特開 2022-80116 レーザシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022080116

(43)【公開日】2022-05-27

(54)【発明の名称】レーザシステム

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/24 20060101AFI20220520BHJP

【ＦＩ】

G01N29/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020191109

(22)【出願日】2020-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】591114803

【氏名又は名称】公益財団法人レーザー技術総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】特許業務法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島田 義則

(72)【発明者】

【氏名】オレグ コチャエフ

【テーマコード（参考）】

2G047

【Ｆターム（参考）】

2G047AA06

2G047AA10

2G047BC09

2G047CA04

2G047EA10

2G047GD01

(57)【要約】

【課題】第２レーザ光の進行方向に対する第１レーザ光の進行方向のチルト角の精度を向上させる。
【解決手段】ミラー３は、第２レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２を反射する。第１ウェッジプリズム４では、第１レーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１が第１入射面４１に入射する。第２ウェッジプリズム５の第２入射面５１が第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２に対向している。ハーフミラー６は、第２ウェッジプリズム５から見て第１ウェッジプリズム４とは反対側において第２ウェッジプリズム５から離れている。ハーフミラー６は、第１レーザ光Ｌ１を透過しミラー３で反射された第２レーザ光Ｌ２を第２ウェッジプリズム５側とは反対側へ反射する。制御装置７は、第１ウェッジプリズム４を第１厚さ方向Ｄ１に沿った第１回転中心軸を中心として回転させ、第２ウェッジプリズム５を第２厚さ方向Ｄ２に沿った第２回転中心軸を中心として回転させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１レーザ光を出射する第１レーザと、
第２レーザ光を出射する第２レーザと、
前記第２レーザから出射された前記第２レーザ光を反射するミラーと、
第１厚さ方向に交差する第１入射面及び第１出射面を有し、前記第１レーザから出射された前記第１レーザ光が前記第１入射面に入射する第１ウェッジプリズムと、
第２厚さ方向に交差する第２入射面及び第２出射面を有し、前記第２入射面が前記第１出射面に対向している第２ウェッジプリズムと、
前記第２ウェッジプリズムから見て前記第１ウェッジプリズムとは反対側において前記第２ウェッジプリズムから離れており、前記第１レーザ光を透過し前記ミラーで反射された前記第２レーザ光を前記第２ウェッジプリズム側とは反対側へ反射するハーフミラーと、
前記第１ウェッジプリズムを前記第１厚さ方向に沿った第１回転中心軸を中心として回転させ、前記第２ウェッジプリズムを前記第２厚さ方向に沿った第２回転中心軸を中心として回転させる制御装置と、を備える、
レーザシステム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記ハーフミラーから見て前記第２ウェッジプリズムとは反対側において前記第２レーザ光を中心として前記第１レーザ光が前記第２レーザ光の周りを回転するように前記第１ウェッジプリズム及び前記第２ウェッジプリズムを制御する、
請求項１に記載のレーザシステム。

【請求項3】

前記制御装置は、前記第１ウェッジプリズムと前記第２ウェッジプリズムとを独立して回転させる独立動作モードを有する、
請求項１又は２に記載のレーザシステム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記第１ウェッジプリズム及び前記第２ウェッジプリズムを同時に同じ方向或いは逆方向に回転させる同時動作モードを有する、
請求項１～３のいずれか一項に記載のレーザシステム。

【請求項5】

前記第１ウェッジプリズムでは、
前記第１出射面が前記第１厚さ方向に直交する平面状であり、
前記第１入射面が前記第１出射面に対して第１ウェッジ角度で傾斜している平面状であり、
前記第２ウェッジプリズムでは、
前記第２入射面が前記第２厚さ方向に直交する平面状であり、
前記第２出射面が前記第２入射面に対して第２ウェッジ角度で傾斜している平面状であり、
前記第１出射面と第２入射面とが平行である、
請求項１～４のいずれか一項に記載のレーザシステム。

【請求項6】

前記第１レーザ光は、検査対象物の表面を振動させるための衝撃波励起用レーザ光であり、
前記第２レーザ光は、前記検査対象物の前記表面の振動を検出するためのプローブ光である、
請求項１～５のいずれか一項に記載のレーザシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、レーザシステムに関し、より詳細には、２つのレーザを備えるレーザシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、非破壊検査装置として、コンクリート構造物、金属構造物等の検査対象物の内部欠陥の有無や深さなどの検査が可能なレーザ超音波リモートセンシング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に開示されている非破壊検査装置は、検査対象物に弾性波（超音波）を励起させるためのパルスレーザ光からなる励起光（衝撃ビーム）を出力する弾性波励起用レーザと、連続出力のレーザ光からなる信号光（プローブビーム）を出力する検出用レーザと、信号光を検査対象物の表面で走査させる可動ミラーと、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－１４７８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

