JPS6017972A - 不可視電磁放射ビ−ムを収束させる方法と装置 - Google Patents

不可視電磁放射ビ−ムを収束させる方法と装置

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JPS6017972A
JPS6017972A JP59123573A JP12357384A JPS6017972A JP S6017972 A JPS6017972 A JP S6017972A JP 59123573 A JP59123573 A JP 59123573A JP 12357384 A JP12357384 A JP 12357384A JP S6017972 A JPS6017972 A JP S6017972A
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デビツド・ロバ−ト・ヘニングス
デニス・ジ−・フイツシヤ−
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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】 発明の分野 本発明は不可視電磁放射ビームが収束する1侍点を検出
する方法と装置とに関する。特に本発明は可干渉性の不
可視電磁放射を収束させる方法と装置とに関する。
従来の技術 YAGレーザは尚業界では周知である。YAOレー→ノ
ーは約1.06ミクロンの可干渉性電磁放射ビームを発
生する。この周波数では元は近赤外範囲で、人間の目に
は見えない。YAGレーザは医学の分野で多くの用途が
あることがわかった。このような用途の1つはYAGレ
ーザを外科手術のために患者の目に照射して目の一部を
iE確に切断することである。
YAGし〜ザの出力は人間の目には見えない元のヒ゛−
ムであるので、YA(]レーザからの目に見えない放射
が所望の位置にいつ適正に収束したかを決定することが
必要になる。そのような装置と方法とはラザグ社(La
sag Corporation )によって製造され
た装置に示されている。し力)しこの装置はますYAG
レーザからのビームを拡大さぜる。
H,e N eレーザによって発生された可視放射ビー
ムは2つのビームに分割される。He N’ eレーザ
カ)らの2つのビームはYAGレーザからの拡大された
ビームと結合さイする。結合されたビームは所望の焦点
に収束させる収束レンズに投射される。HeNeレーザ
からの可視放射の2つのビームが単一の点に収斂したと
きYAGレーザからの可干渉性放射の不可視ビームは焦
点にある。この装置ではHeNeレーザからの2つのビ
ームはYAGレーザからの不可視放射ビームと正確に結
合されることが必要であるが、このような装置ではこれ
らのビームの不整合の可能性が大きい。
したがって本発明は可視放射ビームと不可視放射ビーム
とのこのような不整合の可能性を除去し、容易に確実に
これらのビームを整合させる方法と装置とを得ようとす
るものである。
本発明においては不可視電磁放射ビームが発生される。
可視光ビームも発生される。不可視ビ−ムと可視ビーム
と力1ら結合ビームがつくられる。
結合ビームの軸線に不可視ビームと可視ビートとが同軸
になる。結合ヒートは拡大される。それから拡大ヒート
、はほぼすべての不可視放射と一部のみの可視放射とを
フィルタを通すことにより濾光される。通過した可視ビ
ームの部分は、結合されたビームの111111勝から
はずれて置かれた少なくとも2つの指標を通るようにす
る。その後濾光ビームは収束装置で収束され、指標が互
いに事実上整合するまで動かされ、それによって不可視
放射ビームが収束する。
実施例 1官1図に従来装置の概略図を示す。第1図の装置uO
)のYAGレーザ(121は約1.06ミクロンの人間
の目に見えない放射ビーム(14)を発生する。不可視
ビーム(I4)は不可視ビーム(1滲を拡大するビーム
拡大器0.6)に入射する。拡大ビーム(!(1)はビ
ーム拡大器(16)から部分的反射鏡(1町こ入射する
l(e’Ne+z−ザ(20)は典型的には0.632
8ミクロンの波長の可視放射ビーム(22)を発生する
。可視ビーム(,2zはビームスブリツクキューブ(2
4)に入射して2つのビーム(28,30)に分割され
る。これらの2つの可視ビーム(28,30)は離れて
