、これらは放射線ビー
ム伝搬軸４０２と実質的に平行に位置する。

【００４８】未偏光放射線ビーム４０４は偏光軸４０２
に沿って左から右に伝搬し、そして光学アイソレータ４
００に入口アパーチュア４０６から入る。未偏光放射線
ビーム４０４はファラデーアイソレータ２０を通過し、
次いで四分の一波長遅延子６０を通過し、そして出口ア
パーチュア４０８を出る。ファラデーアイソレータ２０
は、その第２直線偏光子３４の透過軸が第２偏光軸３８
と平行になるように、整合される。四分の一波長遅延子
６０は第１偏光軸３６と平行に整合したその速い透過軸
を有する。未偏光放射線ビーム４０４の偏光状態は、円
偏光放射線ビーム４０４が出口アパーチュア４０８を出
るように、アイソレータ４００により変更される。ビー
ム４０４がアイソレータ４００の各素子を通過すると
き、ビーム４０４の偏光状態は好ましい態様において前
述したが、アイソレータ４００は好ましい態様の第３直
線偏光子５８を含まない。ちょうど好ましい態様におけ
るように、アイソレータ４００は境界表面から反射した
正反射ビーム７８および拡散反射ビーム８０を実質的に
消滅させる。

【００４９】図４に示す単一の前方移動レーザービーム
１００を２つのビームに分割し、こうして各ビームが異
なる伝搬軸に沿って伝搬し、そして２つの正反射アイソ
レータは各ビームが直面する境界表面からの反射を分離
するようにする。この場合において、２以上の正反射ア
イソレータを単一のファラデーアイソレータ２０と組み
合わせて使用する。

【００５０】この態様において、第１前方移動レーザー
ビーム１００はレーザーアパーチャ１４を出、第１伝搬
軸１８に沿って伝搬し、そしてファラデーアイソレータ
２０を通過し、ファラデーアイソレータ２０は第１前方
移動レーザービーム１００の直線偏光面が第２偏光軸３
８と平行に整合されるようにビーム１００を直線偏光す
る。次いで、直線偏光された第１前方移動レーザービー
ム１００は部分的反射ビームスプリッター１０２を通過
し、そしてビーム１００の一部分は第１伝搬軸１６に沿
って伝搬し続ける。直線偏光された第１前方移動レーザ
ービーム１００の他の部分は部分的反射ビームスプリッ
ター１０２により反射されて、第２伝搬軸１０６を有す
る第２直線偏光前方移動レーザービーム１０４を形成す
る。

【００５１】ビームスプリッター１０２を通過した直線
偏光された第１前方移動レーザービーム１００は次に、
参照数字１５０で一般に表示する第１正反射アイソレー
タを通過し、この第１正反射アイソレータ１５０はレン
ズ１０８および境界表面１１６からの正反射および拡散
反射を分離するという特別の目的を有する。レンズ１０
８は伝搬軸１８と一致する光軸（図示せず）、および２
つの境界表面１１０および１１２を有する。正反射アイ
ソレータ１５０は直線偏光子５８および四分の一波長遅
延子６０からなる。正反射アイソレータ１５０およびフ
ァラデーアイソレータ２０は、レンズの境界表面１１０
および１１２からおよび他の境界表面１１６から反射し
た正反射ビーム７８および拡散反射ビーム８０を消滅さ
せる。直線偏光子５８の透過軸は第２偏光軸３８と平行
に整合し、そして四分の一波長遅延子６０の速い透過軸
は第１偏光軸３６と平行に整合し、こうして正反射アイ
ソレータ１５０およびファラデーアイソレータ２０は前
述の好ましい態様と同一に機能する。

【００５２】直線偏光した第２前方移動レーザービーム
１０４は伝搬軸１０６に沿って伝搬し、そして一般に参
照数字１１８で表示する第２正反射アイソレータを通過
し、この第２正反射アイソレータ１１８はこの場合にお
いて四分の一波長遅延子１２０および、ファラデーアイ
ソレータ２０内に含められた、第２直線偏光子３４から
なる。第２正反射アイソレータ１１８は図３に示す態様
と同一であり、そして境界表面１２２からの正反射を分
離するという特別の目的を有する。四分の一波長遅延子
１２０は第１偏光軸３６と整合した速い透過軸を有す
る。

【００５３】図４に示す態様は単一の入口アパーチュア
１３０およびビーム１０４が通過する第１出口アパーチ
ュア１３４およびビーム１０４が出る第２出口アパーチ
ュア１３４を有する。正反射アイソレータ１５０および
１１８の各々はビーム１００および１０４が直面するの
と同じ数の境界表面からの反射を分離し、そして理解さ
れるように、追加のビームおよび正反射アイソレータを
各新しい伝搬軸について付加することができ、そして追
加の正反射アイソレータの各々は単一のファラデーアイ
ソレータ２０と組み合わせて使用することができる。ま
た、理解されるように、直線偏光子５８を正反射アイソ
レータ１５０から除去し、こうして四分の一波長遅延子
６０が直線偏光子３４と組み合わせて働いて境界表面１
１０、１１２および１１６からの反射を分離できるよう
にすることができる。

【００５４】図５に示す最後の態様において、レーザー
ビーム１００はファラデーアイソレータ２０および一般
に参照数字１５０で表示する正反射アイソレータを通過
した後、ビーム偏向器２００により偏向される。正反射
アイソレータ１５０は、上の態様に記載したように、直
線偏光子５８および四分の一波長遅延子６０または四分
の一波長遅延子６０単独からなる。ビーム偏向器２００
はビーム１００を連続的に偏向し、こうしてビーム１０
０は境界表面２０４上の走査線２０２を横切り、これに
より境界表面２０４を実質的に第１へり２０６から他の
へり２０８に走査する。