レーザシステムでは、第１レーザ光（衝撃ビーム）の経路上又は第２レーザ光（プローブビーム）の経路上に制御可能なミラーを用いて、一方のレーザ光の方向を他方のレーザ光の方向に対して変化させる構成を採用することがある。レーザシステムでは、例えば、角度制御可能なミラーを第２レーザ光の経路上に配置された構成を採用することがある。

【0006】

しかしながら、制御可能なミラーを採用したレーザシステムでは、例えば、ミラーを含むミラーユニットは堅牢ではなく、振動等によるミラーの角度のずれの影響を受けやすく、ミラーの角度のずれによって第２レーザ光に対する第１レーザ光のチルト角が変わりやすく、検査対象物の表面上の第１レーザ光の照射位置と第２レーザ光の照射位置との距離が変化しやすいという問題があった。また、このレーザシステムでは、例えば、検査対象物の表面において第１レーザ光の照射位置と第２レーザ光の照射位置との一方を基準位置として他方の照射位置を基準位置からの距離を維持しながら変えることが難しかった。

【0007】

本開示の目的は、第２レーザ光の進行方向に対する第１レーザ光の進行方向のチルト角の精度を向上させることが可能なレーザシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る一態様のレーザシステムは、第１レーザと、第２レーザと、ミラーと、第１ウェッジプリズムと、第２ウェッジプリズムと、ハーフミラーと、制御装置と、を備える。前記第１レーザは、第１レーザ光を出射する。前記第２レーザは、第２レーザ光を出射する。前記ミラーは、前記第２レーザから出射された前記第２レーザ光を反射する。前記第１ウェッジプリズムは、前記第１ウェッジプリズムの第１厚さ方向に交差する第１入射面及び第１出射面を有する。前記第１ウェッジプリズムでは、前記第１レーザから出射された前記第１レーザ光が前記第１入射面に入射する。前記第２ウェッジプリズムは、前記第２ウェッジプリズムの第２厚さ方向に交差する第２入射面及び第２出射面を有する。前記第２ウェッジプリズムでは、前記第２入射面が前記第１出射面に対向している。前記ハーフミラーは、前記第２ウェッジプリズムから見て前記第１ウェッジプリズムとは反対側において前記第２ウェッジプリズムから離れている。前記ハーフミラーは、前記第１レーザ光を透過し前記ミラーで反射された前記第２レーザ光を前記第２ウェッジプリズム側とは反対側へ反射する。前記制御装置は、前記第１ウェッジプリズムを前記第１厚さ方向に沿った第１回転中心軸を中心として回転させ、前記第２ウェッジプリズムを前記第２厚さ方向に沿った第２回転中心軸を中心として回転させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示のレーザシステムでは、第２レーザ光の進行方向に対する第１レーザ光の進行方向のチルト角の精度を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザシステムの構成図である。

【図2】図２は、同上のレーザシステムにおける第１ウェッジプリズム及び第２ウェッジプリズムの斜視図である。

【図3】図３は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【図4】図４は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【図5】図５は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【図6】図６は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【図7】図７は、実施形態の変形例に係るレーザシステムの構成図である。

【図8】図８は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【図9】図９は、同上のレーザシステムの動作説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

下記の実施形態等において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

【0012】

（実施形態１）
以下では、実施形態１に係るレーザシステム１０について図１～６に基づいて説明する。

【0013】

（１．１）概要
レーザシステム１０は、図１～６に示すように、第２レーザ２から出射される第２レーザ光Ｌ２の光路を第１レーザ１から出射される第１レーザ光Ｌ１の光路に近づけるために、ミラー３及びハーフミラー６を備えている。また、レーザシステム１０は、ハーフミラー６から見て第１レーザ１側とは反対側における第２レーザ光Ｌ２の進行方向に対する第１レーザ光Ｌ１の進行方向のチルト角θを変えるために、第１レーザ１とハーフミラー６との間に、第１レーザ光Ｌ１を偏向する第１ウェッジプリズム４及び第２ウェッジプリズム５を備えている。

【0014】

レーザシステム１０は、例えば、検査対象物１００のリアルタイムでの非破壊検査の用途に用いられる。検査対象物１００は、例えば、土木構造物である。土木構造物は、例えば、トンネルのコンクリート構造物、橋梁等であるが、これらに限らない。