且つ平行で、反射鏡(18)に入射する。YAGレーザ
(12)からの拡太さイtた見えないビーム04)は反
射鏡(18)のところで2つの見えるビーム(28,3
0)と結合される。反射鏡(18)からの結合ビームは
中心軸5cI7)を持つ。見えない拡大ビーム(14)
は結合ビームの中心軸線(1ηと同軸である。HeNe
L/−ザt20)、!jl)らの2つのビーム(28,
30)は中心軸線(17)から対称にはすれていて、拡
大不可視ビーム側の外縁の近くにある。
YAGレーザ(J2)からの拡大された見えないビーム
tM)とHeNeレーザ(I2)からの2つの見えるビ
ーム(28,30)とで構成さイ”した結合ビームは反
射鏡と収束レンズ(34)とに入射する。収束レンズ(
34)は結合ビームを目(3G)のような所望の対象に
収束する。
装置(10)の操作においてはHe N eレーザ(2
0)をまず駆動して2つ0)ビーム(28,30)を発
生させる。対物レンズ(34)を1illll線a力に
平行に動かして2つのビーム(28,30)を収斂させ
て所望の位置に単一の点(40)をつくる。この時点に
おいてYAGレーザ(12)を駆動して目に見えない放
射ビーム圓を発生させる。
不可視ビーム(14IはIf e N eレーザ(20
)からの単一点(40)と同じ位置に収束する。対物レ
ンズ(34)が動くか患者が装置(10)に対して動く
と、HeNeレーザ(20)からの所望の点における放
射は2つの分離したビーム(28,30)として現われ
る。この場合にはYAGレーザ(1艶からの不可視ビー
ム(14)?まこの点に収束しない。
従来の装置(10)の動作はf(eNeレーザ(20)
からの2つのビーム(28,30)が反射鏡(I8)と
YAGレーザ(12力1らの不可視ビーム(I4)と正
しく整合していると仮定する。反Jt=I4またはレー
ザビーム(28,30)の相対位置が少しでも動くとY
AGレーザuaからの不可視ビームOaはFl e N
 eレーザ(20)からのビームが収斂する点顛には収
束しない。これが誤差の原因である。
第2図に本発明の装置(no)を示す。YAGレーザ(
1t2)が不可視放射レーザビーム(114)を発生し
、HeNeLz−ザ(1,20)が可視放射レーザビー
ム(122)を発生する。
YAGレーザ(112)からの不可視放射ビーム(11
4)は部分的反射鏡(11,8)に入射する。しかし従
来の装置(10)と違ってビーム(114)は拡大され
ない。HeNeし・−ザ(120)からの可視放射ビー
ム(122)も反射鏡(l■8)に投射される。従来の
装置(10)におけるのと違って可視ビーム(122)
は2つのビームに分割されない。部分的反射鏡(118
)のところで不可視放射ビーム(1,14−)と可視放
射ビーム(122)とは同じ点で結合される。ビーム(
114,122)は結合ビームの軸H(117)と実質
的に同軸である。
結合ビームは発散レンズ(116)を通って拡大される
。拡大ビームはそれから平行化レンズ(128)を通っ
て平行にされる。拡大結合ビームはそれから後に詳述す
るフィルタ(12/l)を通る。σヤ光さ、Itだ拡大
結合ビームは対物レンズ(1,34,)を通って1点に
収束される。
第3aおよび31)図はそ、IIそれフィルタ(] 2
1I )の前面図および側面図である。フィルタ(1,
2/l)は第1面(123)と第2面(125)とを持
つガラス窓(1,27)を持つ。平行化されたビーノ・
は第1而(1,2,3)に入射し、思(1,27)を通
って第2面(125)から射出される。窓(1,27)
の第1面(123)は、平行ビームの1lil (11
,7)からはずれた2つのほとんど円J杉の部分(]、
21.a 、 12]、b)以外はすべて、第1材料で
被覆する。第1面(123)を被覆した材料は誘電材料
て、o、63zミクロンの波長に対しては実質的に99
係より大きな反射率を持ち、]、、06ミクロンの波し
に対しては98係より大きな透過率を持つ。言い換える
と、i(、e N eレーザ(t20)からの可視放射
は被覆領域においてフィルタ(1,24)から反射さ’
4%zYAGレーザ(l ]、2)からの不可視放射は
透過する。
第1面(123)上の2つの領域(121a、 1.2
11) )においてはYAGレー→ノー(]、]−2)
からのビーム(114)とr−1eNelz−ザ(1,
