JPH0735610A - 自己較正型電力計 - Google Patents
自己較正型電力計Info
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- JPH0735610A JPH0735610A JP5314408A JP31440893A JPH0735610A JP H0735610 A JPH0735610 A JP H0735610A JP 5314408 A JP5314408 A JP 5314408A JP 31440893 A JP31440893 A JP 31440893A JP H0735610 A JPH0735610 A JP H0735610A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 レーザ出力の波長を自動的に較正し、かつレ
ーザ出力を直接測定するために、改良された光学電力計
を提供する。 【構成】 レーザビームを遮る特殊なコーティングが施
されたビーム分割器１１と、光ビームの波長に関して相
違するスペクトル応答を有する光電検出器１２，１３に
対してビーム分割器を通じて透過される光ビーム部分
と、このビーム分割器から反射される光ビーム部分とを
結像させ、かつ作動範囲内の波長の各々の単一および各
々の値の比を定義する出力信号を生成させるための光学
素子１４，１５と、光電流を放射電力に変換するための
制御装置とを使用する。
ーザ出力を直接測定するために、改良された光学電力計
を提供する。 【構成】 レーザビームを遮る特殊なコーティングが施
されたビーム分割器１１と、光ビームの波長に関して相
違するスペクトル応答を有する光電検出器１２，１３に
対してビーム分割器を通じて透過される光ビーム部分
と、このビーム分割器から反射される光ビーム部分とを
結像させ、かつ作動範囲内の波長の各々の単一および各
々の値の比を定義する出力信号を生成させるための光学
素子１４，１５と、光電流を放射電力に変換するための
制御装置とを使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射エネルギー測定装
置に関し、特に、レーザの電力およびエネルギー出力の
指示を提供するための手段に関する。
置に関し、特に、レーザの電力およびエネルギー出力の
指示を提供するための手段に関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】レーザ
のエネルギー出力を測定するシステムおよび装置は、電
力計として知られている。電力計は電磁気スペクトルの
幅広い範囲にわたっての光の電力、またはエネルギーを
測定する。電力計は、他のレーザ装置と比較して比較的
単純な機器であるけれども、スペクトロスコピーにおけ
る基礎的な調査から光学通信その他光測定システムに至
る光学放射検出分野での種々の応用の際に、レーザ使用
者にとて基礎的な機器となっている。
のエネルギー出力を測定するシステムおよび装置は、電
力計として知られている。電力計は電磁気スペクトルの
幅広い範囲にわたっての光の電力、またはエネルギーを
測定する。電力計は、他のレーザ装置と比較して比較的
単純な機器であるけれども、スペクトロスコピーにおけ
る基礎的な調査から光学通信その他光測定システムに至
る光学放射検出分野での種々の応用の際に、レーザ使用
者にとて基礎的な機器となっている。
【０００３】レーザビームの出力を遮るように設計され
た従前の電力計は固体光電池、一般的に、レーザビーム
の遮断に応答して電気的出力信号を生成するシリコン光
ダオードを含む。電気的出力信号はレーザビームの電力
に比例する。
た従前の電力計は固体光電池、一般的に、レーザビーム
の遮断に応答して電気的出力信号を生成するシリコン光
ダオードを含む。電気的出力信号はレーザビームの電力
に比例する。
【０００４】シリコン光ダオードの感度は波長とともに
変化することから、スペクトル補償が必要となる。波長
全域にわたって出力信号を放射電力に変換するために、
使用者はレーザ出力の波長およびその波長に対する検出
器に較正定数を決定しなければならない。時折、検出器
の製造者により、これら定数は検出器に適用される曲線
として与えられる。多くのダオード電力計は較正曲線、
プリセット波長スイッチまたは修正フィルター、使用に
不便で不正確なさまざまなものを使用する。高度の光ダ
オード電力計において、検出器およびフィルターのスペ
クトル応答曲線がメモリーチップに記憶されている。し
かし、レーザ出力の波長の自動較正、電力の直接の測定
を可能にする利用可能な電力計はない。
変化することから、スペクトル補償が必要となる。波長
全域にわたって出力信号を放射電力に変換するために、
使用者はレーザ出力の波長およびその波長に対する検出
器に較正定数を決定しなければならない。時折、検出器
の製造者により、これら定数は検出器に適用される曲線
として与えられる。多くのダオード電力計は較正曲線、
プリセット波長スイッチまたは修正フィルター、使用に
