JPS62501315A - 改善された可変レンズ及び連続操作のための複屈折補償装置 - 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】 改善された可変レンズ及び 連続操作のための複屈折補償装置 出願に関連した前後参照 この出願は、“Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｌｅｎｓ　ａｎｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎ ｃｅ　Ｃｏｎ−ＤｅｎＳａｔＯｒ″（Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ、　６７７．４５２； 　ｆｉｌｅｄ　Ｄａｃｅｎｂｃｒ　３．１９８４）、と題する、同時係属中の米 国特許出願に関連したものである。

発明の背景 １、発明の技術分野 この発明は、レーザ及びレーザ光の光学補償に関するａ特に、この発明は、レー ザ・ロッドに於ける偏差を連続的に補償づるのに利用でることができる放ｑ（状 に従属した光路長及び偏光フィールドを確定するだめの複数の光学材料本体の内 部に温度勾配を生成する手段及び方法に関Ｊるものである。

２、背身情報 レーザを使用する痛イ３及び測定システムの設計賃が直面する最も難因な問題の 一つは、ビーム広がりの現象である。例えレーザがＴｉ磁気放射の多数の完全な 平行光線を構成するべく一般に認められるコヒーレント光を供給しても、これら の光線は常に多少の大きさに広がる。前記ビームの過度な発散が生じるとすると 、前記光学の構成要素は光学歪みの原因となる共振器から成る。種々のレーザの 拡大媒体及びシステムの強制は、レーザ・ロッドに於いて歪みの原因となるａ！ ｌ！型的な繰返しに供給された固体レーザ・ロッドは、例えば前記レーザの前記 ポンピング出力に比例して広がる出力放射を供給する傾向にある。光学素子は、 第３ａ図に示されるＪ：うに、凸または陽光レンズの最も重要な特性を表す広が りのための放射に起因する。

視等の構成された光の入射ビームまたは平行光線は、等方性の熱及び均等の陽光 レンズに対して向けられ、前記レンズの光軸に平行にＩｉｉえられると、そのと きの各々の光線の前記方向は、前記レンズを横断して伝わるだめ、透過されなけ ればならない前記光線の助平光路長の上及び前記レンズの表面上の前記垂直面と 相対的に、その現象の前記角度による前記レンズの前記出口側から出る。各々の 光線は、作られた前記レンズからの前記光学月利の屈折率に順番にその光路長及 び前記垂直面に相対的な現象のその角度に依存される偉計によって曲げられるで あろうし、及び前記光線が前記レンズの前記厚さを透過する。

連続的に供給されたレーデ・ロッドの場合、前記ロッドは、励起Ｒ構から吸収さ れる前記ロッドの前記入力に比例した総割によって加熱されるものである。前記 ロッドの加熱は、その外部面で消散されるものである。徐々に、恐らくは１Ｃ秒 間に渡って、前記ロッドはこの加熱及び冷却によって陽光レンズの中で変形され るものである。この変形は、熱に関しては均等でなく等方性に同質である前記ロ ッドとなるために起こる。前記ロッドのどのような半径に沿って前記温度の差屓 は、異なった屈折率の層を組立てる。光線の温度勾配は、前記ロッドの内部で作 り出されるもので、そして故にＩｙＩ記複屈折率はｉ！２度に依存され、光線の 複屈折率はまた１１ｊｔ記の内部に確定されたものである。この有効に作り出し たレンズは第３ａ図に示される物理的に凸レンズの模造の光路長による光線の分 配を有する。この一時的な陽光レンズの出力は、その内部の前記特別な屈折の変 化を決定する前記温度により、加熱されるために前記大きさに比例したものであ る。前記ロッドに於いて発生された前記温度勾配は、前記熱の流れに比例したも のであり、前記複屈折率は前記温度勾配と比例する。ＩｆＪ記ロフロブロンドイ ナミック・レンズの作用線が温度勾配によって引起こされ、それは前記不必要な ビーム広がりのための責任があるものである。

この点に於いてレーザの前記出力ビームが広がるとき、コヒーレント放射はその 有効の多くを４失し、故にどんなに多くの前記ビーム上による遠隔点に前記ビー ムにＪ：って分岐された前記エネルギーは、限界範囲の目標にされた点上に集中 されるものである。エネルギーは＋Ｗｔ記原型のビームの前記断面より大きい範 囲にＭ−）で広げられるもので、通信及び測定の適用に於いて集中されることの ない、そして故に有効でないものである。

種々の複合の１械的システムは、ロッド・レンズのこの問題を解くための上述の 試みに於いて使用されている。このようなシステムの一つは、一対の正反対の光 学出力の短い焦点の波長のレンズから成るズーム・レンズである。前記レンズ間 の空間は、前記対のレンズの前記効用から起因する前記正味の光学出力を制ＣＤ 覆るために調整できる。この配合が不断のビーム広がりを維持Ｊ−るが、前記必 要な精密なレンズ、１械的なレース、直流モータ、及び複雑な制御電子工学の法 外なコストが、この魅力のない解決を成す。

！＋１１１ｆｉな静電凹陰光レンズは、前記ロッドのダイナミック・レンズ活性 のために補償づるための前記レーザ共振器空洞に於いて使用している。しかしな がら、前記静電除光レンズの不断の活性は、前記単純な固定された除光レンズの ための□正反ス・１の光学出力は、補虹するために設計されるものであるが、前 記レーザ・ロッドが加熱されてお゛す、且つ前記正確な同笠のらのを存するとき 、１）う開時間まで前記レーザの不利益な＋１ｒＪ記操作を判断Ｊる。更に、複 雑化は＋’＋ｆｒ記パルス・レーザの可変反復率の前記効用に起因される。−っ の静電凹陰光レンズは、可変率に伴って対！Ｌｔ−Ｊることができず、故に前記 最良の達成される補任１は、前記レーザ・ロッドによって引起こされたある特定 の、明記した重要さ、またはダイナミック・レンズの大きさによるものである。

固体レーザの前記性能に関係している他の問題は、前記レーザ・ビームの偏光の め滅及び偏光レーザに於ける縮小効率を達成する前記レーザ・ロッドに於ける熱 的複屈折のためのレーザ・ロッドの光学収差である。固体ロッドが励起放射に伴 って流入されるとき、この刺激エネルギーの大きな部分はロッドに於いて加熱す るために変えられるものである。このロッド加熱の前記結果の一つは、複屈折に よる前記レーザ・ビームの前記偏光消滅である。ビーム偏光消滅は、レーザが高 出力を要求する状態に於いて使用されるとき、前記レーザ出力の潜在力を縮小で き、且つそれによる重要な問題を提出することができる。

固体ロッドに於いて、閃光励起に起因されるｈＩＩ熱は、前記ロッドの物理的な 歪みを引起こす。よって、前記ロッドの材料は温度に伴って膨張し、光線の応力 勾配は１１ｂ記ロンドに於いて複屈折率にＪ：る光線に作り出されて形成される 。ダブル・リフレクションとしても知られている複屈折は、前記材料によって明 らかにされた各々２つの偏光方位のための、異なった複屈折率を表す材料に於け る光学現象である。このダブル・リフレクションは第３Ｃ図乃至第３ｇ図に複屈 折の水晶のＭｆｉ記作用線によって示されるものである。それを通って前記光の 通過のうちに、複屈折媒体は２つのビーム成分の中に前記偏光ビームを分解づる 。各ビームは前記特有の方位の一つに沿って偏光され、そのために前記ビームは 異なった速さで前記材料を透過する。２つのビームが前記材料から離れた後再結 合するとき、これらは変換きれる前記偏光状態とＪ（にもう一つに伴ったフェー ズに於ける長くはないしのとなる。

