JPH04504766A - 光学的ビームステアリング装置 - 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】 光学的ビームステアリング装置 本発明は、光学的ビームステアリング装置（０ρｔｉｃａｌｂｅａｍ　ｓｔｅｅ ｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）、特に高強度光束をステアリングする装置に係わる。

光学的ビームステアリング装置は当業者には良く知られている。典型的な電気機 砿的装置では、光束を偏向させるのに移動式の鏡が使用される。このタイプの装 置には、このような鏡を回転させるのに必要なエネルギが鏡の直径の５乗（Ｄり に比例するという欠点がある。高強度光束は鏡面でのパワー密度が破損閾値より 小さくなるように直径の大きいステアリング鏡を必要とする。そのため、高強度 ビームのステアリングには大型で高価な移動鏡アセンブリが必要となる。

当業界では音響光学的及び電気光学的ビームステアリング装置も知られている。

前者は、音響波と光束との相互作用によってステアリングが実施されるピエゾ電 気ブロックを含む。後者は、レーダフェーズドアレイ（ｒａｄａｒ　ｐｈａｓｅ ｄａｒｒａｙ）の光学的蔑似体である電気光学的導波管アレイを含んでいる。ビ ームのステアリングは、個々の導波管に対するバイアス電圧を変化させる（それ によって個々の導波管により誘導される位相変化を変える）ことにより達成され る。しかしながら、これらの装置はいずれも強度操作能力が著しく限定されてお り、高強度レーザビームと処理するのに必要な能力より小さい。

本発明の目的は、別の形態のビームステアリング装置を提供することにある。

本発明は、低強度光束をステアリングする手段と、ステアリングされた低強度ビ ームを受取ってそのビームの高強度位相共役体を発生させる位相共役手段とを備 えた光学的ビームステアリング装置を提供する。

本発明では、位相共役ビームの方向がステアリングされたビームの方向によって 決定されるため、低強度ビームを操作するステアリング手段によって高強度光束 のステアリングが実施されるという利点が得られる。従って、低強度だけに適し た一最的なステアリング装置を用いて遥かに大きい強度のビームの方向を制御す ることができる。また、位相共役手段を使用するため、光学部材による低強度ビ ームの光学的質の劣化が高強度ビームで相殺される。

好ましい実施例では、位相共役手段が、ブリユアン四波混合セルと、ステアリン グされた低強度ビームと組合わせて四波混合を発生させるのに適した周波数を有 する逆伝撮（ｃｏｕｎｔｅｒｐｒｏｐａｇａｔｉｏｇ）レーザポンプビームを前 記セルに供給するボンピング手段とを含む。前記ボンピング手段は、ポンプビー ム及び低強度ビームの両方を供給するように構成されたレーザも含み得る。この レーザの出力は、レーザの周波数をそれぞれδνＡ及びδνＢ減少させた周波数 をもつ第１のポンプビーム及び低強度ビームをそれぞれ供給するように構成され た第１及び第２のブリユアン散乱セルの間で分割され得、また前記四波混合セル を透過した後の第１のポンプビームを受け取ってこのビームを更にδνＢだけ減 少させた周波数で送り返すように構成された第３のブリユアン散乱セルによって 第２のポンプビームを供給するようにし得る。第１のポンプビームは、四波混合 セルに入力する前に増幅し得る。