不便で不正確なさまざまなものを使用する。高度の光ダ
オード電力計において、検出器およびフィルターのスペ
クトル応答曲線がメモリーチップに記憶されている。し
かし、レーザ出力の波長の自動較正、電力の直接の測定
を可能にする利用可能な電力計はない。
【０００５】従前の電力計の他の問題点は、ランダムな
偏光をもつレーザビーム、または未知の偏光をもつレー
ザビームに対する正確な電力測定を得ることについてで
ある。レーザビームの電力を測定する一方で、偏光感度
を避ける試みがデューダによりなさた（米国特許第４，
８４２，４０４号）。デューダの特許は二重検出器レー
ザビーム電力モニターを開示する。そのモニターでは、
２つの光電検出器がビーム方向付け手段からの分離した
光ビームを受信するために、互いに直交する面上に配置
されている。このような装置は、出力信号の測定のおい
て、光ビームの偏光に変化することなく、光ビームの全
光エネルギーレベルを必然的に較正することができる。
しかし、装置内の各光電検出器は同じようなスペルトル
応答を有し、感度速成の範囲外の波長をもつ光は検出で
きない。
偏光をもつレーザビーム、または未知の偏光をもつレー
ザビームに対する正確な電力測定を得ることについてで
ある。レーザビームの電力を測定する一方で、偏光感度
を避ける試みがデューダによりなさた（米国特許第４，
８４２，４０４号）。デューダの特許は二重検出器レー
ザビーム電力モニターを開示する。そのモニターでは、
２つの光電検出器がビーム方向付け手段からの分離した
光ビームを受信するために、互いに直交する面上に配置
されている。このような装置は、出力信号の測定のおい
て、光ビームの偏光に変化することなく、光ビームの全
光エネルギーレベルを必然的に較正することができる。
しかし、装置内の各光電検出器は同じようなスペルトル
応答を有し、感度速成の範囲外の波長をもつ光は検出で
きない。
【０００６】いろいろな波長感度特性をもつ光電検出器
を自動的に切り替える、光学電力計がシノムラ等により
開示されている（米国特許第４，７４９，２７５号）。
シノムラ等の特許に電力計は広範囲な波長範囲にわたる
光学信号の電力の測定を行うが、機械的要素をもつ複雑
な光路切り替え手段を含むものである。光源波長の測定
はできない。さらに、実際の光学電力はスペクトル応答
曲線および光源の波長の両方の知識に基づいて測定電気
信号から手によって計算されなけらばならない。
を自動的に切り替える、光学電力計がシノムラ等により
開示されている（米国特許第４，７４９，２７５号）。
シノムラ等の特許に電力計は広範囲な波長範囲にわたる
光学信号の電力の測定を行うが、機械的要素をもつ複雑
な光路切り替え手段を含むものである。光源波長の測定
はできない。さらに、実際の光学電力はスペクトル応答
曲線および光源の波長の両方の知識に基づいて測定電気
信号から手によって計算されなけらばならない。
【０００７】
【課題解決するための手段】本発明の目的は、レーザ出
力の波長を自動的に較正し、かつレーザ出力電力を直接
に測定するために、改良された光学電力計を提供するこ
とである。
力の波長を自動的に較正し、かつレーザ出力電力を直接
に測定するために、改良された光学電力計を提供するこ
とである。
【０００８】本発明の他の目的は、レーザ電力計を自己
較正する方法を提供することである。
較正する方法を提供することである。
【０００９】本発明のその他の目的は、光学スペクトル
の広い範囲にわたって、レーザ電力の測定を実行するこ
とである。
の広い範囲にわたって、レーザ電力の測定を実行するこ
とである。
【００１０】本発明のその他の目的および利点は、以下
で述べられる詳細な説明から当業者には明らかであろ
う。
で述べられる詳細な説明から当業者には明らかであろ
う。
【００１１】この教示に従って、本発明は、自己較正型
電力計、およびレーザ電力を得るためのレーザ出力の波
長を分離して決定する必要性を省く方法に向けられる。
電力計、およびレーザ電力を得るためのレーザ出力の波
長を分離して決定する必要性を省く方法に向けられる。
【００１２】電力計は、ビーム分割器と、２つの光電検
出器で分割されたレーザビームを結像するために２つの
経路を形成する適当な光学素子とを有する光ビーム方向
付け手段を有する装置で、これら目的を達成する。ビー
ム分割器は特殊な方法によってコーティングされ、光の
選択された波長に関して相違する応答を有する光電検出
器の２つの経路を提供する。また、これら２つの応答の
比は、スペクトルの広い範囲にわたるいかなる波長にお
いても単一である。ビーム分割器、光学素子、およびフ
ォトダイオードを含む個々の経路の各々の応答関数（信
号対波長）は、すでに知られているものであって、前も
って較正される。両方の経路と、波長の範囲にわたるこ
れらの比との応答は、電力計制御装置のメモリユニット
に入れ込まれ、この電力計制御装置は光電検出器に接続
される。この制御装置は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）
