特表 2023-538268 共振キャビティを光源に周波数整合させるためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-07

(54)【発明の名称】共振キャビティを光源に周波数整合させるためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/105 20060101AFI20230831BHJP

   G01N 21/3504 20140101ALI20230831BHJP

   G01N 21/01 20060101ALI20230831BHJP

【ＦＩ】

H01S3/105

G01N21/3504

G01N21/01 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023507765

(86)(22)【出願日】2021-07-28

(85)【翻訳文提出日】2023-03-30

(86)【国際出願番号】 CA2021051055

(87)【国際公開番号】W WO2022027128

(87)【国際公開日】2022-02-10

(31)【優先権主張番号】16/984,740

(32)【優先日】2020-08-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521441618

【氏名又は名称】ピコモル・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002620

【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】セバスチャン・ノエル

(72)【発明者】

【氏名】ジャン－フランソワ・ビソン

(72)【発明者】

【氏名】アレクシス・ゴーヴァン

(72)【発明者】

【氏名】アレシャンドレ・ドゥーセ

(72)【発明者】

【氏名】ギーシャ・ベイダグヤン

【テーマコード（参考）】

2G059

5F172

【Ｆターム（参考）】

2G059AA01

2G059BB01

2G059EE01

2G059GG01

2G059HH01

2G059JJ13

2G059JJ22

2G059KK01

5F172CC03

5F172CC04

5F172NN24

5F172NP03

5F172NR05

5F172NR06

5F172ZA02

5F172ZZ04

(57)【要約】

共振キャビティを周波数整合させるための方法およびシステムを開示する。光は、光が反射される経路を規定する少なくとも第１のミラーと第２のミラーを有する共振キャビティで受けられる。少なくとも第２のミラーは、共振キャビティの経路の長さを変化させるように作動可能である。共振キャビティから出射または反射する光の強度が監視され、誤差補正が決定される。第２のミラーは、光の周波数が経路の長さと共振する第１のミラーに対するポーズに向かって作動される。こうして、共振キャビティは光と周波数整合し、共振キャビティを共振状態に維持する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

共振キャビティを周波数整合させるための方法であって、
共振キャビティで光を受け、前記共振キャビティは、光が反射する経路を規定する少なくとも第１のミラーと第２のミラーを有し、前記第１のミラーと前記第２のミラーの一方または両方は、前記共振キャビティからの光がそこを通過するのを少なくとも部分的に許容し、少なくとも前記第２のミラーは、前記共振キャビティの前記経路の長さを変えるために作動可能である、ステップと、
前記第１のミラーと前記第２のミラーの少なくとも一方を介して前記共振キャビティから出射または反射する前記光の強度を監視するステップと、
前記共振キャビティからの前記光の監視された強度から誤差補正を決定するステップと、
前記第２のミラーを、前記光の周波数が前記経路の長さと共振する、前記第１のミラーに対するポーズに向けて作動させるステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記第１のミラーは前記共振キャビティの第１の端部に配置され、前記第２のミラーは前記共振キャビティの第２の端部に配置され、前記経路は前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に規定される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記光は赤外線または近赤外線である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように作動して、前記第２のミラーに適用される誤差補正の方向性を決定する、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対して接離両方向に交互に移動するように常に作動して前記誤差補正を決定する、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように断続的に作動して前記誤差補正を決定する、請求項４に記載の方法。

【請求項7】

前記第２のミラーは、リングダウン事象が発生しているときは交互に非作動となり、リングダウン事象間に発振される、請求項４に記載の方法。

【請求項8】

さらに、前記第１のミラーを介して前記共振キャビティで前記光を受けるステップを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項9】

前記監視するステップは、前記第２のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサによって行われる、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記監視するステップは、前記第１のミラーから反射された光、および／または前記第１のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサによって実行される、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

共振キャビティを周波数整合させるためのシステムであって、
光が反射する経路を規定する少なくとも第１のミラーと第２のミラーを有する共振キャビティであって、前記第１のミラーと前記第２のミラーの一方または両方は、前記共振キャビティからの光がそこを通過することを少なくとも部分的に許容し、少なくとも前記第２のミラーは、前記共振キャビティの前記経路の長さを変えるために作動可能である、共振キャビティと、
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの少なくとも一方を介して前記共振キャビティから出射又は反射する前記光の強度を監視するように構成された光強度計と、
前記光強度計によって監視された前記光の強度から誤差補正を決定するように構成された論理ユニットと、
前記誤差補正に少なくとも部分的に基づいて、前記第２のミラーを、前記光の周波数が前記経路の長さと共振する前記第１のミラーに対するポーズに向けて作動させるように構成されたミラーアクチュエータシステムと、を備えたシステム。