別の実施例として、位相共役手段はブリユアン増幅器と誘導ブリユアン散乱セル とを含んでもよい。

低強度ビームステアリング装置は下記の部材の１つを含み得る。

（１）音響光学的ビームステアリング装置。

（２）回転鏡を介してレンズから光を受け取るように構成された望遠鏡、前記鏡 は該望遠鏡とレンズとの共通の焦点面に近接して配置される。

（３）集束手段の焦点面上に配置された可変反射率面な有する電気的アドレス指 定可能な空間光変調器。

本発明がより良く理解されるように、ここで添付図面に基づき非限定的実施例を 説明する。

添付図面中、第１図は本発明の光学的ビームステアリング装置の簡略ブロック図 である。

第２図、第３図及び第４図は第１図の装置で使用するための低強度ビームステア リング手段を簡単に示す説明図である。

第５図及び第６図は本発明のビームステアリング装置の別の実施例を示す簡単な 説明図である。

第７図は鏡のボインティングエラーの補正を示す説明図である。

第１図の光学的ビームステアリング装置１０は、発散−直径の積１　、３　ｍｍ 　１１１ｒａｄで５０Ｊ、２５ナノ秒の出力パルスを供給する注入シード型（ｉ ｎｊｅｃｔｉｏｎ　５ｅｅｄｅｄ）Ｎｄ−ＹＡＣレーザ１２を備えている。レー ザ１２からの光は垂直に、即ち図面の平面と直角に偏っている。この光は、部分 的透過性且つ部分的反射性の第１の鏡１４に到達し、その結果それぞれレーザ出 力強度の９０％及び１０％を有する透過ビーム１６及び反射ビーム１８が得られ る。

透過ビーム１６は第２の鏡２０で反射して、垂直偏光を透過し且つ水平偏光、即 ち図面の平面に沿った偏りを有する光を反射するように構成された第１の偏光子 ２２に送られる。ビーム１６は偏光子２２を通って第１の四分の一波長板２４に 到達し、そこで右円偏光（ｒｉｇｈｔ　ｈａｎｄ　ｃｉｒｃｕｌａｒ（ＲＨＣ） 　ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ）に変換される。このビームは次いで、ＴｉＣＩ＝ （媒質Ａ）を含んだ第１のブリユアンシフタセル２６に受け取られる。このセル ２６は公知タイプのものである。

このセルは、ビーム１６をその活性媒質中に集束させるためのレンズ（図示せず ）を備えている。集束手段を備えたブリユアンシフタセルは、例えばＭ、ＶＪａ ｓｉ　１ｅｖｅらによりＳｏｖ、Ｐｈｙｓ、ＪＥＴＰ　Ｌｅｔｔ、、Ｖｏｌ、３ １．ｐ、６３４．１９８０に記述されている。セル２６はビームの周波数をダウ ンシフトし且つこのビームを逆のく即ち左円ＬＲＣの）偏りをもつ位相共役ビー ム１６′として四分の一波長板２４まで後方散乱させ、この波長板で前記ビーム が水平偏光に変換される。この偏光は偏光子２２て反射し、第３の鏡２８及び第 ４の鏡３０を介してレーザ増幅器３２に送られる。増幅器３２はｅ”ポイントの 間で４１の直径で３００ｍＪの出力を供給する。増幅器３２からの光は、逆の光 伝搬方向では不透過性を示すファラデーアイソレータ３３を透過する。アイソレ ータ３３から出た光は二分の一波長板３４によって垂直偏光に変換され、その後 、垂直偏光を反射するように構成された第２の偏光子３６に到達する。

第２の偏光子３６で反射した光１６゛は第２の四分の一波長板（又はフレネルの 斜方体）３８に到達してＲＨＣ偏光に変換され、次いでブリユアン四波混合（Ｆ ＷＭ）セル４０に送られる。セル４０は長さが２０ｃ＋ｓであり、−辺の内寸４ ｍｍの正方形の断面を有する。このセルは融解石英で形成されており、媒質Ａを 含んでいる。このセルはまた、寄生ブリユアン発振を防止するために、ビーム１ ６′の軸線に対して７０”傾斜した窓を有する。光１６゛はセル４０から第３の 四分の一波長板４２に到達し、そこで垂直偏光に変換され、その後、垂直偏光を 透過し且つ水平偏光を反射するように構成された第３の偏光子４４を透過する。