を含み、データ収集および処理の全てを行う。これら２
つの経路の間で検出された信号の比の較正が実行され、
かつメモリユニットに貯蔵されている比の標準値の情報
と比較され、レーザの波長を得る。波長が一旦決定され
ると、レーザの放射電力が、検出経路とそれに一致する
応答との測定された信号から直接に得られる。
出器で分割されたレーザビームを結像するために２つの
経路を形成する適当な光学素子とを有する光ビーム方向
付け手段を有する装置で、これら目的を達成する。ビー
ム分割器は特殊な方法によってコーティングされ、光の
選択された波長に関して相違する応答を有する光電検出
器の２つの経路を提供する。また、これら２つの応答の
比は、スペクトルの広い範囲にわたるいかなる波長にお
いても単一である。ビーム分割器、光学素子、およびフ
ォトダイオードを含む個々の経路の各々の応答関数（信
号対波長）は、すでに知られているものであって、前も
って較正される。両方の経路と、波長の範囲にわたるこ
れらの比との応答は、電力計制御装置のメモリユニット
に入れ込まれ、この電力計制御装置は光電検出器に接続
される。この制御装置は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）
を含み、データ収集および処理の全てを行う。これら２
つの経路の間で検出された信号の比の較正が実行され、
かつメモリユニットに貯蔵されている比の標準値の情報
と比較され、レーザの波長を得る。波長が一旦決定され
ると、レーザの放射電力が、検出経路とそれに一致する
応答との測定された信号から直接に得られる。
【００１３】
【実施例】図１に示す通り、電力計の検出器ヘッドが、
ビーム分割器１１と、光電検出器１２および１３と、光
学素子１４および１５とから構成され、光電検出器１２
および１３に入ってくる放射の焦点を合わせている。
ビーム分割器１１と、光電検出器１２および１３と、光
学素子１４および１５とから構成され、光電検出器１２
および１３に入ってくる放射の焦点を合わせている。
【００１４】ビーム分割器１１および光電検出器１２
は、第１の軸線に位置され、ビーム分割器１１と光電検
出器１２との間に位置される光学素子１４と共にレーザ
ビームの入射光の平面内で第１の光学経路を形成する。
光電検出器１３は、ビーム分割器１１と光電検出器１３
との間に位置される光学素子１５と共に第２の軸線上に
配置され、ビーム分割器１１からの反射光の平面内で第
２の光学経路を形成する。
は、第１の軸線に位置され、ビーム分割器１１と光電検
出器１２との間に位置される光学素子１４と共にレーザ
ビームの入射光の平面内で第１の光学経路を形成する。
光電検出器１３は、ビーム分割器１１と光電検出器１３
との間に位置される光学素子１５と共に第２の軸線上に
配置され、ビーム分割器１１からの反射光の平面内で第
２の光学経路を形成する。
【００１５】光ビームは、検出器１３の法線に対して鋭
角にビーム分割器１１の表面に入射する。第１および第
２の軸線の間の角度は、入射する偏光されていない光の
２つの平面偏光成分の反射に関してビーム分割器１１か
らの反射ビームが不変であるような値をとる。フレネル
（Fresnel）の反射の法則に従って、ビーム偏光から反
射ビーム電力の依存を排除するためには、ビーム分割器
１１に対する光ビームの入射角が２０°以上であっては
ならない。
角にビーム分割器１１の表面に入射する。第１および第
２の軸線の間の角度は、入射する偏光されていない光の
２つの平面偏光成分の反射に関してビーム分割器１１か
らの反射ビームが不変であるような値をとる。フレネル
（Fresnel）の反射の法則に従って、ビーム偏光から反
射ビーム電力の依存を排除するためには、ビーム分割器
１１に対する光ビームの入射角が２０°以上であっては
ならない。
【００１６】図２および３に示される検出器ヘッドの他
の好適実施例は、偏光の種類が予め知られているとき、
偏光されたレーザビームの電力の測定値を提供する。こ
れは、ビーム分割器の前方で偏光器を使用することによ
って達成され得る。レーザビームが偏光器と交差するこ
とによるレーザビームの減衰が予め補正され得る。
の好適実施例は、偏光の種類が予め知られているとき、
偏光されたレーザビームの電力の測定値を提供する。こ
れは、ビーム分割器の前方で偏光器を使用することによ
って達成され得る。レーザビームが偏光器と交差するこ
とによるレーザビームの減衰が予め補正され得る。
【００１７】図２において、ビーム分割器２１は、レー
ザからの光ビームと交差し、かつ第１の軸線上に位置さ
れる。光電検出器２２および２３は、第１および第２の
軸線上にそれぞれ配置され、ここで、第１の軸線は第２
の軸線に平行である。
ザからの光ビームと交差し、かつ第１の軸線上に位置さ
れる。光電検出器２２および２３は、第１および第２の
軸線上にそれぞれ配置され、ここで、第１の軸線は第２
の軸線に平行である。
【００１８】ビーム分割器２１から部分的に透過された