【請求項12】

前記ミラーアクチュエータシステムは、前記論理ユニットに接続された少なくとも１つの圧電アクチュエータを備えている、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記第１のミラーは前記共振キャビティの第１の端部に配置され、前記第２のミラーは前記共振キャビティの第２の端部に配置され、前記経路は前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に規定される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

前記光は、赤外線または近赤外線である、請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように作動されて、前記第１のミラーに適用される誤差補正の方向性を決定する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項16】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対して接離両方向に交互に移動するように常に作動されて前記誤差補正を決定する、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように断続的に作動して前記誤差補正を決定する、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記第２のミラーは、リングダウン事象が発生しているときは交互に非作動となり、リングダウン事象間に発振される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

さらに、前記第１のミラーを介して前記共振キャビティに光を供給するように構成された光システムを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

さらに、前記第２のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサを備えている、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

さらに、前記第１のミラーから反射された光および／または前記第１のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサを含む、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、一般に光分析に関し、特に、共振キャビティを光源に周波数整合させるためのシステムおよび方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

共振キャビティシステムにおけるレーザー変調が知られている。共振キャビティシステムは、従来、相互間の経路に沿って光を繰り返し反射するように設計され配置された２つ以上のミラーを有するチャンバ（すなわち、キャビティ）を含む。いくつかの事例では、キャビティは、キャビティの対向する端部に配置され、相互間の光を、有効に同じ経路の回路に沿って反射させる２つのミラーを含み得る。他の事例では、キャビティは、光が反射される回路を規定する３つ以上のミラーのセットを含み得る。１つ以上のミラーは、ある程度の光の透過を許容して、キャビティへの光の導入を可能にする。

【0003】

共振キャビティシステムは従来、光が所望の経路で反射されないことにつながるミスアライメントを防止するために、ミラーを固定位置に配置して構成されており、これにより、その中に光が蓄積されるのを抑制できる。

【0004】

このようなシステムでは、キャビティに光を導入するために、レーザーの形態の光源が使用される。キャビティは固定長の経路を有するため、レーザー光の波長の倍数がミラー間のキャビティの経路長に対応するように、レーザーの波長（または波長が反比例する周波数）が選択される。キャビティに、光が反射する２つのミラーしかない場合、経路は、第１のミラーから第２のミラーへと、第２のミラーから第１のミラーへの１往復を含む。２つのミラー間の距離はキャビティ長と呼ばれ、経路の長さの半分に相当する。このように、キャビティ内では光の建設的干渉があり、破壊的干渉はなく、レーザーはキャビティと共振していると言える。

【0005】

レーザー光の波長は不安定であり、動作中に変化することがある。キャビティ長は固定であるため、レーザーの波長を変調して、キャビティとの共振を維持するようにする。これは従来、レーザーとキャビティの間に介在するファブリ・ペロー干渉計またはエタロンを用いて、レーザーをエタロンに安定化させることによって、またはファブリ・ペローキャビティを介して行われている。

【0006】

図１は、気体試料の分析に使用される従来の共振キャビティシステム２０を示す。レーザー２４はレーザービーム２８を生成する。レーザー２４は、レーザーキャビティの長さの調整を可能にするアクチュエータと出力カプラを有し、また、キャビティの背面にあるグレーティングの角度を変えるアクチュエータを有し、それによってそのピッチを変えてどの波長を反射するかを調整できる。レーザーキャビティの長さを調整し、グレーティングの角度を変えることで、レーザーを特定の波長にチューニングすることができる。

【0007】

レーザービーム２８は、位相変調器３２と部分反射率を有するビームスプリッタ３６を通過する。レーザービーム２８の一部は、ビームスプリッタ３６を通過して、レーザービーム２８が入射する前部ミラー４４ａと、前部ミラー４４ａとは反対側のキャビティ４８の端部にある後部ミラー４４ｂとを有する共振チャンバ４０に向かう。レーザービーム２８の残りの部分は、ビームダンプ５２に偏向される。キャビティ４８はファブリ・ペローキャビティであり、レーザービーム２８の周波数が２つのミラー４４ａ、４４ｂ間のキャビティ４８の長さに対応するかどうかを示すように作用する。レーザービーム２８がレーザービーム２８の周波数と共振外である場合、ミラー４４ａは高反射率であり、レーザービーム２８からの光の大部分がビームスプリッタ３６に向かって反射されることになる。レーザービーム２８の一部は、ビームスプリッタ３６によって光検出器５６の方へ偏向される。光検出器５６は、それに偏向されたレーザービーム２８の強度を測定し、対応する信号をミキサ６０に送信する。ファンクションジェネレータ６４は、発振信号を生成し、位相変調器３２と位相シフタ６８に送信する。位相シフタ６８は、ファンクションジェネレータ６４が生成した発振信号の位相をシフトし、シフトした発振信号をミキサ６０に送信する。ミキサ６０は、光検出器５６からの信号を周波数混合してフィルタリングされていない誤差信号を生成し、それをローパスフィルタ６４に渡す。ローパスフィルタ７２からのフィルタリングされた信号は、次に、サーボアンプ７６によって増幅され、誤差信号はレーザー２４にフィードバックされて、その周波数が調整される。レーザー２４の周波数に加えられた微細な変更により、誤差信号で特定された誤差の方向性を決定することが可能になる。