【００５５】境界表面２０４のある領域を走査するため
に、走査線２０２に対して実質的に垂直である軸に沿っ
た段階的または連続的運動は走査レーザービーム１００
に関して境界表面２０４動かすか、あるいは境界表面２
０４に関して走査レーザービーム１００動かし、こうし
て各走査線２０２を完結した後、境界表面２０４または
走査レーザービーム１００は次の走査線について進行
し、最後に走査すべき全体の領域は一度に１走査線で線
方向に走査される。レンズ２１０はレーザービーム１０
０を境界表面２０４上に収束させて収束スポットを形成
する。正反射ビーム７８および拡散反射ビーム８０はビ
ーム偏向器２００を通して戻り、そして上の好ましい態
様において記載したように正反射アイソレータ１５０お
よびファラデーアイソレータ２０により消滅される。

【００５６】この最後の態様において、ビーム偏向器２
００は電気信号に応答してビーム１００を偏向するため
に、例えば、光学的またはホログラフのビーム偏向素子
あるいは音響−光学または電気−光学の走査装置を使用
することによって、連続的に回転するか、あるいは選択
的に位置決めすることができる。境界表面２０４は平面
または円筒形の表面を包含する任意の形状を有すること
ができ、そして境界表面２０４は走査すべき画像からな
るか、あるいはその上にレーザー画像を記録すべき画像
記録材料からなることができる。

【００５７】前述の態様から理解されるように、他の態
様を次の請求の範囲において定義される本発明の範囲か
ら逸脱しないで作るすることができる。

【００５８】本発明の主な特徴および態様は次の通りで
ある。

【００５９】１．前方移動放射線ビームが直面する少な
くとも１つの境界表面からの反射を分離する方法であっ
て、前記反射は正反射放射線ビームおよび拡散反射放射
線ビームを生じ、前記ビームの各々は前記前方移動放射
線ビームの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に
伝搬するの少なくとも一部分を有し、工程：（ａ）前記
前方移動放射線ビーム（４０２）を直線偏光させ、これ
により前記前方移動放射線ビーム（４０２）の直線偏光
面を第１偏光軸（３６）と実質的に平行になるように整
合させ、（ｂ）直線偏光前方移動放射線ビーム（２）の
直線偏光面を第２偏光軸（３８）に対して回転させ、
（ｃ）前記第２偏光軸（３８）と実質的に平行である直
線偏光面を有する直線偏光前方移動放射線ビーム（４０
２）を、前記前方移動放射線ビームが前記境界表面（７
０）に直面する前に、第１回転の向きで円偏光させ、そ
して前記正反射放射線ビーム（７８）を直線偏光させ、
これにより、前記正反射放射線ビーム（７８）が前記第
１回転の向きに対して反対である回転の向きで円偏光さ
れるとき、前記正反射放射線ビーム（７８）の直線偏光
面を前記第２偏光軸（３８）と実質的に垂直であるよう
に整合させ、（ｄ）前記正反射放射線ビーム（７８）お
よび前記拡散反射放射線ビーム（８０）を直線偏光さ
せ、これによりそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行にし、（ｅ）前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行である直線偏光正反射放射線ビ
ーム（７８）および直線偏光拡散反射放射線ビーム（８
０）のそれぞれの直線偏光面を、前記第１偏光軸（３
６）に対して実質的に垂直である偏光軸に対して回転さ
せ、（ｆ）前記第１偏光軸（３６）に対して実質的に垂
直であるそれぞれの直線偏光面を有する直線偏光正反射
放射線ビーム（７８）および直線偏光拡散反射放射線ビ
ーム（８０）を、前記第１偏光軸（３６）と実質的に平
行に整合された透過軸を有する直線偏光子（４０６）に
通過させる、からなる方法。

【００６０】２．前方移動放射線ビームが直面する少な
くとも１つの境界表面からの反射を分離する方法であっ
て、前記反射は正反射放射線ビームおよび拡散反射放射
線ビームを生じ、前記ビームの各々は前記前方移動放射
線ビームの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に
伝搬するの少なくとも一部分を有し、工程：（ａ）前記
前方移動放射線ビーム（４０２）を直線偏光させ、これ
により前記前方移動放射線ビームの直線偏光面を第１偏
光軸（３６）と実質的に平行になるように整合させ、
（ｂ）直線偏光前方移動放射線ビーム（４０４）の直線
偏光面を第２偏光軸（３８）に対して回転させ、（ｃ）
前記第２偏光軸（３８）と整合した直線偏光面を有する
直線偏光前方移動放射線ビーム（４０４）を、前記前方
移動放射線ビームが前記境界表面（７０）に直面する前
に、四分の一波長遅延子（４０８）で円偏光させ、
（ｄ）前記正反射放射線ビーム（７８）を、前記前方移
動放射線ビーム（４０４）の伝搬方向に対して実質的に
反対である方向に、前記四分の一波長遅延子（４０８）
に通過させ、（ｅ）前記正反射放射線ビーム（７８）お
よび前記拡散反射放射線ビーム（８０）を直線偏光さ
せ、これによりそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行にし、（ｆ）前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行である前記直線偏光正反射放射
線ビーム（７８）および直線偏光拡散反射放射線ビーム
（８０）のそれぞれの直線偏光面を、前記第１偏光軸
（３６）に対して実質的に垂直である偏光軸に対して回
転させ、その後、（ｇ）前記第１偏光軸（３６）に対し
て実質的に垂直であるそれぞれの直線偏光面を有する直
線偏光正反射放射線ビーム（７８）および直線偏光拡散
反射放射線ビーム（８０）を、前記第１偏光軸（３６）
と実質的に平行に整合された透過軸を有する直線偏光子
（４０６）に通過させる、からなる方法。