光は、結像レンズ２５を通じて光電検出器２１に方向付
けられ、また、部分的に反射された光は、ミラー（鏡）
２４および第２の軸線上に位置された結像レンズ２６を
通じて光電検出器２３に方向付けられる。ミラー２４
は、ビーム分割器から反射された光を全反射する。
光は、結像レンズ２５を通じて光電検出器２１に方向付
けられ、また、部分的に反射された光は、ミラー（鏡）
２４および第２の軸線上に位置された結像レンズ２６を
通じて光電検出器２３に方向付けられる。ミラー２４
は、ビーム分割器から反射された光を全反射する。
【００１９】図３に、ビーム分割器を通じてレーザビー
ムを方向付ける検出器ヘッドの光学素子の配列が示され
ている。このビームは、部分的に透過および反射された
光ビームを得るために分割され、これら分割されたビー
ムは共にレンズ３２を通じて、１つの二重の光電セル３
３に組み合わされた両方の検出器に焦点を合わせられ
る。
ムを方向付ける検出器ヘッドの光学素子の配列が示され
ている。このビームは、部分的に透過および反射された
光ビームを得るために分割され、これら分割されたビー
ムは共にレンズ３２を通じて、１つの二重の光電セル３
３に組み合わされた両方の検出器に焦点を合わせられ
る。
【００２０】好適実施例の各々のビーム分割器は、２つ
の光電セルからの出力信号が同じ光波長に関して相違す
るようにコーティングされる。図４は、対象とする波長
範囲にわたるこれら相違する応答の典型的な取り合わせ
（または関係）を示す。図５に示されるように、２つの
応答の比は、この範囲のいかなる波長においても単一で
ある。必然的に、波長の値が応答の比から得られる。図
６に示されるように、単一の応答の２つ以上の範囲を有
することもできる。そのような多重範囲の電力計におい
て、使用者が、測定された放射の波長についてのおおよ
その知識を有するよう求められる。それで、このメータ
は、精密な波長と、較正された電力とを提供することが
できる。
の光電セルからの出力信号が同じ光波長に関して相違す
るようにコーティングされる。図４は、対象とする波長
範囲にわたるこれら相違する応答の典型的な取り合わせ
（または関係）を示す。図５に示されるように、２つの
応答の比は、この範囲のいかなる波長においても単一で
ある。必然的に、波長の値が応答の比から得られる。図
６に示されるように、単一の応答の２つ以上の範囲を有
することもできる。そのような多重範囲の電力計におい
て、使用者が、測定された放射の波長についてのおおよ
その知識を有するよう求められる。それで、このメータ
は、精密な波長と、較正された電力とを提供することが
できる。
【００２１】この情報は、図７に概念的に示される制御
装置に伝えられる。制御装置４０は、一対の作動増幅器
４２および４３と、中央演算処理装置４１（例えば、イ
ンテル８０８８マイクロプロセッサ（Intel 8088 micro
processor）、商標）と、メモリユニット４４と、表示
手段４６とを含む。制御装置４０は、検出器ヘッド４５
に接続される。検出器ヘッド４５の光電検出器からの出
力電気信号は、作動増幅器４２および４３を通じて中央
演算処理装置４１に伝えられる。メモリユニット４４
は、中央演算処理装置４１に接続される。
装置に伝えられる。制御装置４０は、一対の作動増幅器
４２および４３と、中央演算処理装置４１（例えば、イ
ンテル８０８８マイクロプロセッサ（Intel 8088 micro
processor）、商標）と、メモリユニット４４と、表示
手段４６とを含む。制御装置４０は、検出器ヘッド４５
に接続される。検出器ヘッド４５の光電検出器からの出
力電気信号は、作動増幅器４２および４３を通じて中央
演算処理装置４１に伝えられる。メモリユニット４４
は、中央演算処理装置４１に接続される。
【００２２】個々の検出器経路の各々は、ビーム分割器
と、光学素子と、光電検出器とを含む。個々の経路の各
々の応答関数（信号対波長）は、予め較正される。この
情報は、メモリユニット４４に入れ込まれるメモリカー
ドに貯蔵される。検出器ヘッドの各々のために、対応す
る情報が収納されているカードがある。中央演算処理装
置４１から得られた情報は、表示手段４６によって観測
される。
と、光学素子と、光電検出器とを含む。個々の経路の各
々の応答関数（信号対波長）は、予め較正される。この
情報は、メモリユニット４４に入れ込まれるメモリカー
ドに貯蔵される。検出器ヘッドの各々のために、対応す
る情報が収納されているカードがある。中央演算処理装
置４１から得られた情報は、表示手段４６によって観測
される。
【００２３】測定の手順は、以下の通りである。波長λ
における電力Ｐの入射する放射は、２つの相違な光電流
ＩaおよびＩbを、これらスペクトル応答に従って、光電
セルで生成し、これらの関係を式で表すと、ＰＲ
a（λ）＝ＩaおよびＰＲb（λ）＝Ｉbであり、ここで、
Ｒa（λ）およびＲb（λ）はそれぞれ波長λにおける２
つの光電セルａおよびｂのスペクトル応答である。
における電力Ｐの入射する放射は、２つの相違な光電流