20)からのビーム(122)とは両方とも窓(127
)を透過する。慝(127)の第2面(125)には反
射防止材料を施しである。これはノイス等を発生する反
射を防止するためである。第2面(125)上の材料は
1..06ミクロンにおよび0.632ミクロンの波長
において99%以上の透過率を持つ。この材料も誘電材
料である。
第1面(123)上の材料は二色性被覆を営む。この材
料は電子ビーム蒸涜によって窓(1,27)上に蒸着さ
れた材料の層の岨合せ(Gとして示す)である。第1面
(123)上の材料に対して層は1.36L 0.633)1 0.633L 0.633)i 0.633T。
0、63 :(H 0,633’f。
0.633 H f)、6331J O,633H O,6331」 0.6331( 0,633L 0.633H 0,633L 0.368H である。ここで11はTlO2、LはSiQ□、数字は
光学的厚さである。第1面(123)の光学的性質を第
4図に示す。
第2面(125)上の材料は反射防止膜を含む。第1面
(123)上の材料と同様に第2面上の材料も電子ビー
ム蒸着によって’fA (127)上に蒸着された材料
の層の組合せ(Gとして示す)である。第2面(125
)上の材料に対して層は 0、79 L 1.58)( 0、7911a 0、79 L である。ここでLは5IO2、MはAlユ03、Hはi
(f O□、 数字は光学的厚さである。第2面の光学
的性質を第5図に示す。
したがって、フィルタ(124) 71)ら濾光されて
出るビームはYAGレーザ(112)からの軸線(11
7)’:e持ツ不EfFjAヒービー114)とHeN
eL/−ザ(120)からの、中心軸線(117)力)
らはずれた2つの可視ビーム(122)との組み合わせ
ビームである。
フィルタ(124) 7>らの2つの可視スポットまた
は可視ビームは指標として働く。収束レンズ(1例は従
来の収束レンズ(34)と同様に働く。
本発明の装置(110)の作用においては、従来の装置
(10)の作用と同様に、可視放射(121a、 12
1b)の2つの指標すなイつち点が単一の点をつくるよ
うζこ収斂すると、YAGレーザ(]t2)からの不可
視ビーム(1,14)もその点に収束する。
本発明の装置(110) lこおいて要求さイする唯一
の整合は、可視[ニーl> (122)が不可視ビーム
(1,14)と反射鏡θ)ところで結合されなければな
らないということた゛けである。これはいくつかの方法
でなさイ]、る。その1つは反射鏡(118)を不可視
ビーム(n4)を可視にする4′A利、たとえば印画紙
または感熱紙で置き換えることである。不可視ビーム(
114)がその」二に入射して可視状態にされた点を生
じると、可視ビーム(122)をその点に入射するよう
に整合する。印画紙または感熱紙はそれから反射鏡に置
き換える。
また、不0]′祝ビーム(1,14)は近赤外領域にあ
るので、業界で周知の放射変換器を結合ビームの光路1
7旧こ、すなわち反射器(]、1.8)の後ろに置くこ
とができる。放射変換器が不可視ビーム(1,1/I)
と可視ビーム(1,22)との存在を検出すると、これ
ら2つのビームは反射器(l18)のところで整合され
結合されたこと6どなる。
本発明の方法と装置とによって可視ビームと不可視ビー
ムとはそれらが拡大される前に結合される。
これによって整合が大巾に容易になり、装置がよりコン
パクトで、用いるのがより簡単で、不可視ビーム(11
4,)がいつ収束した乃)、いつ焦点をはすイtたかの
よりするどい表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の概略図である。 第2図は本発明の装置の概略図である。 第3aおよび3b図は本発明で用いるフィルタのそれぞ
れ正面図および側面図である。 第4図は本発明におけるフィルタの光学的性質の図表で
ある。 第5図は本発明におけるフィルタの反射防止膜の光学的
性質の図表である。 12 ・・・ YAG し −−す 20 、、、HeNe レーザ 36・・・ 1] 112・・・ Y A、 Gレーザ 120 、、・、HeNe レーザ 124・・・ フィルタ −331 丁、 υ1′: 和i iTL 粘1 昭和59年 8月 4日 特許庁長官 殿 1 事イ!1の表示 昭和59 ’ f I’l H’を願第1235738
昭和 31 月 日