第１のレンズ４６は第３の偏光子４４牙透過した光を第２のブリユアンシフタセ ル４８内に集束させる。セル４８は２０％ＣＣ１，／８Ｑ％Ｃ３２の混合物（媒 質Ｂ）を含んでいる。このセルはビームの周波数をダウンシフトさせ、光を垂直 の偏りをもつ位相共役第２ポンプビーム１６”としてＦＷＭセル４０まで後方散 乱させる。このビームはビーム１６”の軌道を逆にたどって波長板３４に戻り、 ファラデーアイソレータ３３でリジェクトされる。ビーム１６゛はＦＷＭセル４ ０内ではＲＩＩＣである。部材３６〜４８は反射防止コーティングした光学面を 有する。

一方、第１の鏡１４で反射した「弱い」即ち低強度の垂直偏りビーム１８は、第 ５の鏡５０及び第６の鏡５２を介して、垂直偏光を透過し且つ水平偏光を反射す るように構成された第４の偏光子５４に到達する。その結果、ビーム１８は偏光 子５４を透過して四分の一波長板５６に送られ、そこでＲＨＣＪ光に変換される 。このビームは次いで、媒質Ｂを含んでおり且つ集束手段（図示せず）を備えた 第３のブリユアンシフタセル５８内に集束される。このビームはそこで周波数が ダウンシフトされ、位相共役ＬＨＣ偏りビーム１８”として四分の一波長板５６ に送られ、水平偏光に変換される。波長板５６から送り返されたビーム１８゛は 第４の偏光子５４で反射して第７の鏡６０に送られる。このビームはそこで反射 して、ステアリングされたビーム１８”を供給する後述の低強度ビームステアリ ング部材６２に到達する。

第２のレンズ６４はビームステアリング部材６２の出口（図示せず）をＦＷＭセ ル４０の入口に結像する。ステアリングされたビーム１８”は、９０％反射性、 １０％透過性の第８の鏡６６を通ってレンズ６４に到達する。ステアリング部材 ６２の出口はレンズ６４によってセル４０の入口に結像される。その結果ビーム １８”が、ステアリングされたビームであることから、セル４０に入射され続け る。

ビーム１８”は水平の偏りを有するため第２の偏光子３６を透過して第２の四分 の一波長板３８に送られ、そこで左円（ＬＨＣ）偏光に変換される。偏光子３６ と波長板３８との開の間隔及び相対位置は、レンズ６４によって生じる低強度ビ ーム及びその高強度共役の焦点によってこれらの部材が破損しないように選択さ れる。前記レンズは、ステアリングされた低強度ビーム１８”がステアリング方 向とは関係な（ＦＷＭセル４０に送られるようにする。ビーム１８”はセル４０ の長手方向壁で内面全反射する。後で詳述するように、セル４０はＬＨＣ第４ビ ームをビーム１８”の軌道に沿って９０％反射性のＲ６６に送り返し、その結果 第４のビームの強度の大部分が鏡６６で反射して出力ビームロ８を供給する。出 力ビームロ８はシグナルビーム１８”の位相共役体である。

シグナルビーム１８′はＦＷＭセル４０がら送出され、第３の四分の一波長板４ ２によって水平偏光に戻される。このビームは次いで点線７０で示すように反射 して装置１０の外に出る。

ブリユアンシフタセル２６．４８及び５８は、誘導ブリユアン散乱によって周波 数をダウンシフトさせる。周波数の減少を媒質Ａ及びＢについてそれぞれδνＡ 及びδνＢとすれば、セル２６は周波数をδνＡ減少させ、セル４８及び５８は δνＢ減少させる。レーザ１２の出力周波数をν０とすれば、ビーム１６’　、 １６”及び１８”の光周波数は表１に示すようになる。