ＩaおよびＩbを、これらスペクトル応答に従って、光電
セルで生成し、これらの関係を式で表すと、ＰＲ
a（λ）＝ＩaおよびＰＲb（λ）＝Ｉbであり、ここで、
Ｒa（λ）およびＲb（λ）はそれぞれ波長λにおける２
つの光電セルａおよびｂのスペクトル応答である。
【００２４】次いで、これら２つの電流ＩaおよびＩ
bは、図７に示されるように、それぞれ増幅器４２およ
び４３を通じて中央演算処理装置４１に送られる。中央
演算処理装置４１は、メモリユニット４４のメモリカー
ドに貯蔵される較正された値の決定、比較、および２つ
の測定された電流の比の計算を実行する。
bは、図７に示されるように、それぞれ増幅器４２およ
び４３を通じて中央演算処理装置４１に送られる。中央
演算処理装置４１は、メモリユニット４４のメモリカー
ドに貯蔵される較正された値の決定、比較、および２つ
の測定された電流の比の計算を実行する。
【００２５】Ｒa（λ）／Ｒb（λ）＝Ｉa／Ｉbが１つの
特定波長においてのみ成り立つことから、Ｉa／Ｉbの測
定値が波長の知識（knowledge)を与え、次いで、放射電
力がＰ＝Ｉa／Ｒa（λ）またはＰ＝Ｉb／Ｒb（λ）を使
用する計器によって自動的に計算される。
特定波長においてのみ成り立つことから、Ｉa／Ｉbの測
定値が波長の知識（knowledge)を与え、次いで、放射電
力がＰ＝Ｉa／Ｒa（λ）またはＰ＝Ｉb／Ｒb（λ）を使
用する計器によって自動的に計算される。
【００２６】最後に、波長および電力の情報は表示ユニ
ットに送られる。
ットに送られる。
【図１】本発明の好適実施例の１つに従った、自己較正
型電力計のブロック図である。
型電力計のブロック図である。
【図２】本発明の他の好適実施例に従った、自己較正型
電力計のブロック図である。
電力計のブロック図である。
【図３】本発明のその他の好適実施例に従った、自己較
正型電力計のブロック図である。
正型電力計のブロック図である。
【図４】波長の関数として、光電検出器１および２の応
答を示すグラフである。
答を示すグラフである。
【図５】波長の関数として、２つの光電検出器の応答の
比を示すグラフである。
比を示すグラフである。
【図６】マルチレンジシステムの波長の関数として、２
つの光電検出器の応答の比を示すグラフである。
つの光電検出器の応答の比を示すグラフである。
【図７】自己較正電力計の制御装置のブロック図であ
る。
る。
１１ ．．． ビーム分割器 １２、１３ ．．． 検出器 １４、１５ ．．． レンズ ２１ ．．． ビーム分割器 ２２、２３ ．．． 検出器 ２４ ．．． ミラー（鏡） ２５、２６ ．．． レンズ ３１ ．．． ビーム分割器 ３２ ．．． レンズ ３３ ．．． 二重の光電セル ３４ ．．． ミラー（鏡） ４０ ．．． 制御装置 ４１ ．．． 中央演算処理装置（ＣＰＵ） ４２、４３ ．．． 作動増幅器 ４４ ．．． メモリ ４５ ．．． 検出器ヘッド ４６ ．．． 表示
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】電力計は、ビーム分割器と、２つの光電検
出器で分割されたレーザビームを結像するために２つの
経路を形成する適当な光学素子とを有する光ビーム方向
付け手段を有する装置で、これら目的を達成する。ビー
ム分割器は特殊な方法によってコーティングされ、光の
選択された波長に関して相違する応答を有する光電検出
器の２つの経路を提供する。また、これら２つの応答の
比は、スペクトルの広い範囲にわたるいかなる波長にお
いても単一である。ビーム分割器、光学素子、およびフ
ォトダイオードを含む個々の経路の各々の応答関数（信
号対波長）は、すでに知られているものであって、前も
って較正される。両方の経路と、波長の範囲にわたるこ
れらの比との応答は、電力計制御装置のメモリユニット
に入れ込まれ、この電力計制御装置は光電検出器に接続
される。この制御装置は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）
を含み、データ収集および処理の全てを行う。これら２
つの経路の間で検出された信号の比の較正が実行され、
かつメモリユニットに貯蔵されている比の標準値の情報
と比較され、レーザの波長を知る。波長が一旦決定され
ると、レーザの放射電力が、検出経路、またはそれに一
致する応答の測定された信号から直接に得られる。
出器で分割されたレーザビームを結像するために２つの
経路を形成する適当な光学素子とを有する光ビーム方向
付け手段を有する装置で、これら目的を達成する。ビー
ム分割器は特殊な方法によってコーティングされ、光の
選択された波長に関して相違する応答を有する光電検出
器の２つの経路を提供する。また、これら２つの応答の
比は、スペクトルの広い範囲にわたるいかなる波長にお
いても単一である。ビーム分割器、光学素子、およびフ
ォトダイオードを含む個々の経路の各々の応答関数（信
号対波長）は、すでに知られているものであって、前も