【００６１】３．前記前方移動放射線ビームがレーザー
ビーム（４０４）である上記第１または２項記載の方
法。

【００６２】４．前記境界表面（７０）の少なくとも一
部分が走査すべき画像からなり、そして前記前方移動放
射線ビームが走査すべき画像を横切って線方向に走査さ
れる上記第１または２項記載の方法。

【００６３】５．前記前方移動放射線ビーム（４０４）
がレーザービームである上記第４項記載の方法。

【００６４】６．前記境界表面（７０）の少なくとも一
部分が画像記録材料からなり、そして前記前方移動放射
線ビームが画像を記録するために前記画像記録材料を横
切って線方向に走査される上記第１または２項記載の方
法。

【００６５】７．前記前方移動放射線ビーム（４０４）
がレーザービームである上記第６項記載の方法。

【００６６】８．第１伝搬軸を有する前方移動放射線ビ
ームが直面する少なくとも１つの境界表面からの反射を
分離する装置であって、前記反射は正反射放射線ビーム
および拡散反射放射線ビームを生じ、前記ビームの各々
は前記前方移動放射線ビームの伝搬方向に対して実質的
に反対である方向に、前記第１伝搬軸に実質的に沿って
伝搬するの少なくとも一部分を有し、前記装置は前記第
１伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、そして前記前
方移動放射線ビームと前記少なくとも１つの境界表面と
の間に位置し、（ａ）第１直線偏光手段（４０６）、前
記第１直線偏光手段は前記前方移動放射線ビームを直線
偏光しかつその直線偏光面を第１偏光軸（３６）と実質
的に平行になるように整合させ、そして、前記正反射放
射線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線ビーム
（８０）の各々のそれぞれの直線偏光面が前記第１偏光
軸（３６）に対して実質的に垂直であるとき、前記正反
射放射線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線ビー
ム（８０）を消滅させる、（ｂ）偏光回転手段（３
２）、前記偏光回転手段は、前記第１直線偏光手段（４
０６）と前記少なくとも１つの境界表面（７０）との間
に位置し、前記前方移動放射線ビームの直線偏光面を第
２偏光軸に対して回転させ、そして前記正反射放射線ビ
ーム（７８）および前記拡散反射放射線ビーム（８０）
のそれぞれの直線偏光面を前記第１偏光軸（３６）に対
して実質的に垂直である偏光軸に対して回転させる、
（ｃ）第２直線偏光手段（３４）、前記第２直線偏光手
段は前記偏光回転手段（３２）と前記第２偏光軸（３
８）と実質的に平行である透過軸を有する前記少なくと
も１つの境界表面（７０）との間に位置し、前記正反射
放射線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線ビーム
（８０）のそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光軸（３
８）と実質的に平行であるように整合させる、および
（ｄ）第１円偏光手段（４０８）、前記第１円偏光手段
は前記第２直線偏光手段（３４）と前記少なくとも１つ
の境界表面（７０）との間に位置し、前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行である直線偏光面を有する前記
直線偏光前方移動放射線ビーム（４０４）を第１回転の
向きで円偏光させ、そして前記正反射放射線ビーム（７
８）を直線偏光させ、これにより、前記正反射放射線ビ
ームが前記第１回転の向きに対して反対である回転の向
きで円偏光されるとき、前記正反射放射線ビームの直線
偏光面を前記第２偏光軸（３８）に対して実質的に垂直
であるように整合させる、からなる装置。

【００６７】９．少なくとも他の直線偏光手段（５８）
をさらに含み、前記直線偏光手段（５８）は前記第１伝
搬軸（１８）と一致する光軸および前記第２偏光軸（３
８）と実質的に平行である透過軸を有し、前記正反射放
射線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線ビーム
（８０）のそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光軸（３
８）と実質的に平行に整合させ、前記少なくとも他の直
線偏光手段（５８）は前記第２直線偏光手段（３４）と
前記第１円偏光手段（４０）との間に位置し、こうして
前記前方移動放射線ビーム（４０４）、前記正反射放射
線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線ビーム（８
０）の各々はそれを通過する、上記第８項記載の装置。

【００６８】１０．前記第２偏光軸（３８）と実質的に
平行である直線偏光面を有する前記前方移動放射線ビー
ム（１００）を分割し、これにより少なくとも他の伝搬
軸（１０６）をもつ少なくとも他の前方移動放射線ビー
ム（１０４）を形成しそして前記前方移動放射線ビーム
（１０４）は少なくとも他の境界表面（１２２）に直面
し、これにより少なくとも他の正反射放射線ビーム（７
８）および少なくとも他の拡散反射放射線ビーム（８
０）を生成し、それらの各々は前記少なくとも他の伝搬
軸（１０６）および前記第１伝搬軸（１８）に沿って、
前記第１および前記少なくとも他の前方移動放射線ビー
ムの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に伝搬
し、前記装置は前記少なくとも他の伝搬軸（１０６）と
実質的に一致する光軸を有する少なくとも他の円偏光手
段（１２０）をさらに含み、前記少なくとも他の円偏光
手段は前記第２直線偏光手段（３４）と前記少なくとも
他の境界表面（１２２）との間に位置し、前記第２偏光
軸（３８）と実質的に平行である直線偏光面を有する前
記少なくとも他の前方移動放射線ビーム（１０４）を第
１回転の向きで円偏光させ、そして前記少なくとも他の
正反射放射線ビーム（７８）を直線偏光させ、これによ
り、前記少なくとも他の正反射放射線ビームが前記第１
回転の向きに対して反対である回転の向きで円偏光され
るとき、前記少なくとも他の正反射放射線ビームの直線
偏光面を前記第２偏光軸（３８）に対して実質的に垂直
であるように整合させる、上記第８項記載の装置。