【0015】

レーザシステム１０を備える非破壊検査システムは、パルスレーザを含む第１レーザ１から出射した第１レーザ光Ｌ１を検査対象物１００に照射して検査対象物１００の表面に振動を発生させ、ＣＷレーザを含む第２レーザ２から検査対象物１００に第２レーザ光Ｌ２を照射して振動を検出することによって、検査対象物１００の検査を行う。第１レーザ光による検査対象物１００の振動特性は、検査対象物１００の状態（例えば、欠陥の有無、大きさ、位置等）に関する情報を提供する。

【0016】

（１．２）レーザシステムの構成
レーザシステム１０は、図１に示すように、第１レーザ１と、第２レーザ２と、ミラー３と、第１ウェッジプリズム４と、第２ウェッジプリズム５と、ハーフミラー６と、制御装置７と、を備える。また、レーザシステム１０は、走査ミラー８を更に備える。

【0017】

（１．２．１）第１レーザ
第１レーザ１は、第１レーザ光Ｌ１を出射する。第１レーザ光Ｌ１は、例えば、検査対象物１００の表面を振動させるための衝撃波励起用レーザ光である。第１レーザ１は、例えば、パルスレーザを含む。第１レーザ光Ｌ１は、パルスレーザ光である。第１レーザ１は、例えば、パルス幅が１０ｎｓのパルスレーザ光を出力するＮｄ：ＹＡＧレーザ（基本波）を採用しているが、これに限らない。第１レーザ１は、準単色光を放射する光源である。準単色光とは、狭い波長範囲（例えば、１０ｎｍ）に含まれる光である。

【0018】

（１．２．２）第２レーザ
第２レーザ２は、第２レーザ光Ｌ２を出射する。第２レーザ光Ｌ２は、例えば、検査対象物１００の表面の振動を検出するためのプローブ光である。第２レーザ２は、例えば、ＣＷレーザを含む。第２レーザ２は、例えば、波長５３２ｎｍのレーザ光を連続出力するＮｄ：ＹＡＧレーザ（２倍高調波）を採用しているが、これに限らない。第２レーザ２は、準単色光を放射する光源である。準単色光とは、狭い波長範囲（例えば、１０ｎｍ）に含まれる光である。

【0019】

（１．２．３）ミラー
ミラー３は、第２レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２を反射する。ミラー３は、第２レーザ２からの第２レーザ光Ｌ２をハーフミラー６に向けて反射するように配置されている。ミラー３は、第２レーザ光Ｌ２を反射する反射面３１を有する。レーザシステム１０は、ミラー３を含むミラーユニットを備えている。ミラーユニットは、ミラー３の角度が制御されないミラーユニットであるが、これに限らず、ミラー３の角度を制御可能なミラーユニットであってもよい。

【0020】

（１．２．４）第１ウェッジプリズム及び第２ウェッジプリズム
第１ウェッジプリズム４は、第１ウェッジプリズム４の第１厚さ方向Ｄ１に交差する第１入射面４１及び第１出射面４２を有する。第１ウェッジプリズム４では、第１レーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１が第１入射面４１に入射する。第１ウェッジプリズム４では、第１出射面４２が第１厚さ方向Ｄ１に直交する平面状であり、第１入射面４１が第１出射面４２に対して第１所定角度（第１ウェッジ角度）で傾斜している平面状である。第１ウェッジ角度は、例えば、３度以上２０度以下である。第１ウェッジプリズム４は、第１厚さ方向Ｄ１に直交する一方向（図１の紙面に直交する方向）から見て、当該一方向と第１厚さ方向Ｄ１とに直交する方向において厚さが一様に変化している。

【0021】

第１ウェッジプリズム４は、第１厚さ方向Ｄ１から見て円形状である。したがって、第１ウェッジプリズム４は、第１レーザ１から見て円形状である。

【0022】

第２ウェッジプリズム５は、第２ウェッジプリズム５の第２厚さ方向Ｄ２に交差する第２入射面５１及び第２出射面５２を有する。レーザシステム１０では、第２ウェッジプリズム５は、第２厚さ方向Ｄ２が第１ウェッジプリズム４の第１厚さ方向Ｄ１と揃うように配置されている。第２ウェッジプリズム５では、第２入射面５１が第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２に対向している。第２ウェッジプリズム５では、第２入射面５１が第２厚さ方向Ｄ２に直交する平面状であり、第２出射面５２が第２入射面５１に対して第２所定角度（第２ウェッジ角度）で傾斜している平面状である。第２ウェッジ角度は、例えば、３度以上２０度以下である。第２ウェッジプリズム５は、第２厚さ方向Ｄ２に直交する一方向（図１の紙面に直交する方向）から見て、当該一方向と第２厚さ方向Ｄ２とに直交する方向において厚さが一様に変化している。