第３Ｃ図乃至第３ｇ図に慨略的に、この複屈折現象を示ず。

第３Ｃ図に於いて、ベクトルＩはビームの入射光の１１１記偏光方位を表す。こ のピーｌいＩが複屈折的な材料を通って通過するとき、第３ｄ図に断面で示され るように前記ベクトル１は、実線で示されるＳ及び〆、ｉ５１で示される［の２ つの成分に分解されるものである。成分Ｓ及びＦはそれぞれに高及び低の偏光屈 折率を表しており、第３ｅ図には前記水晶を取去った後を示したもので、異なっ た速さで移動づる。いま、前記Ｓ成分は前記復旧１析ｆ［出線（第３ｒ図）の結 果によって前記Ｅ成分にぼれる。ベクトル的に追加されたとき、Ｓ及びＦは新規 の偏光方位（第３ｇ図に示きれるように）を有する前記合成ベクトルＲを形成覆 るために合同される。

前記レーザ・ロッドに於ける加熱は、前記ロッドの中心軸から各々の内部の距離 に従った効力に於いて変化されるそれの中で、偏光を消滅づる部分を作り出す。

１１す２賃なった部分は、前記ロッドのｌｌｌｌｌ間等に圧力を加えられた部分 の前記屈折率に於いて、変化のために複屈折的になるための全体として前記ロッ ドに引起こさせる。単一の前記作用線によるビーム分前の補償の前記限定にあっ たことであるが、１１１純な除光レンズは前記共振器空洞の内部に位置され、こ のようにただ一つの光学素子はレーザ・ロッド熱応力複屈折に起因づる偏光消滅 のために修正するための均一に効果的でないものである。

ロッド複屈折のために補償する上述した既知の方法は、同じ出力レベルで操作さ れた一対のロッド間で使用される偏光ローテークの効用を含む。レンズ・システ ムは、各々他の複Ｉｉｉ′１析のために補償する前記ロッドのために前記ビーム を揃えるため使用されるものである。しかしながら、このシステムは株めて７： Ｓ価であると共に固有のは械的アラインメントに於いて持続１°るための困難な 容器に圧力を加えるに２つのロッドの前記効用が要求される。

前記発表の供述に記された発明の幾つかは、前記ビームの種々の特性を変えるた めに外部から制御された光学媒体を使用する放射のビームを限定する素子を使Ｉ ’ｌｌするこの出願に関して提出される。米国特許香ｑ　３，７３５，０４６で 、７００ｋが、様々な電気フィールドによって制御されたビームがアドレスされ た光学記憶丁段を使用する光ビームの前記波面形状をＳｌ！ｌ整づる装置を発表 している。Ｍｉｔｃｈｃｌｌ、他にＪ、って米国特許香り３．７９０，２５０に 、熱による光学吸収持重を表１Ｊ光学を述べている。米国特許番号３，９４５， ７１５にＤｒａｋｅにＪ、って発明された装置は、大規桓データ記憶システムに 於Ｃノる電了光グ・変換器を使用する。１ｉｏｎ、他による（米国特許香１４， ０１９，１５９＞は、熱をｉｌ−制御するため及び周波数倍増水晶の前記電気フ ィールドで調整されるために炉に於いて取付けられた電子光学材料の水晶に伴っ た帰還配置を使用７Ｊる。Ｏｎｏ、他による米国特許１１４．１１７，３９９に 、レーザ光源、偏光プリズム及びファラデー・ローテークを含む光学コンバータ を利用する電流または電圧を測定するための方法及び装置を説明づる。１１ｕｉ ａｎａｒｄ、他により、速やかにその位置を変化させる目的上のエネルギーの入 射ビームの焦点を合わせるために、米国特許香８４．１２４，２７３に於いて様 々な電気分野に対する２つの非点収差電子光学素子を指示することによるカー効 果を利用する。水成溶解を含む閉じられた容器から成る熱光学コンバータは、米 国特許香Ｑ　４，１６９，６６１に、Ｔａｎａｄａ、他によって発表されている 。

以＋ｉｔｔの発明は何れも、固体ロッド・レーザに於ける熱的に誘導した複屈折 ににって作り出されるビーム分解の１１害な効力または偏光Ｈ’ｌ滅の問題を解 くものではない。前記発表した供述に表された３つの発明は、放射のビームに於 ける収差の幾つかの補償を果たすために、外部から制御された光学媒体を使用す る前記問題に関係してより揃えられる。にｕａｎａｄａが発表した装置は、１１ な配水晶を通って入射光の送波を規定する電圧を負わせるために、使用される出 力源に関連して使用される電子光学の水晶から成る。この光学スイッチは、米国 特許番号３，８３８，９００に述べられるもので、前記水晶の前記複屈折特性を 改善することによる光過渡を限定する。にｕｎａｄａの発明は、コヒーレント光 出力に於ける緩和ビーム分解の問題または不必要な偏光消滅の修正に対して導か れるものではない。

合衆国特許番号３，７８０，２９６で、ＷａｋＳｂｅｒｇ、他によって電子光学 レーザ・ビームの変調システムのための装置を発表している。この”ＪｉＦｌは 、特別な複屈折的な光学媒体を要求するｂので、レーザ・ビームの前記特性を限 定するために故障信号を発生及び供給するための検光子、及び光検出手段を使用 する。

この装置は特定の複屈折的な修正を表さなければならない媒体を要求するだのも のではないが、合成電子制御の包含及び分析Ｈ１ｉ’ｌｉをし要する。米国特許 番号３，８９２，４６９でＬＯｔＳｐｅｉＣｈが、水晶の材料の固体にはめこま れると共に可変焦点距離を有する装置を提供するため、遠隔電源によって激励さ れる円筒形の電極の配列を使用する装置を表している。ＬｏｔＳＤｅｉｃｈの装 置は、限定した補償媒体に於ける金属電極の正確な、且つ高価な流入を要求する 。そのうえ、ＬＯｔＳｐｅｉＣｈは、ｉａ記ビームの圧力関係の偏光消滅によっ て負わされるｎｎ記困難を対比するための試みでないものが成される。

これらの以前の装置は何れも、前記操作及びΔ出力の固体レーザの性能を悩ませ る細部に渡って上述に詳述される１１ｆＪ記光学収差に対して有効な、且つ費用 のかからない分解を要求する。このような分解は、確かな、丈夫なそして費用が 有効な高出力レーザを要求する測定システム、及び通信が利用されるために持続 する、光学業及び前記レーザの前記電流運動によって明らかにされる必要がある 長いフェルトに応する。

前記持続された利用及びこのような高出力レーザの製造は、付加的な有害な副作 用を作り出さない、且つ１１ｂ記性能及び前記レーザ自身の倍率に伴って干渉さ れない方法に於いて、レーデ・ビーム欠陥のための補ａ　する発明のために要求 される付随物が発生されるでいる。

このような補償装置は、レーザ共振器の内部に操作するために観念的に適され、 そして広告適用と同様に軍のための操作範囲を含む温度の広い範囲に渡って有効 に作用するために要求されるものである。

この発明は、ビーム広がり及び複屈折的偏光消滅の問題に対し、利口のある、実 際的な、費用が有効な、及び真直ぐな分解を提供するものである。この発明は、 ２つの光学月利から成る一対の補償装置を利用するｂので、ＷｉＩ記補霞装置の 中でｉＡ整可能な光徨の温度勾配を確定するための一対の然送波手段に熱的に接 続されたものである。前記補償装置本体は、調整される前記レーザを逆に影響さ れることなしに、１１ａ記レーザ・ロッドの両側上のレーザ共振器の中に存する ために設計されるものである。熱は、＋ｌｆｆ記レーザ・ロッドの加熱の程度ま で正確な比に於ける前記補償装置本体の周囲に追加される、またはそこから抽出 されるものである。

前記補ｔｔＩ装置本体からの熱の追加または抽出は、前記レーザ・ロッドに於け る前記勾配に正反対であるそれらの内部に光線の温度勾配が確定する。前記補償 装置に於いて、熱は１）ａ記補償装置の肋間周囲で追加されたもの゛である。前 記補償装置本体の材料を選択することは温度に依存した屈折率を有し、本体内部 の温度の空間的な変化はダイナミック・レンズを作り出すために利用され得る。

その温度が上昇されるときに高屈折率を利用する材料を更に選択することは、各 補償装置が第３ｂ図に示されるように陽光レンズのように進むためになされ得る もので、前記熱送波手段が活性化されると、補償装置本体の前記湿度は上がる。

