JPWO2020086828A5

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Publication number: JPWO2020086828A5
Application number: JP2021523047A
Authority: JP
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2039-10-24

Claims

エレメントの縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を測定する光学システムであって、
レーザ・ビームを生成する調整可能なレーザ源と、
前記レーザ・ビームに応答する螺旋位相板共振器（ＳＰＰＲ）デバイスであって、前記ＳＰＰＲデバイスが、前記レーザ・ビームを当該デバイス内において前後に反射する対向反射面を含み、前記反射面の１つが、螺旋ステップ・インデックスを含み、異なる位相を有する複数の反射振幅を組み合わせ、前記複数の振幅の位相によって定められる光渦強度パターンを生成させ、前記強度パターンが特異点と半径方向光ピークとを含み、前記ＳＰＰＲデバイスが第１ビームを前記レーザ源に向けて後方に反射し、第２ビームを透過して前記レーザ源から遠ざける、ＳＰＰＲデバイスと、
前記第１ビームまたは前記第２ビームのいずれかを受信および分割し、分割測定ビームを生成する第１ビーム・スプリッタと、
前記第１分割測定ビームに応答し、前記エレメント上に前記第１分割測定ビームを投影し、前記エレメントからの反射ビームに応答するレンズと、
前記エレメントからの前記反射ビームに応答する測定検出器であって、前記反射ビームが前記レンズによって前記測定検出器上に撮像される、測定検出器と、
前記測定検出器からの画像データを受信および処理し、前記データから縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を生成するプロセッサであって、前記画像データが前記渦強度パターンの方向を含む、プロセッサと、
を備える、光学システム。
請求項１記載の光学システムにおいて、前記渦強度パターンが、４つの四分儀の各々において１つの強度ピークを含む、光学システム。
請求項１記載の光学システムにおいて、前記縦揺れ角が、前記渦強度パターンの１つの面におけるシフトによって判定され、前記偏揺れ角が、前記１つの面に対して直交する他の面における前記渦強度パターンのシフトによって判定され、前記横揺れ角が、前記渦強度パターンの回転によって判定される、光学システム。
請求項１記載の光学システムであって、更に、前記分割測定ビームを受信し、前記レンズに誘導する第２ビーム・スプリッタを備え、前記第２ビーム・スプリッタが、前記反射ビームを受信し、前記測定検出器に誘導する、光学システム。
請求項４記載の光学システムであって、更に、シャッタを備え、前記分割測定ビームがこれを通って、前記レンズから前記エレメントに伝搬する、光学システム。
請求項５記載の光学システムであって、更に、前記シャッタが閉じているときに、前記第２ビーム・スプリッタからの分割反射ビームに応答する検出器を備え、前記検出器が、前記反射ビームの方向および前記第１または第２ビームの強度を追跡する、光学システム。
請求項６記載の光学システムにおいて、前記検出器が、多重画素検出器、または環状に配列された複数の単一画素検出器を含む単一画素検出器アレイである、光学システム。
請求項１記載の光学システムにおいて、前記ＳＰＰＲデバイスが低反射率デバイスであり、前記第１ビーム・スプリッタが前記第１ビームを受信する、光学システム。
請求項８記載の光学システムであって、更に、前記第１ビーム・スプリッタからの分割ビームに応答する強度検出器を備え、前記強度検出器がビーム強度を監視する、光学システム。
請求項８記載の光学システムにおいて、前記ＳＲＲＰデバイスの反射率が約０．０４である、光学システム。
請求項１記載の光学システムにおいて、前記ＳＰＰＲデバイスが高反射率デバイスであり、前記第１ビーム・スプリッタが前記第２ビームを受信する、光学システム。
請求項１１記載の光学システムにおいて、前記デバイスの反射率が約０．５である、光学システム。
請求項１記載の光学システムにおいて、前記ＳＰＰＲデバイスが、当該ＳＰＰＲデバイスを透過した基準ビームを生成し、前記基準ビームが、前記渦強度パターンの基準方向を生成するために、較正検出器上に投影される、光学システム。
請求項１３記載の光学システムにおいて、前記測定および較正検出器がＣＣＤカメラである、光学システム。