【００６９】１１．少なくとも他の直線偏光手段をさら
に含み、前記少なくとも他の直線偏光手段は前記少なく
とも他の伝搬軸と一致する光軸および前記第２偏光軸と
実質的に平行である透過軸を有し、前記少なくとも他の
正反射放射線ビーム（７８）および前記拡散反射放射線
ビーム（８０）のそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光
軸（３８）と実質的に平行に整合させ、前記少なくとも
他の直線偏光手段は前記第２直線偏光手段（３４）と前
記少なくとも他の円偏光手段（１２０）との間に位置
し、こうして前記少なくとも他の前方移動放射線ビーム
（１０４）、前記少なくとも他の正反射放射線ビーム
（７８）および前記少なくとも他の拡散反射放射線ビー
ム（８０）の各々はそれを通過する、上記第１０項記載
の装置。

【００７０】１２．少なくとも他の直線偏光手段（５
８）をさらに含み、前記直線偏光手段（５８）は前記第
１伝搬軸（１８）と一致する光軸および前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行である透過軸を有し、前記正反
射放射線ビーム、前記拡散反射放射線ビーム、前記少な
くとも他の正反射放射線ビームおよび前記少なくとも他
の拡散反射放射線ビームの直線偏光面を前記第２偏光軸
（３８）と実質的に平行に整合させ、前記少なくとも他
の直線偏光手段（５８）は前記第２直線偏光手段（３
４）と前記第１円偏光手段（１３２）との間に位置し、
こうして前記前方移動放射線ビーム、前記正反射放射線
ビーム、前記少なくとも他の正反射放射線ビームおよび
前記少なくとも他の拡散反射放射線ビームの各々はそれ
を通過する、上記第１１項記載の装置。

【００７１】１３．前記直線偏光手段（３４、５８）は
ダイクロイック、反射、散乱または複屈折の偏光子から
成る群より選択される上記第８〜１１または１２項のい
ずれかに記載の装置。

【００７２】１４．第１伝搬軸を有する前方移動放射線
ビームが直面する少なくとも１つの境界表面からの反射
を分離する装置であって、前記反射は第１正反射放射線
ビームおよび第１拡散反射放射線ビームを生じ、前記ビ
ームの各々は前記前方移動放射線ビームの伝搬方向に対
して実質的に反対である方向に、前記第１伝搬軸に実質
的に沿って伝搬するの少なくとも一部分を有し、前記装
置は（ａ）ファラデーアイソレータ（２０）、前記ファ
ラデーアイソレータは前記第１伝搬軸（４０２）と実質
的に一致する光軸を有し、前記前方移動放射線ビーム
（４０４）、前記第１正反射放射線ビーム（７８）およ
び第１拡散反射放射線ビーム（８０）の各々は前記ファ
ラデーアイソレータを通過し、前記ファラデーアイソレ
ータは、また、透過軸を有し、前記前方移動放射線ビー
ムが前記ファラデーアイソレータを通過した後、その直
線偏光面は前記透過軸と実質的に平行であるように整合
される、および（ｂ）第１四分の一波長遅延子（４０
８）、前記第１四分の一波長遅延子は前記第１伝搬軸
（４０２）と実質的に一致する光軸を有し、前記少なく
とも１つの境界表面（７０）と前記ファラデーアイソレ
ータとの間に位置し、前記前方移動放射線ビーム、前記
第１正反射放射線ビーム（７８）および前記第１拡散反
射放射線ビーム（８０）の各々は前記ファラデーアイソ
レータを通過し、前記第１四分の一波長遅延子（４０
８）は前記ファラデーアイソレータの透過軸に関して実
質的に４５°で整合された透過軸を有する、からなる装
置。

【００７３】１５．少なくとも他の直線偏光手段（５
８）をさらに含み、前記直線偏光手段（５８）は前記第
１伝搬軸と一致する光軸および前記ファラデーアイソレ
ータの透過軸と実質的に平行である透過軸を有し、前記
少なくとも他の直線偏光手段（５８）は前記ファラデー
アイソレータ（２０）と前記第１四分の一波長遅延子
（６２）との間に位置し、こうして前記第１前方移動放
射線ビーム（１６）、前記第１正反射放射線ビーム（７
８）および前記第１拡散反射放射線ビーム（８０）の各
々はそれを通過する、上記第１４項記載の装置。

【００７４】１６．前記ファラデーアイソレータの透過
軸と実質的に平行である直線偏光面を有する前記前方移
動放射線ビームを分割し、これにより少なくとも他の伝
搬軸（１０６）をもつ少なくとも他の前方移動放射線ビ
ーム（１０４）を形成し、前記装置は少なくとも他の四
分の一波長遅延子（１２０）をさらに含み、前記四分の
一波長遅延子（１２０）は前記少なくとも他の伝搬軸と
実質的に一致する光軸を有し、少なくとも他の境界表面
（１２２）と前記ファラデーアイソレータ（２０）との
間に位置し、前記少なくとも他の前方移動放射線ビー
ム、少なくとも他の正反射放射線ビーム（７８）および
少なくとも他の拡散反射放射線ビーム（８０）の各々は
前記ファラデーアイソレータ（２０）を通過し、前記少
なくとも他の四分の一波長遅延子は前記ファラデーアイ
ソレータの透過軸に関して実質的に４５°で整合された
透過軸を有する、上記第１４項記載の装置。

【００７５】１７．少なくとも他の直線偏光子（５８）
をさらに含み、前記直線偏光子（５８）は前記第１伝搬
軸（１８）と一致する光軸および前記ファラデーアイソ
レータ（２０）の透過軸と実質的に平行である透過軸を
有し、前記少なくとも他の直線偏光子は前記ファラデー
アイソレータ（２０）と前記少なくとも他の四分の一波
長遅延子（１３２、１２０）との間に位置し、こうして
前記前方移動放射線ビーム、前記第１および前記少なく
とも他の正反射放射線ビームおよび前記第１および前記
少なくとも他の拡散反射放射線ビームの各々はそれを通
過する、上記第１６項記載の装置。