固体レーザ・ロッドの約記広がり出力に伴った特有のアラインメントに於ける縦 に並んだ補償装置のように配置することにより、ビーム広がりは、前記縦に並ん だ補償装置によって形成された前記ダイナミック・レンズの、正確な正反対の陽 光状況により、無効にされる前記レーザ・ロッドの陽光状況によって変えられる ことができる。更に、レーザ・ロッド複屈折に起因する偏光消滅は、前記レーザ ・ロッドの一つの内部に前記勾配の前記正反対のセンスに於いて、慎重に負わさ れるべく前記ダイナミック・レンズの内部の前記温度勾配によって同様に直され ることができる。温度上の特定の屈折率依存状態を所行する光学材料を選択する ことにより、この単一装置は、欠陥と共に光学の深間の実質の部分が、節単に及 び安価で確定することができる。

更にこの発明は、前記共振器空洞の内部の１＠の閤１１１な陽光レンズの前記使 用からの結果として生じる窮地を解決するものである。前記対の成分の前記作用 線は、前記刺激されたレーザ・ロッドのそれに対して、常に真直ぐに比例したち ので、且つ正反対である。前記対の補償装置は、先ず、光学的に中立である。実 質上それを装った前記光学出力は、前記レーザ・ロッドに自動的にしたてあげら れるものである。前記レンズ現象は、前記レーザ出力を別な方法で曲げられるよ うになる、どのような広がりまたは複屈折収差の修正をも達成するために常に正 確に適用されるべきこの発明によって供給されるものである。

この発明の前記限定の一つは、その発明が提供でるの前記連続的でない前記レン ズ及び補供Ｖ装置感性である、０ｓｈｅｒＫａｈａｎとＥｄｕａｒｄ　Ｇｒｅｇ ｏｒによる”Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｌｅｎｓ　ａｎｄ　Ｂｉｒｅ−ｆｒｉｎａｅｎ ｃｃ　Ｃ０１１ＤＯｎＳａｔＯｒ　’と称される関係のある出願に発表されてい る。その装置は、幾つかの有限の操作期間の後、加熱づるために可能なものであ る。上記システムの前記熱限Ｗに到達した後、前記出力は冷却するために、前記 光学材料を支給するために消さなければならない熱変換手段に対して供給される ものである。

システムは、高い有利となるビーム広がりの不断の修正、及び複屈折偏光消滅を 供給するもので、故にこれらはこの確信的な且つ重要な装置の前記連続的な活性 から利益を得る無数の適用となる。

この発明の最し重要な特徴の一つ（よ、不断の操作ｑために供給されるための多 数の同笠の可変レンズ、及びｆ２回折補償手段を利用づ“るものである。この極 めて重要な特徴は、断続的に操作Ｊるレーザに対して正反対のような、莫大な数 の連続的に要求される可能な右利な適用に伴ったこの発明の利用に於いて、批判 的に重要であるそれによって前記シー１ア科学技ｔｆｉに於ける促進される主要 な工程を構成する。

この発明の最もｆｆ！要な他の特徴は、複屈折補償１段及び各々の１１ｉｉ記同 等の可変レンズの１１ｆｉ記２つのボールの各々に、展（１１１されたＩｌｌの ボールの熱除去手段を刊■するものである。

この同等の確信は、更に前記装置の確実性、耐久性、及び右１０な寿命を品める 。ｊ）口えて、が１記２部の、ボールの、縦の熱除去１段の混入は、０．にａｈ ａｎとＥ、　Ｇｒｃｇｏｒによる上述した特許出願に於いて詳述さ−れたこの発 明の最初の優先の実施態様の特徴を精製すると共に満たづもので、そしてレーザ の周囲の広範囲に渡って使用づるための広告を供給され得るこの発明のために、 実際的な上述しで詳述された前記連続的な操作能力がそれによって成される。

この発明の前記特徴の一つは、前記対のロンド補Ｃ装置の６ｆｊ記操作によって 発生された熱を抽出する熱除去手段のための設６である。熱は各々の前記同等の レンズ集合の光学材料のＣＩｆＩ記Ｏツドの＋１：ｘ記ポールの範囲から除去さ れる。このボールの熱の抜取りは、＋’ｔ１記補ｔｒｉ装置の１１ｉＩ記レンズ 特性を変えない縦の温度勾配を作り出す。

故にこの発明の目的は、レーザ・ロッドに於けるビーム広がりの問題を修正する ための有効な連続的手段を提供するものである。

この発明の他の目的は、実際的な連続した操作のために供給するための２部のボ ールの熱除去手段の他に、多数の同笠の可変レンズ及び複屈折補償１段を合成す るためである。

この発明の更に他の目的は、固体ロッド・レーザに於【プるビーム広がりの前記 問題を修正する有効な手段を提供するものである。

この発明の更に他の目的は、レーザ・ロッド複屈折に起因されたレーザ・ビーム の不必要な偏光量減を修正するためである。

この発明の更に他の目的は、最小の部分を使用１゛る費用のかからない且つ確か な方法に於いて、上述してＥＴ述された光学収差を有効に減少させるためである 。移動部分のこのＪ：うな回避は、ｌ！’Ｗｌ！！によって装着されるために可 能どなる成分の、ｉ後の返還及び１１を記不断の口径１１１１１定を除去する。

この発明の他の目的は、同等の共４Ｉｉ器の外側に直接にまたは前記レーザ・ロ ッドの両側上に使用されたとき、それが１能するために充分に可転性の補償装置 を提供りるｂのである。

この発明のより完全な及び包括的／Ｊ−理解と共に目的及び他の志の出願が、添 付の図面を参照して優先の実施例の記述が以下の研究によって達成することがで きる。

図面のｎ￥Ｉ　Ｉｌｌな説明 第１図はその断面＠　３６をも表したこの発明の一部の斜視図、第２図は第１図 の２−２線に沿ったこの発明の一部の実際的に一部を切取った図、 第３ａ、ｂ及び３Ｃ〜３ｇ図はそれぞれ陽光レンズ、陽光レンズ、及び複屈折の 特性の作用線の説明を示した図、第４図は操作時間のは能としてダイナミック・ レンズの光学出力を線でプロットした図、 第５図は複屈折偏光潤滅の補低装置としてこの発明の有効性を示したグラフ、 第６図は２つの一直線になった可変レンズ及び２部の同等の、連続的な操作のた めに供給されたポールの縦の熱除去手段を合同する複屈折的アセンブリを表１こ の発明の斜視側面図、 第７図は第６図に示された７−７８に沿ったアセンブリの一つの陽光の断面図、 第８図は第６図に示された縦に並んだ配列の機能を統合する誘引手段及び温度セ ンサの概略線図、第９図は第８図に示された交互の誘引手段の実施例の概略線図 、 第１０図はレーザ、共振手段、及び補ｔＪ１装置の目盛を調整するための設備が ｉｔに示されたこの発明の概略表示図、第１１図は閉じられた環状操作に於いて 使用されるべくこの発明を可能にする、且つフィードバック・リンクを完了する 電圧！！、１１ｔ１０２２及び電源の内部の詳細な回路の概略表示図、第１２図 はその単一補償装置実施例に於けるこの発明の利益及びこの利益なしに固体レー ザの有用性を比較するグラフ。

このグラフはこの発明の単一補償装置バージョンが使用れるときの出力ビームの 集中の改善を示す。

好ましい実施例の説明 第１図及び第２図はこの発明の一部を表し、それは上述して記した同時係属特許 出願番号６７７．４５２に於いて発表された単一ロッドの本質から成る。単一ロ ッド可変レンズ及び複屈折補償装置１０は、本体１２の全ての大きさの周囲に巻 回された薄い絶縁されたワイヤのコイルを含む一つの熱変換手段１４によって取 囲まれた光学材料の一つの円筒形本体１２を含んでいる。前記熱変換手段１４は 、順番に、不十分な熱的導体となる前記特性を有するポットに入れる材′ｎ１６ の召によって覆われている。この絶縁層は、本体１２に於いて築き上げられた過 度の加熱を消散するために使用されるヒート・シンク１８及び光学材料本体１２ 間に配列されるものである。