【0023】

第２ウェッジプリズム５は、第２厚さ方向Ｄ２から見て円形状である。したがって、第２ウェッジプリズム５は、第１レーザ１から見て円形状である。

【0024】

レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２と第２ウェッジプリズム５の第２入射面５１とが平行である。これにより、レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５との距離を、より短くすることができる。第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２と第２ウェッジプリズム５の第２入射面５１とが平行であるとは、厳密に平行である場合だけに限らず、略平行（例えば、第１出射面４２と第２入射面５１とのなす角度が２度以下）であればよい。

【0025】

また、レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４の第１ウェッジ角度と第２ウェッジプリズム５の第２ウェッジ角度とが同じであるが、これに限らず、異なっていてもよい。

【0026】

また、レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４の第１厚さ方向Ｄ１から見た第１ウェッジプリズム４の直径と第２厚さ方向Ｄ２から見た第２ウェッジプリズム５の直径とが同じであるが、これに限らず、異なっていてもよい。

【0027】

（１．２．５）ハーフミラー
ハーフミラー６は、第２ウェッジプリズム５から見て第１ウェッジプリズム４とは反対側において第２ウェッジプリズム５から離れている。ハーフミラー６は、第１レーザ光Ｌ１を透過しミラー３で反射された第２レーザ光Ｌ２を第２ウェッジプリズム５側とは反対側へ反射する。

【0028】

ハーフミラー６は、平板状である。ハーフミラー６は、その厚さ方向に交差する第１主面６１及び第２主面６２を有する。ハーフミラー６は、第１主面６１に入射した第１レーザ光Ｌ１を第２主面６２から出射させる。ハーフミラー６は、ミラー３で反射されて第２主面６２に入射した第２レーザ光Ｌ２を第２ウェッジプリズム５側とは反対側に反射させる。ここで、ハーフミラー６は、第２レーザ光Ｌ２を第２ウェッジプリズム５の第２厚さ方向Ｄ２に沿った方向において第２ウェッジプリズム５側とは反対側に反射する。レーザシステム１０は、ハーフミラー６を含むハーフミラーユニットを備えている。ハーフミラーユニットは、ハーフミラー６の角度が制御されないハーフミラーユニットであるが、これに限らず、ハーフミラー６の角度を制御可能なハーフミラーユニットであってもよい。

【0029】

（１．２．６）制御装置
制御装置７は、第１ウェッジプリズム４を第１厚さ方向Ｄ１に沿った第１回転中心軸４０を中心として回転させる。第１ウェッジプリズム４の第１回転方向Ｒ１は、第１ウェッジプリズム４の外周に沿った方向であり、第１レーザ１側から見て時計周り方向及び半時計周り方向を含む。

【0030】

また、制御装置７は、第２ウェッジプリズム５を第２厚さ方向Ｄ２に沿った第２回転中心軸５０を中心として回転させる。第２ウェッジプリズム５の第２回転方向Ｒ２は、第２ウェッジプリズム５の外周に沿った方向であり、第１レーザ１側から見て時計周り方向及び半時計周り方向を含む。

【0031】

制御装置７は、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とを有するプリズムユニット９を制御する。プリズムユニット９は、第１ウェッジプリズム４を保持している電動式の第１回転ステージと、第２ウェッジプリズム５を保持している電動式の第２回転ステージと、を有する。

【0032】

制御装置７は、プリズムユニット９の第１回転ステージ及び第２回転ステージを制御する。

【0033】

制御装置７は、プリズムユニット９の第１回転ステージを制御することにより、第１ウェッジプリズム４を、第１回転中心軸４０を中心として任意の回転角度だけ回転させることができる。制御装置７は、第１ウェッジプリズム４を、第１基準位置（例えば、図３参照）から第１方向Ｒ１に任意の回転角度で回転させた位置に静止させることができる（例えば、図４及び５参照）。

【0034】

制御装置７は、プリズムユニット９の第２回転ステージを制御することにより、第２ウェッジプリズム５を、第２回転中心軸５０を中心として任意の回転角度だけ回転させることができる。制御装置７は、第２ウェッジプリズム５を、第２基準位置（例えば、図３参照）から第１方向Ｒ１に任意の回転角度で回転させた位置に静止させることができる（例えば、図４及び５参照）。

【0035】

制御装置７は、動作モードとして、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とを独立して回転させる独立動作モードを有する。また、制御装置７は、動作モードとして、第１ウェッジプリズム４及び第２ウェッジプリズム５を同時に同じ方向或いは逆方向に回転させる同時動作モードを有する。

【0036】

レーザシステム１０では、独立動作モードにおいて、例えば、図４に示すように、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とのうち第１ウェッジプリズム４のみを回転させると、第１レーザ光Ｌ１の進行方向を第２レーザ光Ｌ２の進行方向に対して所定のチルト角θだけ傾けることができる。これにより、レーザシステム１０では、図６に示すように、検査対象物１００の表面上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２を所定距離にすることが可能となる。