って較正される。両方の経路と、波長の範囲にわたるこ
れらの比との応答は、電力計制御装置のメモリユニット
に入れ込まれ、この電力計制御装置は光電検出器に接続
される。この制御装置は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）
を含み、データ収集および処理の全てを行う。これら２
つの経路の間で検出された信号の比の較正が実行され、
かつメモリユニットに貯蔵されている比の標準値の情報
と比較され、レーザの波長を知る。波長が一旦決定され
ると、レーザの放射電力が、検出経路、またはそれに一
致する応答の測定された信号から直接に得られる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】図２において、偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅ
ｒ）２７およびビーム分割器２１は、レーザからの光ビ
ームと交差し、かつ第１の軸線上に位置される。光電検
出器２２および２３は、第１および第２の軸線上にそれ
ぞれ配置され、ここで、第１の軸線は第２の軸線に平行
である。
ｒ）２７およびビーム分割器２１は、レーザからの光ビ
ームと交差し、かつ第１の軸線上に位置される。光電検
出器２２および２３は、第１および第２の軸線上にそれ
ぞれ配置され、ここで、第１の軸線は第２の軸線に平行
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】図３に、偏光子（ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）３
５およびビーム分割器３１を通じてレーザビームを方向
付ける検出器ヘッドの光学素子の配列が示されている。
このビームは、部分的に透過および反射された光ビーム
を得るために分割され、これら分割されたビームは共に
レンズ３２を通じて、１つの二重の光電セル３３に組み
合わされた両方の検出器に焦点を合わせられる。
５およびビーム分割器３１を通じてレーザビームを方向
付ける検出器ヘッドの光学素子の配列が示されている。
このビームは、部分的に透過および反射された光ビーム
を得るために分割され、これら分割されたビームは共に
レンズ３２を通じて、１つの二重の光電セル３３に組み
合わされた両方の検出器に焦点を合わせられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (9)
- 【請求項１】レーザ電力計であって、 光ビームの第１の軸線に沿って位置され、前記光ビーム
の一部分を第２の軸線に沿って反射させ、かつ前記光ビ
ームの第２の部分を前記第１の軸線に沿って透過させる
ための、光ビーム方向付け手段であって、前記第１と第
２の軸線との間の角が、ビーム偏光の機能として、反射
されたビーム電力に変化を与えないように設けられる、
ところの光ビーム方向付け手段と、 前記第１および第２の軸線上の各々に置かれ、前記光ビ
ームの前記反射された部分と前記透過された部分とを受
け、かつ第１および第２の出力信号を生成するための、
第１および第２の光電検出器手段であって、前記光ビー
ムの波長に関して第１および第２の較正されたスペクト
ル応答を有して、これにより作動波長範囲内において前
記光ビームの波長の各々の単一および各々の値を有する
出力信号の比を形成する、ところの第１および第２の光
電検出器手段と、 前記第１および第２の光電検出器に接続され、それらか
らの出力信号を分析し、かつ前記光ビームの波長および
放射電力の値を得るための、制御手段とから成る、とこ
ろのレーザ電力計。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザ電力計であって、 前記制御装置が、さらに（ａ） 出力と、前記第１およ
び第２の検出器の出力にそれぞれ接続された入力とを有
する一対の作動増幅器と、（ｂ） 前記増幅器の前記出
力に接続され、前記増幅器からの情報を得て分析をする
ための中央演算処理装置と、（ｃ） 応答関数カードを
受けるためのスロットを有し、かつ前記応答関数カード
から情報を得て分析をするための前記中央演算処理装置
に接続されるメモリユニットであって、前記応答関数カ
ードの各々が前記第１および第２の光電検出器の前記較
正されたスペクトル応答を有する、メモリユニットと、
（ｄ） 前記制御装置手段の前記中央演算処理装置に接
続され、かつ前記光ビーム源手段の波長および放射電力
の値を観測するための表示手段とから成る、ところのレ
ーザ電力計。 - 【請求項３】 レーザ電力計であって、 第１の軸線に垂直な２つの直角方向の１つで偏光される
光ビームを前記第１の軸線に沿って方向付けさせるため
の光ビーム手段と、 前記光ビームを透過および反射されたビームに分割する
ために前記第１の軸線上に配置され、前記透過および反
射されたビームの電力が前記光ビームの波長の関数であ
るところのビーム分割器と、 前記光ビームの波長に関する第１の較正されたスペクト