表　１ ビーム　周波数　ブリユアンシフタセル１６″　ｖｏ−δｖＡ−δシＢ　２Ｂ及 び４８１８”　ｖｏ−δｖＢ　５８ 前記ビームのうち１６°及び１６”は高強度ビームであり、互いに逆方向に伝搬 され、ＦＭＷセル４０をボンピングする。ビーム１６”はビーム１６′の強度の 約１０％を有するように形成される。ビーム１８”は「入力シグナル」ビームで あり、ビーム１６”と干渉し合ってＦＭＷセル４０内に異なる周波数δνＡで進 行音響波を発生させる。この音響波は、ブリユアン促進四波混合で発生すること が知られている不安定性に起因してポンプビームが存在する時に、時間に伴って 指数関数的に成長する。　ＦＭＷセルはビーム１６′を後方散乱させ、その周波 数をダウンシフトさせて、周波数ν０−２δνＡ（前記具なる周波数）を有しシ グナルビーム１８”に対して共役である（第４の）ビームを発生させる。　ＦＭ Ｗセル４０の機能は、＾、Ｍ、５ｃｏｔｔ及びに、Ｄ。

Ｒｉｃｌｌｅｙにより“＾Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　Ｂｒ１ｌｌｏｕｉｎ　Ｅｎｈａ ｎｃｅｄ　ＦｏｕｒＷａｖｅ　Ｍｉｘｉｎｇ″、ＩＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ ｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ。

Ｍａｒｃｈ　１９８９に詳述されている。この第４のビームは前述のように出力 ビームロ８になる。このビームは入力シグナルビーム１８”の軌道と後戻りして 鏡６６に到達する。入力シグナルビーム１８”はステアリング部材６２によって ステアリングすることができ、その結果出力ビームロ８の方向も点線７２で示す ようにステアリングできる。出力ビームロ８は、ビーム１６“がまずＦＭＩＩＩ セル４ｏに到達するときにはこのビームの強度の４０％〜８０％を有する。この 出力ビームはまた、入力シグナルビーム１８”の約１０４倍の強度を有する。従 って本発明では極めて強いレーザビームを、弱いビームだけに適した部材６２に よる弱いビームのステアリングに応答してステアリングすることができる。

表１はＦＭＩＩＩセル４０への要求された入力を示している。

これらの入力は、相対周波数差δνＡ−δνＢ（通常は約４００　Ｍｌ（ｚ）の 弱いビーム１８″及び強い１６°ビームの他に第２の強いビーム１６”を含んで いる。ビーム１６′、１６”及び１８”は前記手段以外の手段によって発生させ ることもできる。

ＦＭＷセル４０内での位相共役は高強度出力ビーム７２を発生させるだけでなく 、ビーム１８”がセル４０内に結像され且つセルの壁で内面反射したときに受け る光学歪みの補正も行う、低強度ビーム１８”はレンズ６４での収差によって劣 化する。これは、ステアリング角度の増加によって更に悪化し、その結果近軸条 件から益々離れることになる。ＦＩＯＩセル４０から出た位相共役ビーム７２は これらの収差の逆を有しているため、このビームがレンズ６４を通って戻される とこれらの収差の効果が消滅する。セル４０内での位相共役プロセスは更に、セ ル内での多重反射にも影響されない。

第２図、第３図及び第４図は、第１図の部材６２の機能を実行するのに適した種 々の形態の低強度ビームステアリング装置を示している。第２図では、ラジオ河 波数（ＲＦ）シグナル入力８２を有する音響光学的変調器８０が、望遠鏡を構成 する２つのレンズ８４及び８６に光学的に接続されている。入力光ビーム８８が 変調器８０及び望遠鏡８４／８６を通ると出力ビーム９０が発生する。ビーム９ ０の方向はＲＦシグナル入力８２の周波数の変化によってステアリングし得る。