【0008】

レーザー２４の周波数をキャビティ４８の長さに整合するように調整すると、キャビティに入る光の波長が固定キャビティ長と共振するときに、キャビティ５６で建設的干渉が発生する。この建設的干渉はまた、レーザービーム２８に対する前部ミラー５２ａの外部反射率を低下させるので、より多くの光をキャビティ５６に入射させることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、このような従来の共振キャビティシステムには、いくつかの制限がある。キャビティ長を固定することにより、特定の波長のレーザー、すなわち、キャビティ長がその半波長の倍数であるレーザーにしか適合しない。また、波長によっては、位相変調器が高価になる可能性がある。中赤外（「ｍｉｄ‐ＩＲ」）のような特定の波長の光に適合するためには、ゲルマニウムのような高価な材料が位相変調器には必要である。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一態様では、共振キャビティを周波数整合するための方法が提供され、前記方法は以下を含む：共振キャビティで光を受け、前記共振キャビティは、光が反射する経路を規定する少なくとも第１のミラーと第２のミラーを有し、前記第１のミラーと前記第２のミラーの一方または両方は、前記共振キャビティからの光がそこを通過するのを少なくとも部分的に許容し、前記少なくとも第２のミラーは、前記共振キャビティの前記経路の長さを変えるように作動可能である、ステップと、前記第１のミラーと前記第２のミラーの少なくとも一方を介して前記共振キャビティから出射または反射する前記光の強度を監視するステップと、前記共振キャビティからの前記光の監視された強度から誤差補正を決定するステップと、前記第２のミラーを、前記光の周波数が前記経路の長さと共振する、前記第１のミラーに対するポーズに向けて作動させるステップ。

【0011】

前記第１のミラーは前記共振キャビティの第１の端部に配置され得、前記第２のミラーは前記共振キャビティの第２の端部に配置され得、前記経路は前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に規定され得る。

【0012】

前記光は赤外線または近赤外線であり得る。

【0013】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように作動して、前記第２のミラーに適用される誤差補正の方向性を決定することができる。前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対して接離両方向に交互に移動するように常時作動して前記誤差補正を決定することができる。前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように断続的に作動して前記誤差補正を決定することができる。前記第２のミラーは、リングダウン事象が発生しているときは交互に非作動になり得、リングダウン事象間に発振され得る。

【0014】

前記方法はさらに、前記第１のミラーを介して前記共振キャビティで前記光を受けるステップを含む。前記監視するステップは、前記第２のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサによって行われ得る。前記監視するステップは、前記第１のミラーから反射された光、および／または前記第１のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサによって実行され得る。

【0015】

別の態様では、共振キャビティを周波数整合させるためのシステムが提供され、前記システムは、光が反射する経路を規定する少なくとも第１のミラーと第２のミラーを有する共振キャビティであって、前記第１のミラーと前記第２のミラーの一方または両方は、前記共振キャビティからの光がそこを通過することを少なくとも部分的に許容し、少なくとも前記第２のミラーは、前記共振キャビティの前記経路の長さを変えるために作動可能である、共振キャビティと、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの少なくとも一方を介して前記共振キャビティから出射又は反射する前記光の強度を監視するように構成された光強度計と、前記光強度計によって監視された前記光の強度から誤差補正を決定するように構成された論理ユニットと、前記誤差補正に少なくとも部分的に基づいて、前記第２のミラーを、前記光の周波数が前記経路の長さと共振する前記第１のミラーに対するポーズに向けて作動させるように構成されたミラーアクチュエータシステムと、を備えている。

【0016】

前記ミラーアクチュエータシステムは、前記論理ユニットに接続された少なくとも１つの圧電アクチュエータを含み得る。

【0017】

前記第１のミラーは前記共振キャビティの第１の端部に配置され得、前記第２のミラーは前記共振キャビティの第２の端部に配置され得、前記経路は前記第１のミラーと前記第２のミラーの間に規定され得る。