【００７６】１８．少なくとも他の直線偏光子をさらに
含み、前記少なくとも他の直線偏光子は前記少なくとも
他の伝搬軸（１０６）と一致する光軸および前記ファラ
デーアイソレータ（２０）の透過軸と実質的に平行であ
る透過軸を有し、前記少なくとも他の直線偏光子は前記
ファラデーアイソレータ（２０）と前記少なくとも他の
四分の一波長遅延子（１２０）との間に位置し、こうし
て前記少なくとも他の前方移動放射線ビーム（１０
４）、前記少なくとも他の正反射放射線ビーム（７８）
および前記少なくとも他の拡散反射放射線ビーム（８
０）の各々はそれを通過する、上記第１７項記載の装
置。

【００７７】１９．前記第１前方移動放射線ビームがレ
ーザービームである上記第８〜１２または１４〜１８項
のいずれかに記載の装置。

【００７８】２０．前記第１前方移動放射線ビームが前
記境界表面（７０）の少なくとも１つを横切って線方向
に走査される上記第８〜１２または１４〜１８項のいず
れかに記載の装置。

【００７９】２１．境界表面を横切って前方移動レーザ
ービームを線方向に走査するレーザー光学系であって、
前記前方移動レーザービームは伝搬軸を有し、前記境界
表面は正反射レーザービームおよび拡散反射レーザービ
ームを生成し、前記レーザービームの各々は、前記前方
移動レーザービームの伝搬方向に対して実質的に反対で
ある方向に、前記伝搬軸に実質的に沿って伝搬する少な
くとも一部分を有し、前記レーザー光学系は、（ａ）前
記第１前方移動レーザービーム（１６）を生成するレー
ザーレーザー源（１２）、（ｂ）第１直線偏光手段（３
０）、前記第１直線偏光手段は前記前方移動レーザービ
ームを直線偏光しそしてその直線偏光面を第１偏光軸
（３６）と実質的に平行に整合させ、そして前記正反射
レーザービーム（７８）および前記拡散反射レーザービ
ーム（８０）の各々のそれぞれの直線偏光面が前記第１
偏光軸（３６）に対して実質的に垂直であるとき、前記
正反射レーザービーム（７８）および前記拡散反射レー
ザービーム（８０）を消滅させる、（ｃ）偏光回転手段
（３２）、前記偏光回転手段は前記第１直線偏光手段
（３０）と前記境界表面（７０）との間に位置し、前記
前方移動レーザービーム（１６）の直線偏光面を第２偏
光軸（３８）に回転させそして前記正反射レーザービー
ム（７８）および前記拡散反射レーザービーム（８０）
のそれぞれの直線偏光面を前記第１偏光軸（３６）に対
して実質的に垂直である偏光軸に回転させる、（ｄ）第
２直線偏光手段（３４）、前記第２直線偏光手段は前記
偏光回転手段（３２）と前記境界表面（７０）との間に
位置し、そして前記第２偏光軸（３８）と実質的に平行
である透過軸を有し、前記正反射レーザービーム（７
８）および前記拡散反射レーザービーム（８０）のそれ
ぞれの直線偏光面を前記第２偏光軸（３８）と実質的に
平行に整合させる、（ｅ）円偏光手段（６２）、前記円
偏光手段は前記第２直線偏光手段（３４）と前記境界表
面（７０）との間に位置し、前記第２偏光軸と整合した
直線偏光面をもつ前記直線偏光前方移動レーザービーム
を第１回転の向きで円偏光させ、そして、前記正反射レ
ーザービームが前記第１回転の向きに対して反対である
回転の向きで円偏光されるとき、前記第２偏光軸に対し
て実質的に垂直である直線偏光面で前記前記正反射レー
ザービームを直線偏光させる、および（ｆ）前記境界表
面を横切って前記前方移動レーザービームを線方向に走
査する手段（２００）、からなるレーザー光学系。

【００８０】２２．少なくとも他の直線偏光手段（５
８）をさらに含み、前記直線偏光手段（５８）は前記第
２偏光軸（３８）と実質的に平行である透過軸を有し、
前記正反射レーザービーム（７８）および前記拡散反射
レーザービーム（８０）のそれぞれの直線偏光面を前記
第２偏光軸（３８）と実質的に平行に整合させ、前記少
なくとも他の直線偏光手段は前記第２直線偏光手段（３
４）と前記円偏光手段（６２）との間に位置し、こうし
て前記前方移動レーザービーム、前記正反射レーザービ
ームおよび前記拡散反射レーザービームの各々はそれを
通過する、上記第２１項記載の装置。

【００８１】２３．境界表面を横切って前方移動レーザ
ービームを線方向に走査するレーザー光学系であって、
前記前方移動レーザービームは伝搬軸を有し、前記境界
表面は正反射レーザービームおよび拡散反射レーザービ
ームを生成し、前記レーザービームの各々は前記前方移
動レーザービームの伝搬方向に対して実質的に反対であ
る方向に伝搬する少なくとも一部分を有し、前記レーザ
ー光学系は、（ａ）前記第１前方移動レーザービーム
（１６）を生成するレーザー放射線源（１２）、（ｂ）
ファラデーアイソレータ（２０）、前記ファラデーアイ
ソレータは前記伝搬軸（１８）と実質的に一致する光軸
（２２）を有し、前記前方移動レーザービーム、前記正
反射レーザービーム（７８）および前記拡散反射レーザ
ービーム（８０）の各々は前記ファラデーアイソレータ
を通過し、前記ファラデーアイソレータは、また、透過
軸を有し、前記前方移動レーザービームはそれを通過し
た後、その直線偏光面は前記透過軸に沿って整合する、
（ｃ）四分の一波長遅延子（６２）、前記四分の一波長
遅延子は前記伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、前
記境界表面（７０）と前記ファラデーアイソレータ（２
０）との間に位置し、前記前方移動レーザービーム、前
記正反射レーザービームおよび前記拡散反射レーザービ
ームの各々は前記ファラデーアイソレータを通過し、前
記四分の一波長遅延子は、また、前記ファラデーアイソ
レータの透過軸に関して実質的に４５°で整合された透
過軸を有する、および（ｄ）前記境界表面を横切って前
記前方移動レーザービームを線方向に走査する手段（２
００）、からなるレーザー光学系。