変調器８０は市販されている公知タイプのものであるためここでは詳述しない。

二次元ステアリングを行うべく、２つの変調器８０を直交し合うように配置して 使用してもよい。

第３図は、望遠鏡を構成するレンズ１０２及び１０４を備えた別の形態の低強度 ビームステアリング部材１００を示している。点線１０８で示した望遠鏡の焦点 面のすぐ後ろは小さな鏡１０６が回転自在に配置されている。この鏡１０６は矢 印１０で示すように図面の平面と直交する軸線を中心に回転し得、第３のレンズ １１２から光を受け取る。

焦点面１０８には、第３のレンズ１１２と鏡１０６の反射とによって平行入力光 束１１４が集束される。望遠鏡１０２／１０４はこの集束光を平行出力ビーム１ １６に変換する。出力ビーム１１６の方向は鏡１０６の回転によってステアリン グされる。このような構造では、ビームのステアリングに小さくて軽い鏡を使用 し得るが、鏡が受ける光学的パワー密度は比較的高い。

第４図は、電気的にプログラムできる空間光変調器１２２を備えた更に別のビー ムステアリング部材１２０を示している。変調器１２２は一般的に知られたタイ プのものであり、能動面上の各ビクセル１２４の光学的状態を電気的アドレス指 定によって制御することができる。面１２６はレンズ１３２の焦点面１２８上に 位置する。面１２６は平行光１３４によって斜めに照射され、変調器１２２は１ つのとクセル１２４が散乱状態を示し且つ他の総てのビクセルが反射するように 制御される。その結果、レンズ１３２はビクセル１２４から分散された光だけを 受け取り、散乱光を平行化して平行出力ビーム１３６を発生させる。出力ビーム １３６の方向は面１２６上のビクセル１２４の位置によって決定され、従って出 力ビームの方向はビクセルアドレスの変更によってステアリングされ得る。

前述のビームステアリング部材と異なり、とクセルアドレスが変化すると出力ビ ームの方向が非連続的にシフトする。

従ってこの形態のビームステアリングでは、一連の連続したビーム方向に対し、 −組の不連続ビーム方向のうち任意の１つを選択するようにする。

部材６２として使用し得る別の形感の低強度ビームステアリング装置は、数州特 許出願ＥＰＡ　０１３０８５９号、英国特許第１５９２０５０号及びＰＣＴ出Ｉ Ｉ　ＰＣＴ／ＧＢ８８１００９２８号に記載ノヨうな電気光学的導波管アレイを 含む。

第５図は本発明の別のビームステアリング装置２００を簡単な平面図で示してい る。装置２００は、入力シグナルビーム２０４を受け取る低強度ステアリング部 材２０２を備えている。ビーム２０４は強度が低く、垂直に、即ち通常のやり方 に従い中心点をもつ円で示すように図面の平面と直角に偏っている。このビーム の周波数はシ１−δνＡである。式中、ν１はポンプビーム周波数を表し、δν Ａはブリユアン周波数シフトを表す。部材２０２はステアリングされた出力ビー ム２０６を発生させ、このビームのわずかな一部分が高又射率鏡２０８を透過し てレンズ２１０に到達する６レンズ２１０は中間焦点２１２を形成し、この焦点 から第１の偏光子２１４及び第１の四分の一波長板２１６を通ってブリユアン増 幅セル２１８まで光が拡散する。セル２１８内では光束２０６がＬＨＣ偏光であ る。セル２１８の入口（図示せず）はレンズ２１０によってビームステアリング 部材２０２の出口（図面せず）に結像される。

増幅セル２１８はＴｉＣ１，（媒質Ａ）を含んでいる。このセルは第２の偏光子 ２２２及び第２の四分の一波長板２２４を介してポンプビーム２２０の入力を受 け取る。このポンプビームは周波数がν１であり、入力領域２２６では矢印２２ ８で示すように（図面の平面上で）水平に偏っている。

セル２１８内ではポンプビームはＬＨＣの偏りを有する。

セル２１８からの出力ビーム２３０は第２の四分の一波長板２２４と偏光子２２ ２とを通ってレンズ２３２に到達し、このレンズによって、２０％ＣＣ１，／８ ０％Ｃ５２（媒質Ｂ）を含んだ誘導ブリユアン散乱セル（ＳＢＳ）　２３４内に 集束される。