第２図に於いて、リードＳ！２０は前記熱変換手段の前記コイル状のワイヤの端 に広げられて示される。補償装置本体１２は、円筒形の、または円盤形状となる べく選択されることができる。一般にどのように延長されたロッド状の外形でも 、前記単一ロッド補償装置の前記光学特性を変える、または利用するために幾つ かの所定の８度勾配を負わせるための前記設計者が可能になるよう使用されるこ とができる。例えば長円形の断面を有するロッド状の特徴は、事実がこの発明か ら成る中央の革新的な概念上のこのような変化を要求すると、光学修正の幾つか の課題を達成するために利用され得る。前記単一補償装置本体の波長は、単一ロ ッド補償装置の最大操作間隔に影響を及ぼす。操作期間が決定した後、過度の加 熱は熱平衡でついには到達される光学材料本体、及びついには熱送波手段により その修正出力に不運に影響を及ぼし、且つ単一ロッド補償Ｂを築き上げる。例え ば、円筒形のロッドで、０．５インチ＜１．２５ｃｘ）の単一ロッドは、おおよ そ１分及び１．５分の補償装置が供給できる。２インチ（５ａ）の単一ロッドは 、約８分の最大操作間隔を有し、その時間単独の補償装置は所望の結果に伴って 再びそれが使用できる以前に冷却するようにしなければならない。しかしながら 、相対的に長い補償装置本体は、同レベルの修正を達成するためにユニット・ボ リュームによって少ない加熱入力を要求する。

前記光学材料は、ビーム広がりの欠点の矯正に於いて有効とされるために、温度 に依存した屈折率の１１η記特性を表さねばならない。同様に、補１賞装置が複 屈折修正として使用されるべく口論まれると、前記光学材料は、その温度が偏光 消滅を直す約２適当な応力フィールドを形成するために高められるときに広げら れねばならない。これらの２つの特徴は、前記法がり及び偏光消滅状態共、懇和 するため必ずしも使用されない必要がある補償装置の故に、物理的に独立のもの である。

しかしながら、材料は、課題を果たすと共に同時に選択されることができる。所 定のこれらの強制で、補償装置の前記設計者は、前記補償Ｖ装置のＩｌｈ記本体 のための物質の広い層を使用するために自由なものである。最も適当なガラス、 プラスティック、または水晶の選択は別として、どの材料も前記課題のために選 択されることができる上記詳述された特質を表示する。一様な液体またはガス状 のフェーズの補償媒体は、それが上述の説明された前記設計の基準に応するとき 、使用されることができる。

単一ロッド補償装置本体の設計に於いて、育成されるための重要な基準は、選択 された前記光学材料の前記熱う電率である。前記熱変換手段による最小加熱入力 は、冷却するために活性がなくされると共に、許されねばならない甲−〇ラド補 ａ装置より前に前記光学間隔を最大限に活用できる。補償装置本体に許された熱 の争を最小にするために、それは前記補＠装置に於いて作り出された前記温度勾 配に於（プる大きな変化を生成する温度に於いて、小さな変化に於ける材料を選 択するための高い所望のものである。材料は、特に速やかな補ｔｒ１装置本体の 中央に対する移動からの、前記性がれた熱を妨げる低熱導電率または拡散率を右 １゛る。

前記熱変換手段は、訪いコイルによって形成されることができ、絶縁ワイヤは、 変圧器または導電コイルに於いて一般に使用される。このようなワイＡ７は、熱 変換の前記所望の度を供給するどのような配列に於いても、間隔を空けられると 共に補償装置本体の周囲に巻回され１−する。熱送波ｎ４ｔｌｔの代わりの実施 例は、補償装置本体の上に真直ぐに置かれた抵抗羽科の層から成る。このような 囲いまたは被覆は、それを通って電流が通過するため、にその端で電極に接続さ れる。このような材料は、ペルチェ材料としてエネルギーを与えられるとき冷却 してもよいか、または電流がそれを通って通過されるとき熱を発生してもＪ：い ものである。更に前記熱送波手段の発明の概念上の変化は、補償装置本体の隅か ら隅まで及び横切る実質的に光線の温度勾配、調整可能な印象的な同じ目標を達 成するために異なった温度の取巻く媒体を経て、放射、音響振動、または熱交換 の外部の源を使用することができる。

この発明の前記１１１−補償装置の実施例は、ＢＫ−７として商業上知られてい る光学材料の有効な円盤を、一般に使用して組立てられるものである。この円盤 は、直径が略０．４インチ（１は）であり、そして端から端まで約０．３インチ （，８ＩＪ）に渡るものである。前記８に一７円盤は、絶縁された変圧器ワイヤ の標準型と共に口まれる。電流は、その外部に開数された熱の６に対して比例し た光学出力を有する球状のレンズを形成する、有効な前記円盤の内部の二次の潤 度配回を負わせる前記円盤の前記周囲を加熱するための前記ワイヤを通って通過 される。前記熱は、温度が上昇するために３！１ｉ続的な前記レンズの前記周囲 に徐々に内部で拡散する。以前の光学材料本体は、前記熱送波手段によって熱平 衡に到達し、前記単一ロッド補償装置は無効にされ、且つ冷却するために活性が なくされると共に許されねばならないものである。

例えばＢＫ−７は、入力の不断のレベルのための略１．２５分の間不変の光学出 力レベルを支援する。次第にやめるために始められる前記光学出力として前記入 力の増加は、前記操作期間広げることができるが、より多量の前記入力加熱は補 ｒ１１装置のユニット・ボリュームによって使用されるもので、熱平衡による前 記レンズ活性の、より短い存続はより早く達せられる。

この発明は、接合干渉計の使用が分析されることができる。

前記レンズは、くさび型の自由な球状のレンズのように動いて形成される。実験 に基づく分析、それは実！Ｔ的に偏光消滅を復させる前記補償装置を表示づる結 果を生ずる、組合わされた偏光の間に配置された補＠装置及びレーザ・ロッドに 使用される。

この発明の有効性に対して証明ザる現実の実験に基づいたデータは、第４図に表 される。ジオプトリーに於【プるレンズ出力は、秒ＩＶｔ位で前記補償装置の操 作時間のＩ能として表されるものである。第５図は、その複屈析侃光消滅修正モ ードに於ける■１１１記補ｔ１１装置の前記効力を示１グラフ３８である。グラ フ３８は、ワットで所定の入力のために前記補償装置によって表された複屈折修 正の度を示す。横軸上で測定された吸収比は、演滅剤を通って通過された、所定 の修正に於ける最初に真直ぐに偏光される放射の明暗度の減少の度を表示するｄ Ｂで測定された数であり、そして前記最初の偏光修正に対して垂直である成分に 対してのみ、＠度の高い装置によって測定される。

第６図は、同一の可変レンズ及び複屈折補ｒＬ１装置の縦に並んだ、同中心の配 列４８が表され、実例の用途のため、第６図に於いて５０及び５２に名称を付け られている。アセンブリ５０及び５２は、コネクタ・ポルト５５によっては械的 に接合される。

光学材料１２０両本体は、ロッド形状であり、光学的にアラインメント、等々、 縦ｌ袖８０と同軸を有するものである。前記対のアセンブリ５０及び５２の各々 は、薄い絶縁ワイヤのコイルから成る熱変換手段１４Ａ、　１４Ｂに取り囲まれ るロッド１２Ａ、１２Ｂから成る。上述して詳述されるように、熱変換手段１４ Ａ、１４３はまた、両端にリード２ＯＡ、２０８１．：接続される抵抗材料を置 く、またはスリーブから成る。パルチェ材料は、電流がそれを通って通過すると き冷却するもので、それもまた使用される。熱変換手段１４Ａ、１４Ｂは、熱の 不十分な導電であるボッティング材料１６の層の内部に囲まれるものである。前 記ボッティング材料１６は、各ロッドの環状の端面の何れにも向い合わされるよ うな各ロッド１２Ａ、１２Ｂの前記円筒形の面のみ覆うものである。熱の絶縁の この選択的な展開は、光線の方位に於ける各々のロッド１２．１２Ｂから絶えず 熱の前記放射を封鎖し、そして各々のロッドの前記凹状の端面に８！Ｉ］Ｖるた めの加熱を強いる。