【0037】

レーザシステム１０では、同時動作モードにおいて、例えば、図５に示すように、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５との両方を同時に回転させると、第２レーザ光Ｌ２の進行方向に対する第１レーザ光Ｌ１の進行方向のチルト角θを同じとしたまま、第２レーザ光Ｌ２の周りで第１レーザ光Ｌ１を円形状に動かすことができる。これにより、レーザシステム１０では、図６に示すように、検査対象物１００の表面上の第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２を中心として第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を仮想円ＶＲ１の円周上の任意の位置に動かすことができる。仮想円ＶＲ１の半径は、上記所定距離である。

【0038】

また、制御装置７は、第１レーザ１及び第２レーザ２を制御する。

【0039】

制御装置７は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御装置７としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

【0040】

（１．２．７）走査ミラー
走査ミラー８は、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側に配置されており、ハーフミラー６から離れている。

【0041】

走査ミラー８は、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を走査する。これにより、検査対象物１００の表面において第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１（図６参照）及び第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２（図６参照）を変えることができる。走査ミラー８は、制御装置７によって制御されるが、これに限らない。

【0042】

（１．２．８）その他の構成要素
レーザシステム１０は、エアーサスペンション付きの光学定盤を更に備える。レーザシステム１０では、第１レーザ１と、第２レーザ２と、プリズムユニット９と、ミラー３を含むミラーユニットと、ハーフミラー６を含むハーフミラーユニットと、走査ミラー８を含む走査ミラーユニットと、が、光学定盤上に設置されている。

【0043】

また、レーザシステム１０は、制御装置７に接続された表示装置（例えば、液晶ディスプレイ等）及び入力装置（例えば、キーボード、ポインティングデバイス等）を備えていてもよい。この場合、ユーザが入力装置を適宜操作することによって制御装置７の動作設定、検査対象物１００の検査位置等の設定を行うことができるようになっている。

【0044】

（２）レーザシステムの動作
レーザシステム１０では、検査対象物１００の表面の任意の検査対象領域に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２が照射されるように制御装置７が走査ミラー８を制御する。

【0045】

レーザシステム１０は、第１レーザ１から第１レーザ光Ｌ１を出射させ、第２レーザ２から第２レーザ光Ｌ２を出射させる。第１レーザ１から出射された第１レーザ光Ｌ１は、第１ウェッジプリズム４及び第２ウェッジプリズム５で偏向された後、ハーフミラー６を透過する。第２レーザ２から出射された第２レーザ光Ｌ２は、ミラー３でハーフミラー６に向けて反射された後、ハーフミラー６で第２ウェッジプリズム５側とは反対側に向けて反射される。

【0046】

レーザシステム１０では、制御装置７が、第１ウェッジプリズム４を第１厚さ方向Ｄ１に沿った第１回転中心軸４０を中心として回転させ、第２ウェッジプリズム５を第２厚さ方向Ｄ２に沿った第２回転中心軸５０を中心として回転させる。

【0047】

図３では、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路（第１光路）と第２レーザ光Ｌ２の進行経路（第２光路）とを模式的に示してある。この場合、レーザシステム１０では、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、第２レーザ光Ｌ２の進行経路に対する第１レーザ光Ｌ１の進行経路のチルト角θが略０度であり、第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とが平行である。この場合、レーザシステム１０では、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、第２レーザ光Ｌ２の進行経路と第１レーザ光Ｌ１の進行経路とを一致させることができる。したがって、図３の場合、検査対象物１００の表面上の第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２と第１レーザ光ｌ１の照射位置Ｐ１と同一点とすることができる。レーザシステム１０は、図３の状態で、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、水平面に対する第１レーザ光Ｌ１の及び第２レーザ光Ｌ２の角度を初期方位角とすることができる。

【0048】

図４では、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置から１８０度回転した位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを模式的に示してある。この場合、レーザシステム１０では、第２レーザ光Ｌ２の進行経路に対する第１レーザ光Ｌ１の進行経路のチルト角θが最大角度となるように、第１レーザ光Ｌ１が第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とのペアによって偏向される。この場合、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、第１レーザ光Ｌ１の進行経路が第２レーザ光Ｌ２の進行経路に対して斜め上方向に傾いている。

【0049】

図５では、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置から１８０度回転した位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを模式的に示してある。この場合、レーザシステム１０では、第２レーザ光Ｌ２の進行経路に対する第１レーザ光Ｌ１の進行経路のチルト角θが最大角度となるように、第１レーザ光Ｌ１が第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とのペアによって偏向される。この場合、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、第１レーザ光Ｌ１の進行経路が第２レーザ光Ｌ２の進行経路に対して斜め下方向に傾いている。