ビームステアリング装置２００は次のように機能する。

ポンプビーム２２８が第２の偏光子２２２と四分の一波長板２２４とを通ること によ、り右同（Ｒ）Ｉｃ）偏光になる。このビームは次いで増幅セル２１８を通 って第１の四分の一波長板２１６に到達し、そこで水平偏光に変換される。この 偏光は第１の偏光子２１４においてリジェクション（光学システムの外への反射 ）を生起させる。

低強度ビーム２０６は第１の偏光子２１４を透過し、第１の四分の一波長板２１ ６によって垂直偏光から左円（ＬＨＣ）偏光に変換される。このビームは、適切 なビーム周波数ν１−δνＡで１０９の利得を有する増幅器２１８で増幅される 。増幅の結果生じる出力ビーム２３０は増幅前と同じ周波数及び偏りを有し、第 ２の四分の一波長板２２４によって垂直偏光に変換される。この偏光は第２の偏 光子２２２で反射してＳＢＳセル２３４に送られる。セル２３４は、周波数ν１ −δνＡ−δνＢまでδνＢだけダウンシフトされ且つ入射ビーム２３０に対し て共役位相を有する後方散乱ビーム２３６を発生させる。共役後方散乱ビーム２ ３６は出力ビーム２３０及びステアリングされたビーム２０６の軌道を逆にたど りながら高反射率鏡２０８に到達する。このビームは、方向が逆であり且つ周波 数がビーム２３０と比べて変化しているため、実質的な影響を受けずに増幅器２ １８を通過する。共役ビーム２３６における強度の９０％以上が鏡２０８で反射 する。その結果、位相共役の作用で光学的質が高く、ビームステアリング部材２ ０２によってステアリングできる平行化出力ビーム２３８が得られる０位相共役 は、ステアリングされ且つ増幅されたビームの軌道で光学的不全を少なくとも部 分的に補正せしめる。

第６図は、第１図の装置１０の変形装置３００を平面図で示している。第１図の ものと等価の又は類似した部材は、同じ数値符号に３００を加えて示した。この 図には、ＦＷＭセル３４０の近傍にあるビームステアリング装置３００の部材だ けが示されているが、他の部材は第１図の場合と同じである。装置３００は第１ 図の装置と類似しているため、説明は簡単にする。

ビームステアリング装置３０ｏは、低強度入力ビーム３１８′を受け取ってステ アリングされた出方ビーム３１８”を送出するビームステアリング部材３６２を 備えている。ビーム３１８”は高反射率部分透過性鏡３６６を透過した後、レン ズ３６４によって焦点３７３に集束される。ビーム３１８”は偏光子３３６と四 分の一波長板３３８とを通り、その結果円４Ｎ光に変換される。このビームは次 いでＬＩＩＣ偏りビームとしてＦＷＭセル３４０を通過する。弟子３３６及び波 長板３３８を通り、これらの部材によって左円偏光に変換される。このビームは その後ＦＷＮセル３４０を通り、レンズ３４６によってブリユアンシフタセル３ ４８内に集束される。このセルでビームが後方散乱し、共役となり、周波数ダウ ンシフトされ、その結果ＦＷＭセル３４０に第２のポンプビーム３１６”が送ら れる。このビームはＲＨＣ偏りビームとしてセル３４０を通って逆方向に進み、 波長板３３８で線形偏光（図示せず）に変換され、偏光子３３６によってリジェ クトされる。