各アセンブリ５０及び５２は、ヒート・シンク・コネクタ・ボルト５５によって 接合される一対の環状のアルミニウム・ヒート・シンク５４を含む。各々のアル ミニウム・ヒート・シンク５４は、光学的に透明な酸化アルミニウムの円盤５８ を取囲み、それは一般にサファイアと呼ばれるものである。良好な加熱は、各々 のサファイア円盤５８の外面間の境界を絶縁し、そしてそのそれぞれの、アルミ ニウム・ヒート・シンク５４の内壁に隣接することは、ばね上げされる各アルミ ニウム・リングにより形成される。小さい切断（図示せず）は、アルミニウム５ ４の各リングを可能にする各々のリングによって作られるもので、前記リフ１４ フ円盤５８の前記直径より僅かに小さい内部の直径を有し、円盤５８を覆って堅 く合わされ、且つ別に広げられるべくものである。アルミニウムは、熱の非常に 良好な導体及び相対的に軽い重さ及び費用のかからないものであることにより、 この発明の前記優先の実施例に使用される。

他の材料は、更に利用されることができるヒート・シンク材料として使用するた めに良く適応されるものである。前記ヒート・シンクは、固体のように形成され てもよいもので、材料の不断のスリーブは、各々の完全な可変レンズ及び撥屈折 補償装置５０．５２を囲む。例え第６図に示ずヒート・シンク５４が滑らかな外 面を有しても、これらのアルミニウム・リングの容Ｑを送波する前記熱は、これ らの面範囲が増加することによって変更されることができる。１）り記と一ト・ シンクは、光線のフィン（図示せず）に伴って形成され得るもので、そのため熱 の多くのＱは、前記包囲した周囲に前記加熱したロッド１２Ａ、１２Ｂから変換 され得るものである。

前記サファイア円盤５８は、非常に良好な熱導体及び軸８０と共に横に前記ロッ ド１２から熱し出され描かれている。前記円筒形補償装置からの前記熱は、前記 ロッドの前記端と隣接する前記サファイア円盤５８の前記面５Ｇによって抜取ら れる。各ロッド１２Ａ、１２Ｂが光学アラインメントから外れることを防ぐため に、斜角をつけられた部分５７は、第７図に示されるように各ロッド１２Ａ、１ ２Ｂの各々の端に形成される。

各ロッド１２Ａ、１２Ｂの前記円筒形の而の前記温度は、熱雷対６０及び６１に Ｊ：って検知される。これらの熱雷対は、熱変換手ｒ、２１４Ａ、１４Ｂ及びボ ッティング１Ｇによって形成される前記層より下に各ロッド１２Ａ、１２Ｂの前 記面にはめ込まれる。例えこの発明が温度検知手段のようなはめ込まれた熱雷対 を利用しても、多くの他の技（Ｉｉは＋ｉｆｆ記ロッド１２の前記円筒形の境界 で前記熱を検出するために使用されるということは技術上よく知られている。

各熱電対６０及び６１Ｇま、各熱雷対の接合点から７ｔ２気イ＝号を伝）！Ｊる 一対のリードＦ１１６２及び６４を有する。前記イム号は、各接合点で前記温度 に相当１Ｊる熱電対接合点で発生する。第８図は一対の制御回路６６及び６８に 接続されたリード！！６２及び６４を示１−０各制御回路６６及び６８は、シー ケンス回路７８に繋がれる。

制御１１１回路６６及び６８からの出力は、熱変換手段電源７０及び７２に供給 される。電源７０及び７２には、アセンブリ５０及び５２の前記それぞれの熱変 換手段１４Ａ、　１４３に出力を伝達１°るリード線２０Ａ、２０Ｂが接続され る。

制Ｕ＋＋回路６６と６８及びシーケンス回路７８は、対のアセンブリ５０及び５ ２の内部のロッド１２Ａ、１２Ｂの交流活性を統合する誘引手段のにうな組合わ せに於いて框能する。シーケンス回路７８は、両制御回路６６．６８のＩｉｉ＋ 記状態全状態全状態して全ての時間に於いて他のｆｌｔ制御回路に低レベルのス イッチング（：号、そして１１ム記制御回路の一つに窩レベルのスイッチング信 号を供給づる。ｎｆＩ記シーケンス回路が１１ｆｔ記制御回路の一つからそれに 対して送られる信号により切換えられるとき、前記高低のスイッチング信号は反 転される。言替えれば、前記シーケンス回路７８が切換えられるとき高スイツチ ング信号を受信していると、前記制御回路は、低スイッチング信号を受信してお り、そして逆も同じである。

Ｓ電対６０及び６１は、前記制御回路６Ｇ及び６８に対してリード線６２及び６ ４に沿って送られる電圧を利用するもので、順番に記憶された基準値にそれらを 比較すると共に前記信号を増幅する。入力熱雷対電圧が前記基準値に等しいと、 シーケンス回路７８は前記比較を成寸前記制御回路に後退する低いまたはゼロ信 号が切換えられるか送られるものである。この低信号　。

は、そのそれぞれの熱変換手段電源７０及び７２を止めるための受信制卸回路に 引起こされる。低信号が前記２つの制御回路６６または６８のつちの一方に送ら れるとき、高信号は前記他方の制御回路に同時に送られるもので、次に前記Ｍ源 はその熱変換巻き１４Ａまたは１４Ｂに電流を送るためにそれに接続されるもの である。

この発明が最初にエネルギーが与えられるとき、両熱雷対６０．６１は前記基準 値より下の温度を検知する。前記基型値は、前記ロッド１２Δ、１２Ｂのｆ＋Ｆ ＋記最大操作温度、及び制御回路６６゜６８の内部の記憶装置の中にプログラム される所定の温度である。前記制御回路は、前記熱雷対からの入力電圧を処理す る僧幅器を各々含んでおり、同様に一つのアンドゲートまたはそれと同等のもの が、入力と前記基準値間の前記比較を実行する。前記２つの制御回路６６及び６ ８の一つのみでは、どのような所定時間に於いても前記シーケンス回路から應ス イッチング信号を受信する。前記制御回路は、それに接続される前記電源７０ま たは７２を誘引する前記几スイッチング信号を受信する。

この説明の意図のため、この発明が表されるとき、前記高スイツチング１３号を 受信づるｎ、ＩＩ　ｔａ１１回路６６及び前記低スイッチング信号を受信Ｊる制 ｕ口回路６８を仮定Ｊることができる。熱変換手段ｉ４Ａは電源７０から電流を 受信１”ると、巻き１４Ａの内部のロッド１２Ａがその可変レンズ及び複屈折補 償装置作用線を開始すると共に暖める。一対の可変レンズ及び複ｒｒｉｉ析成分 の前記操作の発端で、アセンブリ５０のみは活性化され、故にシーケンス回路７ ８（よ前記２つのアセンブリ５０．５２の一つだけに高スィッチング（Ｈ？Ｊを 送る。ロッド１２Ａのｎｊｒ記円節円節円筒形’＋ｉ＋記基へ＋値に到達すると き、制御回路６Ｇが１１ｉｒ記シ一ケンス回路を切換えるシーケンス回路７８に 信号を送る。制御回路６６は、次に電源７０を止めるための制御回路６６を引起 こす低スイッチング信号を受信づる。次にリード線２０Ａは電流に伴って巻さ１ ４Ａを供給する。次にロッド１２Ａが冷ＩＡすることを始め、故に１１１１熱の その源は止められる。ロッド１２Ｂは同時に暖めることを始め、故に巻き１１１ Ｂは、シーケンス回路７８が切換えると」（に制御回路６８が電源７２の反［、 ｉ５を促進するどさ１ネルギーが！ｊえられる。