【0018】

前記光は、赤外線または近赤外線であり得る。

【0019】

前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように作動されて、前記第１のミラーに適用される誤差補正の方向性を決定することができる。前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対して接離両方向に交互に移動するように常に作動されて前記誤差補正を決定することができる。前記第２のミラーは、前記第１のミラーに対する接離のうち少なくとも１つの方向に移動するように断続的に作動して前記誤差補正を決定することができる。

【0020】

前記第２のミラーは、リングダウン事象が発生しているときは交互に非作動となり得、また、リングダウン事象間に発振される。

【0021】

前記システムはさらに、前記第１のミラーを介して前記共振キャビティに光を供給するように構成された光システムを含み得る。

【0022】

前記システムはさらに、前記第２のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサを含み得る。

【0023】

前記システムはさらに、前記第１のミラーから反射された光および／または前記第１のミラーを介して前記共振キャビティから出射する光を監視するように配置された光センサを含み得る。

【0024】

他の技術的利点は、以下の図および説明を検討した後に当業者にとって容易に明らかになるであろう。

【0025】

本明細書に記載された実施形態（複数可）をより良く理解し、実施形態（複数可）がどのように実施され得るかをより明確に示すために、次に、添付の図面を例としてのみ参照する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】先行技術の共振キャビティシステムの模式図である。

【図2】一実施形態による共振キャビティシステムの模式図である。

【図3】図２の共振キャビティシステムの共振キャビティの模式図である。

【図4】図２の共振キャビティシステムにおける周波数ロックの一般的な方法のフローチャートである。

【図5】図５Ａは、誤差補正を決定するための、図３のキャビティシステムの後部キャビティミラーの発振を示す図である。図５Ｂは、図３の共振キャビティシステムのリングダウンキャビティがレーザー光に周波数整合するポーズに向かって作動させられた後部キャビティミラーを示す図である。

【図6】別の実施形態による共振キャビティシステムの模式図である。

【図7】さらなる実施形態による共振キャビティシステムの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

特に断りのない限り、図面に描かれた物品は、必ずしも縮尺通りに描かれていない。

【0028】

図示の簡略化および明確化のために、適切と考えられる場合には、対応するまたは類似する要素を示すために、参照数字が図間で繰り返されることがある。さらに、本明細書に記載される実施形態または複数の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載される。しかしながら、本明細書に記載される実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施され得ることが、当業者には理解されよう。他の例では、よく知られた方法、手順および構成要素は、本明細書に記載された実施形態を不明瞭にしないように、詳細には説明されていない。例示的な実施形態が図に示され、以下に説明されるが、本開示の原理は、現在知られているかどうかにかかわらず、任意の数の技術を使用して実施され得ることが、冒頭で理解されるべきである。本開示は、決して、図面に例示され、以下に説明される例示的な実施形態および技法に限定されるべきではない。

【0029】

本明細書全体を通して使用される様々な用語は、文脈がそうでないことを示さない限り、以下のように読み解かれ得る。全体を通して使用される「または」は、「および／または」と書かれたかのように包括的であり、全体を通して使用される単数形の冠詞および代名詞は、それらの複数形を含み、逆も同様であり、同様に、性別の代名詞は、代名詞が、単一の性別による使用、実施、性能などに本明細書のあらゆる記載を限定するものとして理解されるべきではないように、それらの対応代名詞を含み、「例示的」は「例示」または「例示する」と理解されるべきで、必ずしも他の実施形態に対する「好ましい」ものとしてではない。用語のさらなる定義は、本明細書で定められることがあり、これらは、本明細書の読解から理解されるように、これらの用語の先行事例および後続事例に適用され得る。

【0030】

本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されたシステム、装置、および方法に修正、追加、または省略を行ってもよい。例えば、システムおよび装置の構成要素は、統合または分離され得る。さらに、本明細書に開示されるシステムおよび装置の動作は、より多くの、より少ない、または他の構成要素によって実行されてもよく、説明される方法は、より多くの、より少ない、または他のステップを含んでもよい。さらに、ステップは、任意の適切な順序で実行することができる。本書で使用される場合、「各」は、セットの各構成要素またはセットのサブセットの各構成要素を指す。

【0031】

特定の実施形態による共振キャビティシステムの様々な構成要素を図２に示している。図示された実施形態では、キャビティシステムは、キャビティリングダウン分光法（「ＣＲＤＳ」）システム１００である。ＣＯ２レーザー１０４および炭素１３Ｏ２レーザー１０８が設けられている。ＣＯ２レーザー１０４および炭素１３Ｏ２レーザー１０８は、調整可能な回折格子装置を用いて迅速に選択され得る一連の準平均間隔の周知の周波数で発振するガスチューブレーザーである。ガスチューブレーザー技術には長い歴史があり、正確に知られた周波数で赤外線を発生させる安定かつ堅牢な方法である。ＣＯ２レーザー１０４と炭素１３Ｏ２レーザー１０８は両方とも中赤外スペクトルの光を放射する。