【００８２】２４．少なくとも他の直線偏光子（５８）
をさらに含み、前記直線偏光子（５８）は前記伝搬軸
（１８）と実質的に平行である透過軸を有し、前記ファ
ラデーアイソレータ（２０）と前記四分の一波長遅延子
（６２）との間に位置し、前記前方移動レーザービー
ム、前記正反射レーザービームおよび前記拡散反射レー
ザービームの各々は前記ファラデーアイソレータを通過
し、前記直線偏光子は前記ファラデーアイソレータの透
過軸と平行に整合した透過軸を有する、上記第２３項記
載の装置。

【００８３】２５．前記境界表面（２０４）の少なくと
も一部分が走査すべき画像からなる上記第２１、２２、
２３または２４項記載の装置。

【００８４】２６．前記境界表面（２０４）の少なくと
も一部分が画像記録支持体からなる上記第２１、２２、
２３または２４項記載の装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザー、前方移動レーザービーム、正反射お
よび拡散反射の分離成分および正反射および拡散反射を
分離すべき境界表面を含む、レーザー光学系の部分を詳
細に示す。

【図２】垂直軸に関する種々の直線偏光軸の向きを詳細
に示す、例示の目的のために含めた、ベクトルの線図で
ある。

【図３】境界表面から正反射および拡散反射を分離する
装置および正反射および拡散反射を分離すべき境界表面
を通過する、前方移動放射線ビームを詳細に示す。

【図４】単一のレーザーを有するレーザー光学系を詳細
に示し、このレーザー光学系は２以上のレーザービーム
伝搬軸および１または２以上の正反射アイソレータを有
し、前記正反射アイソレータは単一のファラデーアイソ
レータと組み合わせて使用して、ビーム伝搬軸に沿って
レーザービームが直面する境界表面からの反射を光学的
に分離する。

【図５】レーザー、前方移動レーザービーム、前記前方
移動レーザービームを偏向して境界表面を走査射するビ
ームおよび走査されている境界表面から反射を分離する
正反射および拡散反射分離要素を含む、走査レーザー光
学系を示す。

【符号の説明】

１０ 部分的レーザー光学系、レーザー光学系 １２ レーザー １４ 出口アパーチュア、レーザーアパーチャ、レーザ
ー出口アパーチャ １６ 前方移動レーザービーム １８ 伝搬軸、レーザービーム伝搬軸 ２０ ファラデーアイソレータ ２２ 光軸、ファラデーアイソレータの光軸 ２４ アパーチュア、ファラデーアイソレータの入口ア
パーチュア ２６ 出口アパーチュア、ファラデーアイソレータのア
パーチュア ２８ 距離 ３０ 第１直線偏光子 ３２ 磁気光学偏光回転子 ３４ 第２直線偏光子 ３６ 第１偏光軸 ３８ 第２偏光軸 ５０ 正反射アイソレータ ５２ 光軸 ５４ 入口アパーチュア ５６ 出口アパーチュア ５８ 直線偏光子、第２直線偏光子、第３直線偏光子 ６０ 四分の一波長遅延子 ６２ 四分の一波長遅延子の光軸 ７０ 境界表面 ７２ 体積 ７４ 体積、他の境界表面 ７６ 次の体積 ７８ 正味の正反射ビーム、正反射ビーム ８０ 正味の拡散反射ビーム、拡散反射ビーム ８２ 伝搬軸 ８４ 距離 ８８ 距離 １００ 単一の前方移動レーザービーム １０２ 部分的反射ビームスプリッター、ビームスプリ
ッター １０４ 第２直線偏光前方移動レーザービーム １０８ レンズ １１０ 境界表面 １１２ 境界表面 １１６ 境界表面 １１８ 第２正反射アイソレータ １２０ 四分の一波長遅延子 １２２ 境界表面 １３０ 単一の入口アパーチュア １３２ 第１出口アパーチュア １３４ 第２出口アパーチュア １５０ 第１正反射アイソレータ ２００ ビーム偏向器 ２０２ 走査線 ２０４ 境界表面 ２０６ 第１へり ２０８ 他のへり ２１０ レンズ ４００ 光学アイソレータ ４０２ 放射線ビーム伝搬軸 ４０４ 未偏光放射線ビーム、円偏光放射線ビーム ４０６ 入口アパーチュア ４０８ 出口アパーチュア

フロントページの続き (72)発明者 シウ−ヤン・ボールドウイン・ヌグ アメリカ合衆国マサチユセツツ州02140ケ ンブリツジ・アパートメントナンバー２・ ラツセルストリート38