＋１ツド＋２Ｂがその最大操作温度に到達するとき、制ｕ１１回路６８は状態を 検知し、且つ再び１）ｆ１記周期をもう一度始めるためのシーケンス回路７８を 切換える。この周ｉ１Ｊ］は、ｉ項番に１１１１記可変レンズ及び複屈折補償の 課題を引継ぐ各々のロッドのにうに持続する。６Ｆ＋記ロツド１２Ａ及び１２Ｂ の交互の衝撃係数は、連続的に操作するためのこの発明を可能にする。前記制御 に重要でない修正及びシーケンス回路は前記対の活性の間の潰らかな変遷を補償 するために、前記２つのアセンブリ５０及び５２の間のスイッチングのタイミン グを精製することかできる。

例えば、＠２対の協力は、前記ロッドが前記最大温度に接近する活性化ロッドに より、ゆっくりと暖め始める不活性であると、高められる。前記制御回路、シー ケンス回路、及び電源は、在来的な既製の成分から構成されるものである。前記 設計及び上記詳述された助平囲路の操作は、電子工学の当業考により周知のもの となる。

第９図は、統合され得る前記層に並んだアセンブリ５０及び５２の、＋１ｔＪ記 活性による手段を更に表１°上記詳述された前記制御Ｉ礪構は、単一の、完全な 回路チップ上に実質的に合同されることができる。この交互の実施例の誘引手段 ６６．６８、シーケンス回路７８、及び電源７０．７２は、回路８１が構成され るように概略的に表したちのである。

中央処理装置またはＣＰ　Ｕ　８２は、回路経路９５によって投数の構成された デバイス、及びメイン・バス９４に対するアドレス・バス８６により結合されて 示される。前記ＣＰＵはＪ（同のものであり、商業的に可能とされるデバイスは 、６５０２ＣＰＵとして電子工学分野に於いて照会されている。ｃｐｕ８２は前 記ＣＰＵのためにパルスの直列の規定を利用するシス１ム・クロック発生器８４ に結合さ机る。熱雷対６０及び６１からの（ａ　’％は、アナログ・マルチプレ クサ９０の中のコネクタ６２及び６４を通って前記積分回路８１に伝える。曲記 マルチプレクサ９０は、システム・クロック発生凹８４によって明らかにされる 所定の間隔、ａ準でのみ６２及び６４での前記アナログ電圧を抽出することによ り、前記２つの異なった信号を識別し、且つ分画する。アナログ対デジタルのコ ンバータ９２は、デジタル値の中で前記ＰＡ雷対接合点で生成される６２及び６ ４て前記アナログ電圧を変える。

これらのデジタル値は、消し得る、プログラムを作成し得るメモリまたはＥＰＲ ＯＭ９８に於ｃプる１１ｊ１記ＣＰ　Ｕ　８２により、ストアされる。どのＪζ うな特定のデジタル値での前記ＥＰＲＯＭ９８に於けるアドレスでも、デバイス ・セレクト・デ：１−ダ１０・１によって選択されることでストアされるもので 、４ｆ１記ＣＰ　Ｕ　８２にｊ訂同して働き、そしてどのような情報のトラック を保つための前記ＣＰＵを可能にすることがストアされる。熱雷対温度を表１一 つのデジタル値が前記ＥＰＲＯＭ９ｇにストアされ、前記ＣＰＵは、前記縦に並 んだアセンブリ５０゜５２の内部の前記ロッド１２Ａ、１２Ｂの前記最大操作温 度を表す前期ＥＰＲＯＭに於いてストアされる他のデジタル値を、それと比較す る。この比較の処理は、１ｔｆｒ記ＥＰＲＯＭに於いてストアされる前記予めプ ログラムされた値、及び前記熱雷対の一つからの入力端との間と同等の状態を検 知する前記ＣＰＵまで６秒多くの時間繰返される。一つのＣＰＵは、限界の限度 を足えるかまたは同等を有する前記ロッド１２Ａ、１２Ｂのどちらも決定するも ので、前記ＣＰＵは前記デバイス・セレクト・デコーダ１０４に信号を送る。前 記デコーダ１０４は、ランダム・アクセス・メモリまたはＲＡＭ９６に於けるア ドレスに伴って前記ＣＰＵに供給すると、過度に熱する状態を修正するためにコ イル１４Ａ及び１４Ｂに出力の供給を変えるための前記ＣＰＵを知らせる情報を 含む。前記コイル１４Ａ、１４Ｂのための出力は、メイン・バス９４及び呑きり 一ドＦｉ１２ＯＡ、２０Ｂに結合される可変電流供給１００、１０２によって供 給されるものである。ＲＡ　Ｍ　９Ｇは、可変レンズ及び複屈折補償活性の滑ら かな変遷を確実にするため、直接にｂう一つロッド上のスイッチングの間、ゆっ くりとロッド１２Ａ、１２Ｂを過度の加熱を止めるために前記ＣＰＵによって使 用されると共に読出される情報を含む。前記アセンブリ５０及び５２のスイッチ ング・オン及びオフのこの周期は、連続的に操作するためのこの発明を可能にす るために上記詳述したように絶間なく連続する。外部の入力／出力インターフェ ース１０Ｇは、趣旨をセットし直すと共にプログラムし直すための、または前記 積分回路の助平操作を制御するために時間的に隣接したような、または不変の定 着物のようなメイン・バス９４に結合されることができるキーボード、ディスプ レイ、及び秤々のスイッチを含んでいる。

上記詳述されたデバイスの全ては、電子工学の当業者により周知のものとなる設 計のこれらの型に於いて一般に使用される在来的な回路素子である第９図に示さ れる。

第１０図及び第１１図は、閉じられたループ外形に於いて使用される唯一の補償 装置に於いて交互の実施例に於けるこの発明を表した概Ｉ８線図である。１記詳 述した前記寵に並んだ配列の代わりに唯一の補償装置を使用するこの発明を実行 するために有効とされ得る。これらの２つの図面は、この目的を達成するために 構成されることのできる装置を示している。第２図に示されるように、リード８ ２０は、助平熱変換手段の＋１６記巻回されたワイヤの端に伸びるものである。

これらのリード線は、前記補償装置１０に並列に接続される電源及び電圧制ｗＪ ２２に接続されるもので、それは１１２６及び２８間共振器の内部に示される。

前記レーザ空洞は、後部共振器鏡２６、レーザ・ロッド２４、補償装置１０及び 出力共振器鏡２８を含む。

ｉｌη記出力端に於ける前記閉じられたループｅ作は検知され、そして入力はフ ィードバックによって調整され、前記電源及び電圧制御は、前記レーザ・ロッド によって経験された刺激に対し、比例した昂により光学材料の前記本体を加熱す るために予定される型に於いて前記熱変換手段１４及び前記レーザ・ロッドの励 起手段（図示せず）の両名共、エネルギーを与える。ビームスプリッディングロ 径測定鏡３０、レンズ３２、絞り３３、及び検出器３４は、それが前記可変レン ズ及び複屈折補償装置によって作用される後、前記修正されたレーザ・ビーム出 力を検知するために使用される口径測定手段を表す。ビームスブリッティングロ 径測定′ＪＡ３０は、検出Ｗ３４の上へ絞り３３を通って前記補償されたレーザ 出力の一部に焦点を合わせるレンズ３２を通って助平主ビーム３１の部分に導く 。この検出器は、前記レーザ・ロッド２４によって生成される放射に敏感である 、商業的に有効な放射検出器の大きなグループから選択されることができる。代 表的な例は、０．５−から１．１虜に、放射のために反応する５ＧＤ−１００Ａ シリコンを散らしたフｙｔ　ｔ−ダイオードであり、５ａｌｅＴ１゜Ｈａｓｓａ ｃｈｕｓｅｔｔｓのＥＧ＆Ｇ　Ｃ０１１ｐａｎ’／から利用可能とされるもので ある。このような検出器は、その面上に衝突する１）ム記エネルギーに比例する 出力を生成する。前記放射は、フィードバック・リンク３Ｇを経て電源及び電圧 制御２２に供給される検出３３４によって検知される。第５図は電源及び電圧１ ｂ制御２２の内部の計測なマイクロプロセッサ回路構成を反対にする概略縮図で ある。フィードバック・リンク３６から、前記検出器信号は、一対のサンプル及 び保持デバイス２２Ａと２２Ｂに交互に供給される。前記一対のサンプル及び保 持デバイスの出力は、また補（３装置２２Ｃの前記２つの入力端間に、あらゆる 他のパルスが交互に繋がれるしのである。前記補ｔｒｉ装置出力は、クロック回 路２２Ｅによって規定されるアップ／ダウン・カウンタ２２Ｄに供給される。デ ジタル／アナログ・コンバータ２２Ｆは、出力増ｆｋｎ器２２Ｇにより増幅され 得るアナログ信号に前記カウンタの前記デジタル信号を変え、それから出力結合 ３７を経てＩ）θＪＩＩＪ　？＋ｆｉ償菰置１装の光学材料本体１２を囲む熱変 換手段１４に供給される。第５図に於ける前記熱変換手段は、その多くの交互の 実施例の一つとしてコイルが示され、以下に詳細に述べられる。