【0032】

ＣＯ２レーザー１０４と炭素１３Ｏ２レーザー１０８はそれぞれ、レーザーキャビティの長さを調整できるアクチュエータと出力カプラ、およびキャビティの背面にあるグレーティングの角度を変更するアクチュエータを備え、それによってピッチを変更してどの波長を反射するかを調整できる。レーザーキャビティの長さを調整し、グレーティングの角度を変えることで、レーザーは特定の波長と所望のモード品質に非常に正確に調整され得る。

【0033】

ＣＯ２レーザー１０４は第１のレーザービーム１１２を生成し、炭素１３Ｏ２レーザー１０８は第２のレーザービーム１１６を生成する。所望の光周波数に応じて、ＣＯ２レーザー１０４がチューニングされて第１のレーザービーム１１２を生成する一方で炭素１３Ｏ２レーザー１０８が離調されるか、または炭素１３Ｏ２レーザー１０８がチューニングされて第２のレーザービーム１１６を生成する一方でＣＯ２レーザー１０４が離調されるかが決まる。このように、ＣＯ２レーザー１０４と炭素１３Ｏ２レーザー１０８のうち最大でも一方のみが特定の時間にビームを出力するので、第１のビーム１１２と第２のビーム１１６が同時に結合されることはない。中赤外、特に長波長赤外は、ほとんどの揮発性有機化合物がこの範囲の光を吸収するため、光の種類として選択された。その結果、複数の揮発性有機化合物が１つのシステムで測定され得る。ＣＯ２レーザーは、この波長域で動作し、リングダウン分光に十分な出力と線幅の狭さを備えている。２つのレーザーを使用することで、ＣＲＤＳシステム１００が気体試料の分析に使用できる利用可能な波長の範囲と数が増える。

【0034】

第１のレーザービーム１１２は、光学マウント上のミラー１２０を介してビームスプリッタ１２４に向かってリダイレクトされる。ビームスプリッタ１２４は部分的に反射性且つ部分的に透過性であり、第１のレーザービーム１１２および第２のレーザービーム１１６それぞれを、サンプリングビーム１２８と、サンプリングビーム１２８と同じ特性を有しサンプリングビーム１２８と同様の強度であり得る作動ビーム１３２の２つのビームに分割する。作動ビーム１３２は主進行方向ＴＤを有する。

【0035】

サンプリングビーム１２８は高速赤外線検出器１３６によって受けられ、高速赤外線検出器１３６はオシロスコープを使用してサンプリングビーム１２８の振幅およびビート周波数を測定する。ビート周波数は、ＣＯ２レーザー１０４または炭素１３Ｏ２レーザー１０８の最適でないチューニングに起因する高次モードの存在を示し得る。望ましくないビート周波数の検出に応答して、対応するレーザー１０４または２８は、強度を最大化しながら、ビート周波数の振幅が最小化または除去されるまでチューニングされる。ビート周波数の振幅を許容レベル未満に低減できない場合、レーザーは異なる波長にチューニングされ得る。

【0036】

作動ビーム１３２は、第１の光変調器１４０へと続き、この光変調器は、作動ビーム１３２を光学系マウント上のミラー１４４に偏向させる。ミラー１４４は、光を第２の光変調器１４８に向けてリダイレクトし、その結果、作動ビーム１３２を集束レンズ１５２に偏向させる。光変調器を使用して、レーザーによって生成される光ビームの強度を制御する。本実施形態では、第１および第２の光変調器１４０、１４８は、作動ビーム１３２を減衰させる音響光学変調器（「ＡＯＭ」）である。他の実施形態では、光変調器は代替的に電気光学変調器であり得る。さらに、ＣＲＤＳシステム１００は、２つの光変調器を有するものとして説明されているが、他の実施形態では、ＣＲＤＳシステムは、より少ない又はより多い数の光変調器を有し得、作動ビーム１３２の強度は、シャッタなどの他の手段を介して減衰され得る。

【0037】

第２の光変調器１４８によって偏向された作動ビーム１３２は集束レンズ１５２を介して集束される。レーザービーム、したがって作動ビーム１３２がＣＯ２レーザー１０４または炭素１３Ｏ２レーザー１０８から移動するとき、それは発散し続ける。集束レンズ１５２は、作動ビーム１３２を下に戻すように集束する。