ル応答を有し、第１の出力信号を生成する前記透過され
た光を受けるために前記第１の軸線上に配置される第１
の光電検出器と、 前記光ビームの波長に関する第２の較正されたスペクト
ル応答を有し、第２の出力信号を生成する前記反射され
た光を受けるために前記第２の軸線上に配置され、前記
第１および第２の出力信号が波長の作動範囲内で前記光
ビームの波長の各々の単一および各々の値を有する比を
形成する、第２の光電検出器と、 光電流を前記第１および第２の光電検出器から電圧に変
換し、かつ前記光ビームの放射電力および波長の値を得
るための制御装置手段であって、（ａ）出力と、前記第
１および第２の検出器の出力にそれぞれ接続される入力
とを有する一対の作動増幅器と、（ｂ）前記増幅器から
情報を得て分析し、前記増幅器の前記出力に接続される
中央演算処理装置と、（ｃ）前記第１および第２の光電
検出器の前記較正されたスペクトル応答を応答関数カー
ドの各々が有し、前記応答関数カードで受けるためのス
ロットを有し、前記応答関数カードから情報を得て分析
するための前記中央演算処理装置に接続されるメモリユ
ニットと、（ｄ）前記光ビーム源手段の放射電力および
波長の値を観測し、前記制御装置の前記中央演算処理装
置に接続される表示手段とから成る制御装置手段とから
成る、ところのレーザ電力計。 - 【請求項４】 特許請求の範囲第１項または第３項記載
のレーザ電力計であって、 前記光ビームを前記光ビーム源手段から前記第１および
第２の検出器に焦点を合わせるため、前記第１の検出器
および前記光ビーム手段と、前記第２の検出器および前
記光ビーム手段との間の前記第１および前記第２の軸線
上に配置される第１および第２のレンズをさらに含む、
ところのレーザ電力計。 - 【請求項５】 レーザ電力計を自己較正する方法であっ
て、（ａ）一対の光電検出器の応答関数カードをメモリ
ユニットに入れ込む工程と、（ｂ）光を光ビーム手段か
ら一対の光電検出器に、一対の前記光電検出器からの出
力信号の比が波長の作動範囲における前記光ビームの偏
光と波長とに一致する値を有するように光を透過し、か
つ反射するようにコーティングされたビーム分割器を通
じて、方向付ける工程と、（ｃ）波長に関して相違な較
正されたスペクトル応答を有する前記第１および第２の
光電検出器から前記出力信号を得る工程と、（ｄ）前記
出力信号を、増幅器を通じて前記光電検出器から制御装
置手段の中央処理演算ユニットに伝える工程と、（ｅ）
前記光電検出器からの応答信号を測定する工程と、
（ｆ）前記中央演算処理装置によって前記第１および第
２の光電検出器から応答信号の第１の比を得る工程と、
（ｇ）前記中央演算処理装置によって前記光電検出器の
較正された応答関数の第２の比を計算する工程と、
（ｈ）前記光源手段の波長の値を得るために、測定され
た応答信号の前記第１の比と、較正された応答信号の前
記第２の比とを比較する工程と、（ｉ）較正された応答
関数の得られた値で前記第１の光電検出器の測定された
信号を割ることによってレーザ電力を計算する工程とか
ら成る、ところのレーザ電力計を自己較正する方法。 - 【請求項６】 レーザ電力計を自己較正する方法であっ
て、（ａ）光電検出器が波長の多重な作動範囲を有し、
一対の前記光電検出器の応答関数カードをメモリユニッ
トに入れ込む工程と、（ｂ）波長の前記作動範囲から波
長の１つの作動範囲を選択する工程と、（ｃ）ビーム分
割器を通じて光ビーム手段から一対の前記光電検出器に
光を方向付ける工程と、（ｄ）波長に関して相違な較正
されたスペクトル応答を有する前記第１および第２の光
電検出器から出力信号を得る工程と、（ｅ）前記出力信
号を、増幅器を通じて前記光電検出器から制御装置手段
の中央演算処理装置に伝える工程と、（ｆ）前記光電検
出器の各々からの応答信号を測定する工程と、（ｇ）前
記中央演算処理装置によって前記第１および第２の光電
検出器からの応答信号の第１の比を得る工程と、（ｈ）
前記中央演算処理装置によって前記光電検出器の較正さ
れた応答関数の第２の比を計算する工程と、（ｉ）前記
光源手段の波長の値を得るために、測定された応答信号
の前記第１の比と、工程（ｂ）の前記作動範囲からの較
正された応答信号の前記第２の比とを比較させる工程
と、（ｊ）較正された応答関数の得られた値で前記第１
の検出器の測定された値を割ることによってレーザ電力
を計算する工程とから成る、ところのレーザ電力計を自
己較正する方法。 - 【請求項７】 特許請求の範囲第６項記載の方法であっ
て、 前記多重な作動範囲が、前記光電検出器の応答の単一の
比によって特徴づけられる、ところのレーザ電力計を自
己較正する方法。 - 【請求項８】 特許請求の範囲第７項記載の方法であっ
て 前記多重な作動範囲が少なくとも２つの好適作動範囲を
有する、ところのレーザ電力計を自己較正する方法。 - 【請求項９】 特許請求の範囲第８項記載の方法えあっ
て、 第１の前記好適作動範囲がスペクトルの可視領域であ
り、第２の作動範囲がスペクトルの赤外線領域付近であ