前記レーザ・ロッドに１ネルギーが与えられるとノ（に放０４をＲ１すると、電 源及び電圧υ１υ０２２は可変レンズ及び複屈折補１１１装置１０に、ある僅か な出力を供給し始める。前記サンプル及び保持デバイス２２Ａと２２［３は、あ らゆる半分の秒として、所定の間隔で、不変で、検出器３４の前記出力をサンプ ルする。

１１０記検出器の出力が前記サンプル及び保持デバイスによってストアされるど のような上述のサンプルよりも亮いしのであると、前記補償装置２２Ｃは前記ア ンプ／ダウン・カウンタ２２Ｄを引起こし、それはクロック２２Ｅによって規定 され、一つのスデップによってカウントされるそのストアされるデジタルが動揺 するかまたは増加するためのものである。これらがどのような上述した値よりｂ 低い、３つの連続的な検出器出力端であると、前記クロック２２Ｅは前記カウン トを再び増加するため、１１す記アップ／ダウン・カウンタ２２Ｄを引起こす。

＠記ステップの大きさは、前記レーザの設計に調和するためにこの回路４Ｒ成の 使用考により決定されることができる。カウンタ２２Ｄから出るこの保持される カウンタの大きさは、コンバータ２２Ｆによってアナログ信号の中に中継される 。故に前記出力増幅器２２Ｇは、前記可変レンズ及び複屈折補償装置１０の前記 熱変換手段１４に結合３７を通って出力の規定された足を供給する。

望ましくないビーム族がりが前記レーザ出力に於いて生じるとき、Ｗｉｔ記検出 器は順化に、より少ない放射を検知し、前記光学祠お１のＩｉｉ＋記レンズ活性 を増加するために前記熱変換手段に出力増幅器から高出力が引起こされ、そして 故に前記ビームの６ｉｔ記広がりを復きせるためである。第１２図は、ビーム族 がりの前記収差のために修正するための前記信号補供装置の能力のグラフィック 描写である。前記グラフは、この発明の１１ｆＩ記ダイナミツク・レンズ活性と 共に及びなしに固体ロッド・レーザのためのビーム族がりを比較する。前記広が りは、前記レーザ・ビームの光学軸からの偏差の角度を測定ににって制限される もので、回転された上記軸について、１１う記ビームのエネルギーの９０％を囲 む＝１−ンを明らかにづる。

偏差の相対的に小さい角度は、ｙ軸上にミリラジアンで区画されるもので、Ｊ： り堅く、広がらない、そしてＪ、り望Ｊニジいレーザ・ビーム出力を表示ヅーる 。１１う記９０％のエネルギー・コーンの角度は、レーザ・パルスの周波数の広 帯域に逆らってプロットされる（ｐ、ｒ、ｒ、は、ｐ、ｐ、Ｓ、（秒当りのパル ス）に於いて測定されるパルス定格周波数の略である）。第１２図に於ける上位 の曲Ｐｉ１４０は、１１０記ダイナミツク・レンズ補ｆｆ［ｆｆｉの前記使用な しで、１．５ミリラジアンを超えて２．０ミリラジアンを突破する前記９０％の エネルギー・コーンが示される。下の曲ね４２は、前記補償装置を伴って得られ た結果を示す。前記２つの曲線の比較は、前記レーザ・ビームに於ける僅かな広 がりで１／３から１／２のレンジの改善についてｂたらされた前記補償装置の前 記使用を表す。

例えこの発明が特定の個先のＴＳＫ例を参照して詳細に説明されても、この発明 の精神と範囲から逸脱づることなしに、種々の修正及び改造を認識できる通常の 当業者によって成されることがひきる。