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不可視電磁放射ビームを所望の点に収束させる時
    点を検出する方法であって、 不可視放射ヒームを発生し、 可視放射ビームを発生し、 前記可視ビームおよび不可視ビームを結合して、可視ビ
    ームおよび不可視ビームが結合ヒパ−ムの軸線にほぼ同
    軸になるように結合ビームを形成し、 前記結合ビームを拡大し、 はとんどすべての不可視ビームと1前記軸線力)らはず
    れた位置にあって少なくとも2つの指標となる一部のみ
    の前記可視ビームとを通す′ことにより前記拡大結合ビ
    ームを濾光し、該指標が所望の点に互いにほぼ整合する
    まで収束装置を動かして前記濾光ビームを収束させるこ
    とにより上記不可視ビームを上記点に収束させる諸手段
    を含む検出方法。
  2. (2)@記結合ビームを形成する手段は、前記不可視ビ
    ームを一つの位置に当て、前記位置を可視状態にし、 前記可視ビームを前記位置に当てる諸手段を含む特許請
    求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)不可視放射ビームを発生する装置と、可視放射ビ
    ームを発生する装置と、 前記可視ビームおよび不可視ビームを結合して、可視ビ
    ームおよび不可視ビームが結合ビームの軸線にほぼ同軸
    になるように結合ビームを形成する装置と、 前記結合ビームを拡大する装置と、 はとんどすべての不可視ヒームと、前記軸線から離れた
    位置にあって少なくとも2つの指標となる一部のみθ)
    前記可視ビームとを通すことにより前記拡大結合ビーム
    を濾光する装置と、前記濾光ビームを収束させる装置と を備え、前記指標が所望の点に互いにほぼ整合したとき
    、前記不可視ビームは前記点に収束する、不可視電磁放
    射ビームを所望の点に収束させる装置。
  4. (4)前記不可視放射ビームは可干渉性放射ビームであ
    る、特許請求の範囲第3項記載の装置。
  5. (5)前記不可視ビームを発生する装置はYAGレーザ
    である、特許請求の範囲第4項記載の装置。
  6. (6)前記可視放射ビームは可干渉性放射ビームである
    、特許請求の範囲第3項記載の装置。
  7. (7)前記可視ヒーノ、を発生する装置は1−1 e 
    N cレーザである、特許請求の範囲第6項記載の装置
  8. (8)前記拡大装置は発散レンズを含む、特許請求の範
    囲第;3項記I成の装置。
  9. (9) 前記フィルタ装置は 前記結合ビームが第1面に入射して開口窓を通過し、第
    2而から出る、前記第1面、第2面とを持つ開口窓と、 MiJ記部分を除く前記第1面上の被膜であって、前記
    不可視ビームは通過させるが前記可視ビームは反射する
    第1被膜さ を含む、特許請求の範囲第3項記載の装置。
  10. (10)前記可視および不可視ビームを透過させ、入射
    した放射からの反射を防止する材料である前記第2面上
    の第2被膜をも含む特許請求の範囲第9項記載の装置。
JP59123573A 1983-06-17 1984-06-15 不可視電磁放射ビ−ムを収束させる方法と装置 Pending JPS6017972A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US50525583A 1983-06-17 1983-06-17
US505255 1990-04-05

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JPS6017972A true JPS6017972A (ja) 1985-01-29

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ID=24009598

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JP59123573A Pending JPS6017972A (ja) 1983-06-17 1984-06-15 不可視電磁放射ビ−ムを収束させる方法と装置

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JP (1) JPS6017972A (ja)

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JPS61145515U (ja) * 1985-02-27 1986-09-08

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EP0131768A3 (en) 1986-01-22

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