エレメントの縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を測定する光学システムであって、
レーザ・ビームを生成する調整可能なレーザ源と、
前記レーザ・ビームに応答する螺旋位相板共振器（ＳＰＰＲ）デバイスであって、前記ＳＰＰＲデバイスが、前記レーザ・ビームを当該デバイス内において前後に反射する対向反射面を含み、前記反射面の１つが、螺旋ステップ・インデックスを含み、異なる位相を有する複数の反射振幅を組み合わせ、前記複数の振幅の位相によって定められる光渦強度パターンを生成させ、前記強度パターンが特異点と半径方向光ピークとを含み、前記ＳＰＰＲデバイスが第１ビームを前記レーザ源に向けて後方に反射し、第２ビームを透過して前記レーザ源から遠ざける、ＳＰＰＲデバイスと、
前記第２ビームに応答し、前記渦強度パターンの基準方向を生成する較正検出器と、
前記第１ビームを受信および分割し、分割測定ビームを生成する第１ビーム・スプリッタと、
前記第１分割測定ビームに応答し、前記エレメント上に前記第１分割測定ビームを投影し、前記エレメントからの反射ビームに応答するレンズと、
前記エレメントからの前記反射ビームに応答する測定検出器であって、前記反射ビームが前記レンズによって前記測定検出器上に撮像される、測定検出器と、
前記測定検出器からの画像データおよび前記渦強度パターンの基準方向を受信および処理し、前記縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を前記データから生成するプロセッサであって、前記画像データが前記渦強度パターンの方向を含み、前記縦揺れ角が、前記渦強度パターンの１つの面におけるシフトによって判定され、前記偏揺れ角が、前記１つの面に対して直交する他の面における前記渦強度パターンのシフトによって判定され、前記横揺れ角が、前記渦強度パターンの回転によって判定される、プロセッサと、
を備える、光学システム。
請求項１５記載の光学システムにおいて、前記渦強度パターンが、４つの四分儀の各々において１つの強度ピークを含む、光学システム。
請求項１５記載の光学システムであって、更に、前記分割測定ビームを受信し、前記レンズに誘導する第２ビーム・スプリッタを備え、前記第２ビーム・スプリッタが、前記反射ビームを受信し、前記測定検出器に誘導する、光学システム。
請求項１７記載の光学システムであって、更に、シャッタを備え、前記分割測定ビームがこれを通って、前記レンズから前記エレメントに伝搬する、光学システム。
請求項１８記載の光学システムであって、更に、前記シャッタが閉じているときに、前記第２ビーム・スプリッタからの分割反射ビームに応答する検出器を備え、前記検出器がビームの較正を行う、光学システム。
請求項１５記載の光学システムであって、更に、前記第１ビーム・スプリッタからの分割ビームに応答する強度検出器を備え、前記強度検出器がビーム強度を監視する、光学システム。
エレメントの縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を測定する光学システムであって、
レーザ・ビームを生成する調整可能なレーザ源と、
前記レーザ・ビームに応答する螺旋位相板共振器（ＳＰＰＲ）デバイスであって、前記ＳＰＰＲデバイスが、前記レーザ・ビームを当該デバイス内において前後に反射する対向反射面を含み、前記反射面の１つが、螺旋ステップ・インデックスを含み、異なる位相を有する複数の反射振幅を組み合わせ、前記複数の振幅の位相によって定められる光渦強度パターンを生成させ、前記強度パターンが特異点と半径方向光ピークとを含み、前記ＳＰＰＲデバイスが渦ビームを出力する、ＳＰＰＲデバイスと、
前記渦ビームを受信し、測定ビームおよび較正ビームに分割するビーム・スプリッタと、
前記較正ビームに応答し、前記渦強度パターンの基準方向を生成する較正検出器と、
前記測定ビームに応答し、前記エレメント上に前記第測定ビームを投影し、前記エレメントからの反射ビームに応答するレンズと、
前記エレメントからの反射ビームに応答する測定検出器であって、前記反射ビームが前記レンズによって前記測定検出器上に撮像される、測定検出器と、
前記測定検出器からの画像データおよび前記渦強度パターンの基準方向を受信および処理し、前記縦揺れ、偏揺れ、および横揺れ角を前記データから生成するプロセッサであって、前記画像データが前記渦強度パターンの方向を含み、前記縦揺れ角が、前記渦強度パターンの１つの面におけるシフトによって判定され、前記偏揺れ角が、前記１つの面に対して直交する他の面における前記渦強度パターンのシフトによって判定され、前記横揺れ角が、前記渦強度パターンの回転によって判定される、プロセッサと、
を備える、光学システム。