【0050】

図６では、検査対象物１００の表面上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１及び第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２を模式的に示してある。レーザシステム１０では、制御装置７が第１ウェッジプリズム４の第１基準位置からの回転角及び第２ウェッジプリズム５の第２基準位置からの回転角をそれぞれ変えることにより、第２レーザ光Ｐ２の進行方向に対する第１レーザ光Ｐ１の進行方向のチルト角θを変えることができる。これにより、レーザシステム１０は、検査対象物１００の表面上において、第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を変えずに、第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２を一定距離に維持しつつ照射位置Ｐ１と照射位置Ｐ２との相対的な位置関係を変えることができる。レーザシステム１０は、図６に示すように、第１１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を、第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２を中心とする仮想円ＶＲ１の円周上の任意の位置とすることができる。図６では、第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を３か所図示してあるが、３つの照射位置Ｐ１のうち照射位置Ｐ１１が、図４の場合の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を示している。また、図６では、３つの照射位置Ｐ１のうち照射位置Ｐ１３が、図５の場合の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を示している。また、図６では、３つの照射位置Ｐ１のうち照射位置Ｐ１２が、第１ウェッジプリズム４を第１基準位置から反時計周り方向に９０度回転させ停止させるとともに第２ウェッジプリズム５を第２基準位置から時計周り方向に９０度回転させ停止させた場合の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１を示している。

【0051】

レーザシステム１０を非破壊検査の用途に用いる場合、非破壊検査システムでは、検査対象物１００に第１レーザ光Ｌ１を照射して検査対象物１００の表面を振動させ、検査対象物１００の表面で第２レーザ光Ｌ２が反射され変調された信号光に含まれる上記振動の情報に基づいて欠陥の有無等を検査する。この場合、例えば、ハーフミラー６（第１ハーフミラー６）から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側に第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を透過し、検査対象物１００からの信号光を反射する第２ハーフミラーと、第２ハーフミラーで反射された信号光を利用して欠陥の有無等を検査する信号処理部と、を備える。第２ハーフミラーは、第１ハーフミラー６と走査ミラー８との間に配置される。

【0052】

レーザシステム１０では、第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２が短ければ短いほど、検査対象物１００の表面で反射される第２レーザ光Ｌ２が第１レーザ光Ｌ１の強い影響を受けてしまう。このため、図３のように第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とが一致或いは近接している場合には、検査対象物１００の表面での第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２が上記仮想円ＶＲ１の半径よりも短くなりすぎ、検査対象物１００の検査精度が低くなりやすい。一方、検査対象物１００の表面での第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２の増加は、第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２から離れた第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１への第１レーザ光Ｌ１の照射によって開始される振動に関連する情報の減少をもたらす。従って、レーザシステム１０では、検査対象物１００の表面上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２を適切な距離に設定することが重要であり、検査中に検査対象物１００の表面上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との相対的な位置関係を変えた場合でも照射位置Ｐ１と照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２を一定に維持することが重要である。

【0053】

実施形態に係るレーザシステム１０は、制御装置７が第１ウェッジプリズム４及び第２ウェッジプリズム５を任意の回転角で回転させることにより、検査中に検査対象物１００の表面上の第１レーザ光Ｌ１の照射位置Ｐ１と第２レーザ光Ｌ２の照射位置Ｐ２との相対的な位置関係を変えた場合でも照射位置Ｐ１と照射位置Ｐ２との距離ＤＳ２を一定に維持する。

【0054】

（３）効果
実施形態に係るレーザシステム１０は、上述のように、第１レーザ１と、第２レーザ２と、ミラー３と、第１ウェッジプリズム４と、第２ウェッジプリズム５と、ハーフミラー６と、制御装置７と、を備える。実施形態に係るレーザシステム１０では、制御装置７が、第１ウェッジプリズム４を第１厚さ方向Ｄ１に沿った第１回転中心軸４０を中心として回転させ、第２ウェッジプリズム５を第２厚さ方向Ｄ２に沿った第２回転中心軸５０を中心として回転させる。よって、実施形態に係るレーザシステム１０では、ハーフミラー６から見て第２ウェッジプリズム５側とは反対側において、第２レーザ光Ｌ２の進行方向に対する第１レーザ光Ｌ１の進行方向のチルト角θの精度を向上させることが可能となる。