【0038】

その後、光学マウント上のミラー１５６が、作動ビーム１３２をリングダウンチャンバ１６０に向けてリダイレクトする。２つのミラー１４４、１５６は、作動ビーム１３２の経路の長さを延長する。

【0039】

ここで、図２および図３を参照すると、リングダウンチャンバ１６０は、リングダウンキャビティ１６４と呼ばれる共振キャビティをその中に規定する細長い管である。前部キャビティミラー１６８ａおよび後部キャビティミラー１６８ｂ（本明細書では代替的にキャビティミラー１６８と呼ぶ）が、リングダウンキャビティ１６４の長手方向端部に配置されている。キャビティミラー１６８は、リングダウンキャビティ１６４の外側からキャビティミラー１６８に向けられた光に対しても、リングダウンキャビティ１６４内でキャビティミラー１６８に向けられた光に対しても、高反射率である。その結果、リングダウンキャビティ１６４が作動ビーム１３２に周波数整合していない間に、作動ビーム１３２の一部、約０．１％が前部キャビティミラー１６８ａに向けられ、前部キャビティミラー１６８ａを通過してリングダウンキャビティ１６４に入り、作動ビーム１３２の大部分、約９９．９％がミラー１５６に向かって反射する。レーザー１０４、１０８に向かって反射された光は、ＡＯＭ、１４８、１４０によって周波数シフトされ、反射光の波長がレーザー１０４、１０８のキャビティにおける作動ビーム１３２の生成に干渉しないようにする。

【0040】

キャビティミラー１６８は、キャビティミラー１６８の位置および配向を調整するために作動可能なミラーマウント１７２に取り付けられている。特に、リングダウンキャビティ１６４の前方に向いた前部キャビティミラー１６８ａは、３つの機械化マイクロメータ１７６を介して作動可能なミラーマウント１７２に取り付けられている。リングダウンキャビティ１６４の後部に向いた後部キャビティミラー１６８ｂは、光学的整列のために手動で調整され得る、またはピエゾドライバでさらに調整することができるピエゾを備えた３つの圧電トランスジューサ１７８を介して作動可能なミラーマウント１７２に取り付けられている。

【0041】

キャビティミラー１６８の各々の角度は、光ビームがリングダウンキャビティ１６４に入射するとき、光ビームが逸脱しないように、キャビティミラー１６８を十分に整列するように変更され得る。キャビティミラー１６８の１つが傾いていると、光の一部がリングダウンキャビティ１６４の側面に反射され、光の強度が失われ、とりわけ高次モードが生じる。マイクロメータ１７６および圧電トランスデューサ１７８は、角度調整に影響を与えることなく、リングダウンキャビティ１６４の長さＬを変更するために、単独または同時にチューニングもされ得る。これにより、リングダウンキャビティ１６４に入射する光の周波数でリングダウンキャビティ１６４が共振するように、リングダウンキャビティ１６４を調整することが可能になる。

【0042】

集束レンズ１５２は、ビームの最小ウエストがリングダウンキャビティ１６４の最小ビームウエストと同じ場所に配置されるように、リングダウンキャビティ１６４の光学モードに整合させてレーザー光を集束する。集束レンズ１５２の位置は、レーザー波長の範囲の光学モードに整合するように調整され得る。他の実施形態では、２つ以上のレンズを採用してモード整合を成してもよい。

【0043】

液体窒素冷却式検出器１８０が、後部キャビティミラー１６８ｂの後ろに配置され、後部キャビティミラー１６８ｂを通って逸出する光を受ける。検出器１８０は、後部キャビティミラー１６８ｂを介してリングダウンキャビティ１６４から逸出する光の強度を測定する光センサである。検出器１８０に代えて、逸出する光の強度を測定するための他の種類のセンサを用いることも可能である。

【0044】

気体試料は、試料ロードシステム１９２によってリングダウンキャビティ１６４にロードされる。試料ロードシステム１９２は、試験のために気体試料を採取し送達するために使用される１つ以上の熱脱着チューブなどの試料貯蔵デバイスを含み得る。試料バッグまたはシリンダーなどの他のタイプの試料貯蔵デバイスが採用され得る。別の例示的な動作モードでは、試料ロードシステム１９２は、被験者から直接に試料をロードすることができる。特定の例では、気体試料は、患者から採取された人間の呼気試料である。試料がリングダウンキャビティ１６４にロードされ、リングダウンキャビティ１６４からアンロードされる方法が多数存在することは当業者にとって容易に明らかであろうから、試料がリングダウンキャビティ１６４にロードされ、リングダウンキャビティ１６４からアンロードされる方法の詳細は本明細書では説明されない。