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Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. １．温度に従属した屈折率を有する光学材料本体と、前記本体の光学特性を制御 するために前記本体の内部に調整可能な光線の熱勾配を生成するために前記本体 に接続される熱変換手段と、 を具備したことを特徴とする可変レンズ装置。
2. ２．前記光学材料本体は実質的に円筒形のロッドであることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の可変レンズ装置。
3. ３．前記熱変換手段は前記光学材料本体の外面周囲に巻回される金属ワイヤ・コ イルを具備し、前記ワイヤは電気エネルギーが前記コイルに供給されるとき前記 本体に熱を伝達することを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変レンズ装置。
4. ４．前記熱変換手段は前記光学材料本体に関連して配置される電気的導電料のス リーブを具備することを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変レンズ材料。
5. ５．前記熱変換手段は前記光学材料本体の外面周囲に配置されたペルチェ材料を 具備し、前記ペルチェ材料は電流が前記ペルチェ材料を通って通過されるときに 前記光学材料本体の温度を変えることが可能であることを特徴とする請求の範囲 第１項記載の可変レンズ装置。
6. ６．前記光学材料はガラス、プラスチック、及び水晶から成る従属グループから 選択されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の可変レンズ装置。
7. ７．湿度に従属した屈折率を有する光学材料本体に接続される熱変換手段を具備 し、 前記材料は所定の膨脹係数を有し、それによって前記材料は温度上昇時に前記本 体の光学特性を制御するために前記本体の内部に調整可能な光線の応力勾配を生 成するために膨脹することを特徴とする複屈折補償装置。
8. ８．前記光学材料本体は実質的に円筒形であることを特徴とする請求の範囲第７ 項記載の複屈折補償装置。
9. ９．前記熱変換手段は前記光学材料本体の外面周囲に配置された電気的導電材料 の堆積層を具備することを特徴とする請求の範囲第７項記載の複屈折補償装置。
10. １０．前記熱変換手段は前記光学材料本体の外辺の周囲に巻回される長さの絶縁 ワイヤを具備することを特徴とする請求の範囲第７項記載の複屈折装置。
11. １１．前記熱変換手段は電流がそれによって通過されるとき前記光学材料本体の 温度を変更可能なペルチェ材料から構成されることを特徴とする請求の範囲第７ 項記載の複屈折装置。
12. １２．前記光学材料はガラス、プラスチック、及び水晶から成る従属グループか ら近沢される物質を具備することを特徴とする請求の範囲第７項記載の複屈折装 置。
13. １３．光学材料の円筒形本体と、この光学材料の円筒形本体に熱的に結合される 前記円筒形本体の外面に熱を抽出若しくは流入するための手段と、前記円筒形本 体は生成される光路長の光線状態を利用するために円筒形本体の外面で交換され る熱のレートに対して比例する調整可能な光線の二次の温度分配を発生するため の温度に従属した屈折率を有していることを特徴とするダイナミツク・レンズ装 置。
14. １４．熱膨脹の陽光係数を有する光学材料の円筒形本体と、 前記材料は更に温度に関連して変化する屈折率を有し、複屈折を表すために前記 本体に起因きれる可能である光線の応力勾配を確定させるため及び前記本体の隅 から隅まで光線の二次の温度分配を負わせるための加熱手段に前記本体を熱的に 結合する手段と、 を具備することを特徴とする複屈折補償装置。
15. １５．レーザ共振器空洞の内部の温度に従属した屈折率を有る光学材料の円筒形 本体を配置する工程と、前記光学材料本体の内部の調整可能な光線の熱勾配を発 生する工程及び変化する工程と、 前記光学材料本体によって前記レーザから出力放射が通過する工程とから成り、 ダイナミック・レンズを制御することによってレーザ・ビームに於けるビーム広 がりの光学収差を修正するための方法。
16. １６．レーザの共振器空洞の内部の温度に於ける上昇に伴った広がりの特性を表 すと共に温度に従属した屈折率を有する光学材料本体を含むことによって固体レ ーザを緩和する工程と、 前記本体の外用から熱を加えるまたは除去することによって前記光学材料本体の 内部に調整可能な光線の熱勾配を利用する工程とから成り、 レーザ・ビームに於ける偏光の消滅を誘導する複屈折の光学収差を修正すること を特徴とする方法。
17. １７．同軸で、集中的にして、光学的に揃えられた複数の光学材料本体を具備し 、 前記光学材料本体の各々は温度に従属した屈折率を有し、前記光学材料本体の各 々はそれ自身を有し、前記本体の名々の光学特性を制御するために前記本体の名 々の内部に独立の、調整可能な、光線の熱勾配のセットを生成するために熱変換 手段を分割し、 前記本体の各々は熱除去手段を有し、 前記本体の名々は前記熱除去手段によって囲まれるそれらの層より前記本体他の 層からの包囲した周囲、その周囲に対して前記本体の各々から熱の伝達を限定す るために熱絶縁手段を有し、 前記本体の各々は前記本体の名々の表面の温度を決定するための温度検知手段に 結合され、 前記温度検知手段の名々は前記本体の各々に結合された名熱変換手段に出力を供 給するための誘引手段に結合されることを特徴とする連続的操作可変レンズ及び 複屈折補償装置。
18. １８．前記光学材料の各々は実質的に円筒形のロツドであることを特徴とする請 求の範囲第１７項記載の装置。
19. １９．前記熱変換手段は前記光学材料本体の名々の外面周囲に巻回される金属ワ イヤ・コイルを具備し、前記ワイヤは電気エネルギーが前記コイルに供給される とき前記本体の各々に熱を伝達することを特徴とする請求の範囲第１７項記載の 装置。
20. ２０．前記熱変換手段は前記光学材料本体の各々に関連して配置される電気的導 電材料のスリーブを具備することを特徴とする請求の範囲第１７項記載の装置。
21. ２１．前記熱変換手段は前記光学材料本体の各々の外面周囲に配置されたペルチ ェ材料から構成され、前記ペルチェ材料は電流が前記ペルチェ材料によって通過 されるときに前記光学材料本体の各々の温度が変更可能であることを特徴とする 請求の範囲第１７項記載の装置。
22. ２２．前記光学材料はガラス、プラスチック、及び水晶から成る従属グループか ら選択されることを特徴とする請求の範囲第１７項記載の装置。
23. ２３．前記光学材料は所定の膨脹係数を有し、それによって前足材料は温度上昇 時に前記本体の各々の光学特性を制御するにめに前記本体の名々の内部に調整可 能な光線の応力勾配を生成するために膨脹することを特徴とする請求の範囲第１ ７項記載の装置。
24. ２４．前記熱変換手段は前記光学材料本体の名々の外面周囲に配置された電気的 導電材料の堆積層を具備することを特徴とする請求の範囲第１７項記載の装置。
25. ２５．レーザ共振器空洞の内部の温度に従属した屈折率を有する複数の光学材料 の円筒形本体を配置する工程と、前記光学材料本体の内部の独立の調整可能な光 線の熱勾配の統合されたセットを発生する工程及び変化する工程と、前記光学材 料本体によって前記レーザから出力放射を通過する工程とから成り、 複数のダイナミック・レンズ及び複屈折補償板を制御することによってレーザ・ ビームに於けるビーム偏光消滅を誘導するビーム広がり及び複屈折の光学収差を 修正することを特徴とする方法。
26. ２６．第１及び第２の磁極面を名々有すると共に円筒形面を名々有する同軸で、 集中的にして、光学的に揃えられた一対の光学材料本体とを具備し、 前記光学材料本体の名々は温度に従属した屈折率を有し、前記光学材料本体の各 々はそれ自身を有し、前記本体の名々の光学特性を制御するために前記本体の名 々の内部に独立の、調整可能な、光線の熱勾配の統合されたセットを生成するた めに熱変換手段を分割し、 前記本体の名々は磁極の、鞭の、熱除去手段を有し、前記本体の名々は前記円筒 形面からの包囲した周囲、前記本体の名々からその周囲に熱の伝達を限定するた めの熱絶縁手段を有し、 前記本体の各々は前記本体の名々の前記面の温度を決定するための温度検知手段 に結合され、 前記温度検知手段の各々は前記本体の各々に結合される各々の熱変換手段に出力 を供給するための誘引手段に結合されることを特徴とする連続的操作可変レンズ 及び複屈折補償装置。
27. ２７．前記光学材料はガラス、プラスチック、及び水晶から成る従属グループか ら選択されることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。
28. ２８．前記光学材料は所定の膨脹係数を有し、それによりて前記材料は温度上昇 時に前記本体の各々の光学特性を制御するために前記本体の名々の内部に調整可 能な光線の応力勾配を生成するために膨脹することを特徴とする請求の範囲第２ ６項記載の装置。
29. ２９．前記熱変換手段は前記光学材料本体の名々の外面周囲に配置された電気的 導電材料の堆積層を具備することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。
30. ３０．前記熱変換手段は前記光学材料本体の各々の外面周囲に巻回される金属ワ イヤ・コイルを具備し、前記ワイヤは電気エネルギーが前記コイルに供給される とき前記本体の名々に熱を伝達することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の 装置。
31. ３１．前記熱変換手段は前記光学材料本体の各々に関連して配置される電気的導 電材料のスリーブを具備することを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。
32. ３２．前記熱変換手段は前記光学材料本体の名々の外面周囲に配置されたペルチ ェ材料から構成され、前記ペルチェ材料は電流が前記ペルチェ材料によって通過 されるときに前記光学材料本体の名々の温度が変更可能であることを特徴とする 請求の範囲第２６項記載の装置。
33. ３３．前記磁極の、縦の、熱除去手段は、加熱が良好な導体である材料を構成す る少なくとも一つの実質的に環状の熱を消散する部材を具備し、前記部材の少な くとも一つは前記光学材料本体の各々の少なくとも一つの前記磁極面に結合され ることを特徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。
34. ３４．前記実質的に環状の熱を消散する部材は酸化アルミニウムで作られること を特徴とする請求の範囲第３３項記載の装置。
35. ３５．前記磁極の、縦の熱除去手段は、酸化アルミニウムで構成される一対の内 部の、実質的に円筒形の熱を消散する層を具備し、 前記内部の層の名々は外部の円周面を有し、アルミニウムで構成される一対の外 部の、一般に円筒形の熱を消散する層と、 前記内部の層の各々は前記光学材料本体の各々の前記磁極面の両方を実質的に囲 み、 前記外部の層の各々は前記内部の層の一つの前記円周の面に接続されることを特 徴とする請求の範囲第２６項記載の装置。
36. ３６．前記温度検知手段は、 複数の熱電対を具備し、 あらゆるそれぞれの光学材料本体は一般に前記光学材料本体の外面で、前記複数 の蒸電対の少なくとも一つに接続されることを特徴とする請求の範囲第２６項記 載の装置。
37. ３７．前記誘引手段は、 第１及び第２の補償手段を具備し、 前記名補償手段は前記光学材料本体の一つに接続される熱変換手段及び温度検知 手段に接続され、前記各補償手段はそれぞれの温度検知手段からそれに接続され て受信された入力に対して参照温度値を比較し、前記第１及び第２の補償手段は 連続的にこれらのそれぞれの熱変換手段が交互にスイッチ・オンするためにリン キング手段によって接続され、 前記それぞれの温度検知手段の前記温度が前記参照温度に等しくされるときにそ れぞれの熱変換手段をスイッチ・オフすることを特徴とする請求の範囲第２６項 記載の装置。
38. ３８．前記誘引手段は前記連続的操作変化レンズ及び複屈折補償装置の連続的な 操作を統合及び制御するための積分回路を具備することを特徴とする請求の範囲 第２６項記載の装置。