【0055】

実施形態に係るレーザシステム１０は、例えば、非破壊検査システムに適用される。この場合、第１レーザ光Ｌ１は、検査対象物１００の表面を振動させるための衝撃波励起用レーザ光であり、第２レーザ光Ｌ２は、検査対象物１００の表面の振動を検出するためのプローブ光である。これにより、実施形態に係るレーザシステム１０は、検査対象物１００の表面上のプローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置を中心としてプローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置と衝撃波励起用レーザ光（第１レーザ光Ｌ１）の照射位置との距離（距離ＤＳ２）を一定に維持しながら、プローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置と衝撃波励起用レーザ光（第１レーザ光Ｌ１）の照射位置との相対的な位置関係を変えることが可能となり、検査対象物１００の検査精度の向上を図ることが可能となる。

【0056】

（４）変形例
上記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0057】

例えば、レーザシステム１０では、図７～９に示すように、第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２が第１ウェッジプリズム４の第１厚さ方向Ｄ１に直交する平面に対して傾斜しており、第２ウェッジプリズム５の第２入射面５１が第２ウェッジプリズム５の第２厚さ方向Ｄ２に直交する平面に対して傾斜していてもよい。

【0058】

図７では、図３と同様、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを模式的に示してある。

【0059】

図８では、図４と同様、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置から１８０度回転した位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを模式的に示してある。

【0060】

図９では、図５と同様、第１ウェッジプリズム４が第１基準位置にあり、第２ウェッジプリズム５が第２基準位置から１８０度回転した位置にある場合の第１レーザ光Ｌ１の進行経路と第２レーザ光Ｌ２の進行経路とを模式的に示してある。

【0061】

また、レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４の第１入射面４１が第１厚さ方向Ｄ１に直交する平面状であるとともに、第２ウェッジプリズム５の第２出射面５２が第２厚さ方向Ｄ２に直交する平面状であり、第１ウェッジプリズム４の第１出射面４２と第２ウェッジプリズム５の第２入射面５１とが対向していてもよい。

【0062】

また、レーザシステム１０では、第１ウェッジプリズム４と第２ウェッジプリズム５とを第１厚さ方向Ｄ１と第２厚さ方向Ｄ２とに直交する１つの回転中心軸を中心として回転可能に構成されていてもよい。

【0063】

第１ウェッジプリズム４は、第１厚さ方向Ｄ１から見て円形状である場合に限らず、例えば、四角形状又は多角形状であってもよい。また、第２ウェッジプリズム５は、第２厚さ方向Ｄ２から見て円形状である場合に限らず、例えば、四角形状又は多角形状であってもよい。

【0064】

（態様）
以上説明した実施形態及び変形例等から本明細書には以下の態様が開示されている。

【0065】

第１の態様に係るレーザシステム（１０）は、第１レーザ（１）と、第２レーザ（２）と、ミラー（３）と、第１ウェッジプリズム（４）と、第２ウェッジプリズム（５）と、ハーフミラー（６）と、制御装置（７）と、を備える。第１レーザ（１）は、第１レーザ光（Ｌ１）を出射する。第２レーザ（２）は、第２レーザ光（Ｌ２）を出射する。ミラー（３）は、第２レーザ（２）から出射された第２レーザ光（Ｌ２）を反射する。第１ウェッジプリズム（４）は、第１ウェッジプリズム（４）の第１厚さ方向（Ｄ１）に交差する第１入射面（４１）及び第１出射面（４２）を有する。第１ウェッジプリズム（４）では、第１レーザ（１）から出射された第１レーザ光（Ｌ１）が第１入射面（４１）に入射する。第２ウェッジプリズム（５）は、第２厚さ方向（Ｄ２）に交差する第２入射面（５１）及び第２出射面（５２）を有する。第２ウェッジプリズム（５）では、第２入射面（５１）が第１ウェッジプリズム（４）の第１出射面（４２）に対向している。ハーフミラー（６）は、第２ウェッジプリズム（５）から見て第１ウェッジプリズム（４）とは反対側において第２ウェッジプリズム（５）から離れている。ハーフミラー（６）は、第１レーザ光（Ｌ１）を透過しミラー（３）で反射された第２レーザ光（Ｌ２）を第２ウェッジプリズム（５）側とは反対側へ反射する。制御装置（７）は、第１ウェッジプリズム（４）を第１厚さ方向（Ｄ１）に沿った第１回転中心軸（４０）を中心として回転させ、第２ウェッジプリズム（５）を第２厚さ方向（Ｄ２）に沿った第２回転中心軸（５０）を中心として回転させる。

【0066】

第１の態様に係るレーザシステム（１０）では、第２レーザ光（Ｌ２）の進行方向に対する第１レーザ光（Ｌ１）の進行方向のチルト角（θ）の精度を向上させることが可能となる。