【0045】

前述のように、ミラー１６８ａ、１６８ｂ間のキャビティ１６４の長さＬは、ピエゾ電気変換器１７８を介した後部キャビティミラー１６８ｂの並進によって制御され得る。さらに、後部キャビティミラー１６８ｂのピッチは、圧電トランスデューサ１７８を介して制御され得るが、この構成では、後部キャビティミラー１６８ｂのピッチは一定に保持される。

【0046】

圧電トランスデューサ１７８は、リングダウンキャビティ１６４の長さＬを、動作中のレーザー１０４、１０８のうちの選択された１つからの光の周波数、したがって波長に整合させる周波数整合システム１９６によって制御される。本明細書では、周波数と波長が互換に使用され得ることに留意されたい。動作中、作動しているレーザー１０４、１０８のうちの選択された１つの周波数はドリフトし、リングダウンキャビティ１６４が選択されたレーザー１０４、１０８からの光と脱調することがある。破壊的な干渉が生じ、キャビティリングダウンを実行するための所望のレベルの光を構築することが困難になる。

【0047】

従来の共振キャビティシステムは、パウンド・ドレバー・ホール技法のような方法を用いて、固定長のキャビティに整合するようにレーザーの周波数を変調させる。これに対して、ＣＲＤＳシステム１００では、リングダウンキャビティ１６４から逸出する光を監視して、リングダウンキャビティ１６４の長さＬをレーザーの周波数に合わせて調整する方法を決定する、異なるアプローチが用いられている。次に、決定された調整を用いて、キャビティ長Ｌがレーザーの周波数／波長に対応する位置に向かって圧電トランスデューサ１７８および後部キャビティミラー１６８ｂを作動させる。

【0048】

周波数整合システム１９６は、検出器１８０から監視された強度の信号を受信するロックインアンプ２００を含む。ファンクション・ジェネレータ２０４は基準発振信号を発生する。この発振信号は、ロックインアンプ２００の位相シフタ２０８によって受信され、位相シフタ２０８はその後、発振信号を反射光信号または透過光信号と同相になるようにシフトする。位相シフトされた発振信号と検出器１８０からの信号は、より単純にミキサと呼ばれる周波数ミキサ２１２によって周波数混合される。ミキサ２１２は混合信号を出力し、混合信号は、ローパスフィルタ２１６でフィルタリングしてノイズや高次の周波数を除去され、サーボアンプ２２０を介して増幅される。フィルタリングされ増幅された信号は、選択されたレーザー１０４、１０８とリングダウンキャビティ１６４からの光が互いにどの程度共振ズレしているかの指標を与える。比例・積分・微分（「ＰＩＤ」）コントローラ２２４は、フィルタリングされ増幅された信号を処理して、閉ループと、ファンクション・ジェネレータ２０４からの発振信号に適用される誤差補正電圧とを提供する。次に、誤差補正電圧は、加算器２２８によってファンクション・ジェネレータ２０４からの発振信号に加算される。次に、加算された電圧を用いて、圧電トランスデューサ１７８を駆動して後部キャビティミラー１６８ｂを動かし、リングダウンキャビティ１６４をレーザー光と周波数整合させる。

【0049】

次に図２および図３を参照すると、気体試料がリングダウンキャビティ１６４にロードされると、作動中の選択されたレーザー１０４、１０８は特定の波長に調整され、その光は第１の光変調器１４０を通り、ミラー１４４で反射され、第２の光変調器１４８を通って、ミラー１５２で反射されてリングダウンチャンバ１６０に向けられる。光変調器１４０、１４８は、作動ビーム１３２を幾分減衰させてその強度を変調させる。

【0050】

作動ビーム１３２が前部キャビティミラー１６８ａに到達すると、ほんの一部、約０．１％が前部キャビティミラー１６８ａを貫通してリングダウンキャビティ１６４に入射する。作動ビームの大部分、約９９．９％は、最初に、作動中の選択されたレーザー１０４又は１０８に向かって同じ経路に沿って反射され、ＡＯＭ４８、４０によって周波数シフトされ、反射光が作動ビーム１３２の発生を実質的に妨害しないようにする。

【0051】

最初は、リングダウンキャビティ１６４は照らされない。リングダウンキャビティ１６４の光による「充填」を可能にするために、リングダウンキャビティ１６４の長さは、前部キャビティミラー１６８ａがレーザー１０４または１０８からのビーム１３２を実質的にもはや反射しないように、およびリングダウンキャビティ１６４内に建設的なものがあるように光の周波数と整合しなければならない。次に、光はリングダウンキャビティ１６４に入り、リングダウンキャビティ１６４内の光の大部分が２つのキャビティミラー１６８の間で反射されるため、作動ビーム１３２を介して外部からさらに光が導入されるにつれ、リングダウンキャビティ１６４内の光の量、すなわちパワーは増加し始める。光の一部分はキャビティミラー１６８を越えて漏出する。