る、ところのレーザ電力計を自己較正する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US97885792A | 1992-11-19 | 1992-11-19 | |
| US978857 | 1992-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735610A true JPH0735610A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=25526455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5314408A Pending JPH0735610A (ja) | 1992-11-19 | 1993-11-19 | 自己較正型電力計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0600636A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0735610A (ja) |
| IL (1) | IL107633A0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102890423B (zh) * | 2011-07-20 | 2015-07-22 | 上海微电子装备有限公司 | 光电探测器校准装置及其校准方法 |
| CN104011516B (zh) | 2011-12-27 | 2016-08-24 | 三菱电机株式会社 | 激光输出测定装置 |
| CN106404168B (zh) * | 2016-09-29 | 2018-01-23 | 北京市计量检测科学研究院 | 一种获得激光功率计不同波长修正系数的方法 |
| CN106338343B (zh) * | 2016-10-27 | 2019-03-05 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于菲涅耳波带片的波前探测方法 |
| CN115431639B (zh) * | 2022-09-29 | 2023-06-16 | 镭神泰克科技(苏州)有限公司 | 一种激光打标装置及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2417411A1 (de) * | 1974-04-10 | 1975-10-30 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Messeinrichtung zur bestimmung der ausgangswellenlaenge von lasern |
| EP0001714B1 (en) * | 1977-10-26 | 1984-03-21 | The Post Office | Control apparatus for a semi-conductor laser device |
| GB2141220B (en) * | 1983-06-06 | 1987-04-01 | Philips Electronic Associated | Atomic absorption spectrophotometer |
| JPS63127127A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光パワ−測定器 |
| JPH0656314B2 (ja) * | 1987-08-27 | 1994-07-27 | 東京電気株式会社 | 電子式秤 |
| US4842404A (en) * | 1988-01-13 | 1989-06-27 | Ilc Technology, Inc. | Dual detector laser beam power monitor |
| FR2634284B1 (fr) * | 1988-07-13 | 1991-02-08 | Radio Controle Sa | Appareil de mesure d'une grandeur electrique |
-
1993
- 1993-11-17 IL IL10763393A patent/IL107633A0/xx unknown
- 1993-11-17 EP EP93309177A patent/EP0600636A1/en not_active Withdrawn
- 1993-11-19 JP JP5314408A patent/JPH0735610A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL107633A0 (en) | 1994-02-27 |
| EP0600636A1 (en) | 1994-06-08 |
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