【0067】

第２の態様に係るレーザシステム（１０）では、第１の態様において、制御装置（７）は、ハーフミラー（６）から見て第２ウェッジプリズム（５）とは反対側において第２レーザ光（Ｌ２）を中心として第１レーザ光（Ｌ１）が第２レーザ光（Ｌ２）の周りを回転するように第１ウェッジプリズム（４）及び第２ウェッジプリズム（５）を制御する。

【0068】

第２の態様に係るレーザシステム（１０）では、ハーフミラー（６）から見て第２ウェッジプリズム（５）とは反対側において第２レーザ光（Ｌ２）を中心として第１レーザ光（Ｌ１）を第２レーザ光（Ｌ２）の周りを回転させるように動かすことが可能となる。

【0069】

第３の態様に係るレーザシステム（１０）では、第１又は２の態様において、制御装置（７）は、第１ウェッジプリズム（４）と第２ウェッジプリズム（５）とを独立して回転させる独立動作モードを有する。

【0070】

第３の態様に係るレーザシステム（１０）では、例えば、第１ウェッジプリズム（４）と第２ウェッジプリズム（５）とのうち第１ウェッジプリズム（４）のみを回転させると、第１レーザ光（Ｌ１）の進行方向を第２レーザ光（Ｌ２）の進行方向に対して所定のチルト角（θ）だけ傾けることができる。

【0071】

第４の態様に係るレーザシステム（１０）では、第１～３の態様のいずれか一つにおいて、制御装置（７）は、第１ウェッジプリズム（４）及び第２ウェッジプリズム（５）を同時に同じ方向或いは逆方向に回転させる同時動作モードを有する。

【0072】

第４の態様に係るレーザシステム（１０）では、例えば、第１ウェッジプリズム（４）と第２ウェッジプリズム（５）との両方を同時に回転させることにより、第２レーザ光（Ｌ２）の進行方向に対する第１レーザ光（Ｌ１）の進行方向のチルト角（θ）を同じとしたまま、第１レーザ光（Ｌ１）の周りで第２レーザ光（Ｌ２）を円形状に動かすことができる。

【0073】

第５の態様に係るレーザシステム（１０）は、第１～４の態様のいずれか一つに基づく。第１ウェッジプリズム（４）では、第１出射面（４２）が第１厚さ方向（Ｄ１）に直交する平面状であり、第１入射面（４１）が第１出射面（４２）に対して第１ウェッジ角度で傾斜している平面状である。第２ウェッジプリズム（５）では、第２入射面（５１）が第２厚さ方向（Ｄ２）に直交する平面状であり、第２出射面（５２）が第２入射面（５１）に対して第２ウェッジ角度で傾斜している平面状である。第１出射面（４２）と第２入射面（５１）とが平行である。

【0074】

第５の態様に係るレーザシステム（１０）では、ハーフミラー（６）から見て第２ウェッジプリズム（５）とは反対側において第１レーザ光（Ｌ１）の光路と第２レーザ光（Ｌ２）の光路とを一致させることが可能となる。

【0075】

第６の態様に係るレーザシステム（１０）では、第１～５の態様のいずれか一つにおいて、第１レーザ光（Ｌ１）は、検査対象物（１００）の表面を振動させるための衝撃波励起用レーザ光である。第２レーザ光（Ｌ２）は、検査対象物（１００）の表面の振動を検出するためのプローブ光である。

【0076】

第６の態様に係るレーザシステム（１０）では、検査対象物（１００）の表面上のプローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置を中心としてプローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置と衝撃波励起用レーザ光（第１レーザ光Ｌ１）の照射位置との距離を一定に維持しながら、プローブ光（第２レーザ光Ｌ２）の照射位置と衝撃波励起用レーザ光（第１レーザ光Ｌ１）の照射位置との相対的な位置関係を変えることが可能となり、検査対象物（１００）の検査精度の向上を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0077】

１ 第１レーザ
２ 第２レーザ
３ ミラー
３１ 反射面
４ 第１ウェッジプリズム
４０ 第１回転中心軸
４１ 第１入射面
４２ 第１出射面
５ 第２ウェッジプリズム
５０ 第２回転中心軸
５１ 第２入射面
５２ 第２出射面
６ ハーフミラー
６１ 第１主面
６２ 第２主面
７ 制御装置
８ 走査ミラー
９ プリズムユニット
１０ レーザシステム
１００ 検査対象物
Ｄ１ 第１厚さ方向
Ｄ２ 第２厚さ方向
ＤＳ２ 距離
Ｌ１ 第１レーザ光
Ｌ２ 第２レーザ光
Ｐ１ 照射位置
Ｐ２ 照射位置
Ｒ１ 第１回転方向
Ｒ２ 第２回転方向
θ チルト角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】