ステアリングされた低強度ビーム３１８“はＦＭＳセル３４０に到達するとレン ズ３６４の作用で発散形になる。

このビームはセル３４０内でブリユアン促進四波混合により共役となる。その結 果生じる共役ビーム３７２はＲ）ＩＣ偏りを有する。共役ビーム３７２は波長板 ３３８によって線形偏光に変換され、偏光子３３６で反射する。共役ビーム３７ ２は弱いビーム３１８”の逆であり、該弱いビームの軌道の一部分を逆にたどる ため、収束形である。このビームはレンズ３７７の焦点面上の焦点３７５に向か って収束し、前記レンズはこのビームを出力領域３７９内で平行ビームに変換す る。領域３７９における共役ビーム３７２の方向はビーム３１８”を再制御する ステアリング部材３６２によって制御される。前述のごとく、位相共役の作用に よって、ビーム３７２は光学的に高い質を有する。

ステアリング角度の範囲が限定されている本発明の高強度ビームステアリング装 置は、それより遥かに広い範囲をもつ機械釣鐘と組合わせて使用し得る。この組 合わせ体の方向及び指示に関する精度は鏡だけの場合より高い０機械釣鐘を駆動 してビーム３予め決定された方向に向けると、最初にポインティングエラーが生 じる。このエラーをサー水制御によって補正する前に、特性設定時間間隔が必要 とされる。また、鏡の望ましくないボインティングエラー振動がステアリングさ れたビームに及ぼす影響は、本発明の補償ステアリングによって補正し得る。鏡 のボインティングエラーは電子的に検出し得、その場合は電子信号を誘発して本 発明の装置１０の低強度ビームステアリング部材６２を制御し得る。

機械的に駆動される鏡のボインティングエラーは、後で本発明を用いて補正すべ く光学的に検出することもできる。

この種の補正された鏡ボインティングシステム４００を第７図に簡単に示した。

このシステム４００は本発明の高強度ステアリング装置４０２を備えている。装 置４０２は、ステアリングされたビーム４０４を、図面の平面上で矢印４０８に 従って回転し得る鏡４０６に入射させるように構成されている。ビーム４０４は 鏡４０６で反射した後出力領域４１０に到達する。第２のビーム又は基準ビーム ４１２も鏡４０６に入射されるが、このビームはレーザ４１４から出力され、レ ンズ４１８によって平行化される。

基準ビーム４１２は鏡４０６で反射してホトダイオードアレイ４１８に送られる 。このホトダイオードアレイはプロセッサ４２０に接続されており、このプロセ ッサはステアリング装置４０２に接続されている。

補正された鏡ボインティングシステム４００は次のように機能する。鏡４０６が 回転すると基準ビーム４１２がホトダイオードアレイ４１８を走査する。その結 果、アレイ４１８からの瞬間的信号出力がプロセッサ４２０に対する鏡の傾斜を 示し、このプロセッサがステアリング装置４０２に制御信号を送る。これに応答 してステアリング装置４０２が、鏡４０６の傾斜の不正確さを相殺すべく、ステ アリングされたビーム４０４の方向を調整する。この不正確さは、鏡４０６の駆 動の不正確さ又は振動に起因して起こる。比較的大きい鏡は振動周波数が低いた め、前述の補正を行う時間がとれる。そのため、機械駆動鏡のボインティング時 間を短縮することができる。これは、要求された方向に関するボインティングの 不正確さ及び振動が相殺されるからである。

第７図では、基準ビーム４１２が高強度ビーム４０４として同じ鏡面に入射され ている。高強度光が検出器アレイ４８を破損する可能性を回避すべく、基準ビー ム４１２を鏡４０の裏に用意された面で反射させるようにしてもよい。