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方移動放射線ビームが直面する少なく
   とも１つの境界表面からの反射を分離する方法であっ
   て、前記反射は正反射放射線ビームおよび拡散反射放射
   線ビームを生じ、前記ビームの各々は前記前方移動放射
   線ビームの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に
   伝搬するの少なくとも一部分を有し、工程： （ａ）前記前方移動放射線ビームを直線偏光させ、これ
   により前記前方移動放射線ビームの直線偏光面を第１偏
   光軸と実質的に平行になるように整合させ、 （ｂ）直線偏光前方移動放射線ビームの直線偏光面を第
   ２偏光軸に対して回転させ、 （ｃ）前記第２偏光軸と実質的に平行である直線偏光面
   を有する直線偏光前方移動放射線ビームを、前記前方移
   動放射線ビームが前記境界表面に直面する前に、第１回
   転の向きで円偏光させ、そして前記正反射放射線ビーム
   を直線偏光させ、これにより、前記正反射放射線ビーム
   が前記第１回転の向きに対して反対である回転の向きで
   円偏光されるとき、前記正反射放射線ビームの直線偏光
   面を前記第２偏光軸と実質的に垂直であるように整合さ
   せ、 （ｄ）前記正反射放射線ビームおよび前記拡散反射放射
   線ビームを直線偏光させ、これによりそれぞれの直線偏
   光面を前記第２偏光軸と実質的に平行にし、 （ｅ）前記第２偏光軸と実質的に平行である直線偏光正
   反射放射線ビームおよび直線偏光拡散反射放射線ビーム
   のそれぞれの直線偏光面を、前記第１偏光軸に対して実
   質的に垂直である偏光軸に対して回転させ、そして （ｆ）前記第１偏光軸に対して実質的に垂直であるそれ
   ぞれの直線偏光面を有する直線偏光正反射放射線ビーム
   および直線偏光拡散反射放射線ビームを、前記第１偏光
   軸と実質的に平行に整合された透過軸を有する直線偏光
   子に通過させる、からなる方法。
2. 【請求項２】 前方移動放射線ビームが直面する少なく
   とも１つの境界表面からの反射を分離する方法であっ
   て、前記反射は正反射放射線ビームおよび拡散反射放射
   線ビームを生じ、前記ビームの各々は前記前方移動放射
   線ビームの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に
   伝搬するの少なくとも一部分を有し、工程： （ａ）前記前方移動放射線ビームを直線偏光させ、これ
   により前記前方移動放射線ビームの直線偏光面を第１偏
   光軸と実質的に平行になるように整合させ、 （ｂ）直線偏光前方移動放射線ビームの直線偏光面を第
   ２偏光軸に対して回転させ、 （ｃ）前記第２偏光軸と整合した直線偏光面を有する直
   線偏光前方移動放射線ビームを、前記前方移動放射線ビ
   ームが前記境界表面に直面する前に、四分の一波長遅延
   子で円偏光させ、 （ｄ）前記正反射放射線ビームを、前記前方移動放射線
   ビームの伝搬方向に対して実質的に反対である方向に、
   前記四分の一波長遅延子に通過させ、 （ｅ）前記正反射放射線ビームおよび前記拡散反射放射
   線ビームを直線偏光させ、これによりそれぞれの直線偏
   光面を前記第２偏光軸と実質的に平行にし、 （ｆ）前記第２偏光軸と実質的に平行である前記直線偏
   光正反射放射線ビームおよび直線偏光拡散反射放射線ビ
   ームのそれぞれの直線偏光面を、前記第１偏光軸に対し
   て実質的に垂直である偏光軸に対して回転させ、その
   後、 （ｇ）前記第１偏光軸に対して実質的に垂直であるそれ
   ぞれの直線偏光面を有する直線偏光正反射放射線ビーム
   および直線偏光拡散反射放射線ビームを、前記第１偏光
   軸と実質的に平行に整合された透過軸を有する直線偏光
   子に通過させる、からなる方法。
3. 【請求項３】 第１伝搬軸を有する前方移動放射線ビー
   ムが直面する少なくとも１つの境界表面からの反射を分
   離する装置であって、前記反射は正反射放射線ビームお
   よび拡散反射放射線ビームを生じ、前記ビームの各々は
   前記前方移動放射線ビームの伝搬方向に対して実質的に
   反対である方向に、前記第１伝搬軸に実質的に沿って伝
   搬するの少なくとも一部分を有し、前記装置は前記第１
   伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、そして前記前方
   移動放射線ビームと前記少なくとも１つの境界表面との
   間に位置する装置において、 （ａ）前記前方移動放射線ビームを直線偏光しかつその
   直線偏光面を第１偏光軸と実質的に平行になるように整
   合させ、そして、前記正反射放射線ビームおよび前記拡
   散反射放射線ビームの各々のそれぞれの直線偏光面が前
   記第１偏光軸に対して実質的に垂直であるとき、前記正
   反射放射線ビームおよび前記拡散反射放射線ビームを消
   滅させる第１直線偏光手段と、 （ｂ）前記第１直線偏光手段と前記少なくとも１つの境
   界表面との間に位置し、前記前方移動放射線ビームの直
   線偏光面を第２偏光軸に対して回転させ、そして前記正
   反射放射線ビームおよび前記拡散反射放射線ビームのそ
   れぞれの直線偏光面を前記第１偏光軸に対して実質的に
   垂直である偏光軸に対して回転させる偏光回転手段と、 （ｃ）前記偏光回転手段と前記第２偏光軸と実質的に平
   行である透過軸を有する前記少なくとも１つの境界表面
   との間に位置し、前記正反射放射線ビームおよび前記拡
   散反射放射線ビームのそれぞれの直線偏光面を前記第２
   偏光軸と実質的に平行であるように整合させる、第２直
   線偏光手段と、 （ｄ）前記第２直線偏光手段と前記少なくとも１つの境
   界表面との間に位置し、前記第２偏光軸と実質的に平行
   である直線偏光面を有する前記直線偏光前方移動放射線
   ビームを第１回転の向きで円偏光させ、そして前記正反
   射放射線ビームを直線偏光させ、これにより、前記正反
   射放射線ビームが前記第１回転の向きに対して反対であ
   る回転の向きで円偏光されるとき、前記正反射放射線ビ
   ームの直線偏光面を前記第２偏光軸に対して実質的に垂
   直であるように整合させる第１円偏光手段と、を具備す
   ることを特徴とする装置。
4. 【請求項４】 第１伝搬軸を有する前方移動放射線ビー
   ムが直面する少なくとも１つの境界表面からの反射を分
   離する装置であって、前記反射は第１正反射放射線ビー
   ムおよび第１拡散反射放射線ビームを生じ、前記ビーム
   の各々は前記前方移動放射線ビームの伝搬方向に対して
   実質的に反対である方向に、前記第１伝搬軸に実質的に
   沿って伝搬するの少なくとも一部分を有する装置におい
   て、 （ａ）前記第１伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、
   前記前方移動放射線ビーム、前記第１正反射放射線ビー
   ムおよび第１拡散反射放射線ビームの各々は前記ファラ
   デーアイソレータを通過し、前記ファラデーアイソレー
   タは、また、透過軸を有し、前記前方移動放射線ビーム
   が前記ファラデーアイソレータを通過した後、その直線
   偏光面は前記透過軸と実質的に平行であるように整合さ
   れるファラデーアイソレータと、 （ｂ）前記第１伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、
   前記少なくとも１つの境界表面と前記ファラデーアイソ
   レータとの間に位置し、前記前方移動放射線ビーム、前
   記第１正反射放射線ビームおよび前記第１拡散反射放射
   線ビームの各々は前記ファラデーアイソレータを通過
   し、前記第１四分の一波長遅延子は前記ファラデーアイ
   ソレータの透過軸に関して実質的に４５°で整合された
   透過軸を有する第１四分の一波長遅延子とを具備するこ
   とを特徴とする装置。
5. 【請求項５】 境界表面を横切って前方移動レーザービ
   ームを線方向に走査するレーザー光学系であって、前記
   前方移動レーザービームは伝搬軸を有し、前記境界表面
   は正反射レーザービームおよび拡散反射レーザービーム
   を生成し、前記レーザービームの各々は、前記前方移動
   レーザービームの伝搬方向に対して実質的に反対である
   方向に、前記伝搬軸に実質的に沿って伝搬する少なくと
   も一部分を有するレーザー光学系において、 （ａ）前記第１前方移動レーザービームを生成するレー
   ザーレーザー源、 （ｂ）前記前方移動レーザービームを直線偏光しそして
   その直線偏光面を第１偏光軸と実質的に平行に整合さ
   せ、そして前記正反射レーザービームおよび前記拡散反
   射レーザービームの各々のそれぞれの直線偏光面が前記
   第１偏光軸に対して実質的に垂直であるとき、前記正反
   射レーザービームおよび前記拡散反射レーザービームを
   消滅させる第１直線偏光手段と、 （ｃ）前記第１直線偏光手段と前記境界表面との間に位
   置し、前記前方移動レーザービームの直線偏光面を第２
   偏光軸に回転させそして前記正反射レーザービームおよ
   び前記拡散反射レーザービームのそれぞれの直線偏光面
   を前記第１偏光軸に対して実質的に垂直である偏光軸に
   回転させる偏光回転手段と、 （ｄ）前記偏光回転手段と前記境界表面との間に位置
   し、そして前記第２偏光軸と実質的に平行である透過軸
   を有し、前記正反射レーザービームおよび前記拡散反射
   レーザービームのそれぞれの直線偏光面を前記第２偏光
   軸と実質的に平行に整合させる第２直線偏光手段と、 （ｅ）前記第２直線偏光手段と前記境界表面との間に位
   置し、前記第２偏光軸と整合した直線偏光面をもつ前記
   直線偏光前方移動レーザービームを第１回転の向きで円
   偏光させ、そして、前記正反射レーザービームが前記第
   １回転の向きに対して反対である回転の向きで円偏光さ
   れるとき、前記第２偏光軸に対して実質的に垂直である
   直線偏光面で前記前記正反射レーザービームを直線偏光
   させる円偏光手段と、 （ｆ）前記境界表面を横切って前記前方移動レーザービ
   ームを線方向に走査する手段、を具備することを特徴と
   するレーザー光学系。
6. 【請求項６】 境界表面を横切って前方移動レーザービ
   ームを線方向に走査するレーザー光学系であって、前記
   前方移動レーザービームは伝搬軸を有し、前記境界表面
   は正反射レーザービームおよび拡散反射レーザービーム
   を生成し、前記レーザービームの各々は前記前方移動レ
   ーザービームの伝搬方向に対して実質的に反対である方
   向に伝搬する少なくとも一部分を有するレーザー光学系
   において、 （ａ）前記第１前方移動レーザービームを生成するレー
   ザー放射線源、 （ｂ）前記伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、前記
   前方移動レーザービーム、前記正反射レーザービームお
   よび前記拡散反射レーザービームの各々は前記ファラデ
   ーアイソレータを通過し、前記ファラデーアイソレータ
   は、また、透過軸を有し、前記前方移動レーザービーム
   はそれを通過した後、その直線偏光面は前記透過軸に沿
   って整合するファラデーアイソレータと、 （ｃ）前記伝搬軸と実質的に一致する光軸を有し、前記
   境界表面と前記ファラデーアイソレータとの間に位置
   し、前記前方移動レーザービーム、前記正反射レーザー
   ビームおよび前記拡散反射レーザービームの各々は前記
   ファラデーアイソレータを通過し、前記四分の一波長遅
   延子は、また、前記ファラデーアイソレータの透過軸に
   関して実質的に４５°で整合された透過軸を有する四分
   の一波長遅延子と、 （ｄ）前記境界表面を横切って前記前方移動レーザービ
   ームを線方向に走査する手段、を具備することを特徴と
   するレーザー光学系。