りう 国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　９０００５５０ ＳＡ　３６０８８

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．ｏ−ＡＴＰ及びｏ−アデノシンと反応させて架橋生成物を形成したヘモグロ ビンからなる、人工血液として使用する組成物であって、前記生成物が生理食塩 水に溶解していることを特徴とする組成物。
2. ２．さらに若干の還元グルタチオンを含む、請求項１記載の組成物。
3. ３．さらにｏ−ＡＴＰとほぼ等モルの濃度で塩化マグネシウムを含む、請求項１ 記載の組成物。
4. ４．ヘモグロビンが過ヨウ素酸酸化ＡＴＰによって分子内架橋し、かつ、過ヨウ 素酸酸化アデノシンによって分子間架橋し、ポリヘモグロビンの分子を形成して いる、請求項１記載の組成物。
5. ５．さらにグルタチオンを含み、ヘモグロビン、ｏ−ＡＴＰ、ｏ−アデノシン及 びグルタチオンが、それぞれ約１：１：０５：１０：１０：７のモル比で存在す る、請求項１記載の組成物。
6. ６．架橋されたヘモグロビン分子が約１３０から約３９０キロダルトンの分子量 を有する、請求項１記載の組成物。
7. ７．５％未満のヘモグロビンがメトヘモグロビンに酸化されている、請求項１記 載の組成物。
8. ８．ヘモグロビンがウシ由来である、請求項１記載の組成物。
9. ９．全血から精製ヘモグロビンを抽出する方法であって：全血を遠心分離して血 小板及び血漿を除去し、得られた白血球と赤血球の混合物を溶液中に懸濁する； 白血球と赤血球の混合物を冷却し、白血球を凝集させる；白血球凝集体を濾過に よって除去する；赤血球を低張溶液に対して透析し、かつ、赤血球を高静水圧下 で限外濾過することによって赤血球からヘモグロビンを抽出する；ヘモグロビン を一酸化炭素で飽和させ、カルボキシ型に変換する；ヘモグロビン溶液を低温殺 菌し、非ヘム蛋白質を変性させて沈殿させる；ヘモグロビン溶液をクロロホルム と混合して遠心分離し、リン脂質及び沈殿した非ヘム蛋白質を除去する； 一酸化炭素ガスをブラッシングし、上清ヘモグロビン溶液から残りのクロロホル ムを除去する； ヘモグロビン溶液をアフィニティー・クロマトグラフィー・カラムに通し、該溶 液から内毒素を除却する； の各工程からなることを特徴とする方法。
10. １０．人工血液としての使用に適した組成物を製造する方法であって；ヘモグロ ビンを一酸化炭素で飽和させ、精製ヘモグロビン溶液をカルボキシ型に変換する ； 得られたカルボキシヘモグロビン溶液を正常張液に対して透析し、ヘモグロビン を約１０ｇ／ｄｌに濃縮する； カルボキシヘモグロビンを酸化アデノシン三リン酸（ｏ−ＡＴＰ）と反応させ、 ヘモグロビン分子間に主として分子内架橋を形成させる；カルボキシヘモグロビ ンを酸化アデノシン（ｏ−アデノシン）と反応させ、　ヘモグロビン分子間に主 として分子間架橋を形成させる；該溶液にグルタチオンを添加し、ｏ−アデノシ ン架橋反応を停止させる；該溶液に酸素をブラッシングし、ヘモグロビンをカル ボキシ型からオキシ型に変換する； の各工程からなることを特徴とする方法。
11. １１．さらにヘモグロビン組成物を塩化マグネシウムを含む溶液に溶解する工程 を含む、請求項１０記載の方法。
12. １２．さらに該組成物にマンニトールを添加する工程を含む、請求項１１記載の 方法。
13. １３．ｏ−アデノシン及びｏ−ＡＴＰを、それぞれアデノシン及びＡＴＰを過ヨ ウ素酸酸化することによって調製し、ｏ−ＡＴＰ及びアデノシンをヘモグロビン と反応させる前に過ヨウ素酸を除去する、請求項９記載の方法。
14. １４．請求項９記載の方法によって全血から精製ヘモグロビンを得る、請求項１ ２記載の方法。
15. １５．全血がウシ由来である、請求項１４記載の方法。
16. １６．請求項１５記載の方法によって調製される、ヘモグロビン組成物。