【0052】

後部キャビティミラー１６８ｂを介してリングダウンキャビティ１６４を出て、検出器１８０によって監視された光は、周波数整合システム１９６によって、レーザー光がリングダウンキャビティ１６４に効率的に入射できるようにリングダウンキャビティ１６４のキャビティ長Ｌを調整するために用いられる。

【0053】

次に、図２～図５Ａを参照すると、リングダウンキャビティ１６４をレーザー光と周波数整合させる一般的な方法３００が示されている。方法３００は、検出器１８０からの強度信号の監視から開始する（３１０）。動作中、検出器１８０は、受けた光の強度に対応する信号を連続的に生成するように構成される。現在のポーズでは、前部および後部キャビティミラー１６８ａ、１６８ｂの間の光の経路の長さＬが示されている。光の波長の半分の倍数に等しい共振長ＲＬも示されている。次に、後部キャビティミラー１６８ｂが、任意の誤差補正の方向性が決定され得るように、一方向に作動される（３２０）。１つの構成では、図５Ａに示されるように、後部キャビティミラー１６８ｂは、一方向に小距離を移動（このシナリオでは並進）し、その後、第１の方向とは反対の別の方向に戻る、すなわち、発振または振動される。別の構成では、後部キャビティミラー１６８ｂは、最初に後部キャビティミラー１６８ｂを戻すことなく、一方向に小距離を移動され得る。誤差補正およびその方向性を決定するために後部キャビティミラー１６８ｂを移動させる他の態様が、当業者には思い浮かぶであろう。

【0054】

次に、後部キャビティミラー１６８ｂに対して適用すべき誤差補正が決定される（３３０）。先に説明したように、検出器１８０からの信号は、ファンクション・ジェネレータ２０４からの位相シフトされた発振信号と混合され、得られた混合信号は、ローパスフィルタ２１６を介してフィルタリングされ、サーボアンプ２２０を介して増幅される。ＰＩＤコントローラ２２４は、フィルタリングされた信号を処理して誤差補正電圧を生成し、この誤差補正電圧は加算器２２８によってファンクション・ジェネレータ２０４からの発振信号と結合される。この結合された信号は、次に圧電トランスデューサ１７８に印加されて、リングダウンキャビティ１６４のキャビティ長Ｌが図５Ｂに示すようにレーザーの共振長ＲＬと周波数整合するポーズに後部キャビティミラー１６８ｂ縁を並進させる、すなわち、キャビティ長Ｌはレーザからの光の波長の半分の倍数となる。

【0055】

次に、リピート条件を満たしているかどうかが判断される（３６０）。動作の過程で、レーザー光の周波数はドリフトすることがある。従って、キャビティ長を光に周波数整合させるために、誤差補正を繰り返し決定することが望ましいと考えられる。１つの構成では、後部キャビティミラー１６８ｂを、キャビティ長Ｌがレーザー光に周波数整合する位置を中心とする非常に小さい範囲内で連続的に前後に作動させ（すなわち、発振または振動させ）、微調整を連続的に行うことが可能である。この構成では、リピート条件が連続的に満たされることになる。別の構成では、後部キャビティミラー１６８ｂは、一定の時間間隔または別の要因、例えば、前回どの程度のドリフトが検出されたかに基づくレーザー周波数の予想ドリフト、レーザーの予想ドリフト範囲等に基づいて断続的に作動され得る。ここで、リピート条件は、選択された要因または複数の要因に依存することになる。さらに別の構成では、後部キャビティミラー１６８ｂは、リングダウンイベント間に連続的に作動され、リングダウンイベント中には発振されない。

【0056】

３６０でリピート条件を満たしていると判断された場合、方法は３２０に戻り、後部キャビティミラー１６８ｂが作動して、行われるべき誤差補正の方向性を決定する。

【0057】

このようにして、リングダウンキャビティ１６４は、レーザー光と周波数整合して継続的に維持され得る。

【0058】

使用される誤差補正技術は、パウンド・ドレバー・ホール技術と同様である。対称共振器が使用され，その複素反射係数は次式で与えられる。

【数1】

式中、γは各ミラーの反射係数であり、ωは入射フィールドの角周波数であり、Ｌはリングダウンキャビティ１６４の長さである。

【0059】

パウンド・ドレバー・ホール技法を使用する従来のレーザービーム変調アプローチでは、レーザービームは、その位相が周波数Ωで変調される角周波数ω_０を有すると仮定され、例えば、

【数2】

であり、式中、βは位相変調の振幅である。瞬時レーザー周波数を、時間に対する位相の微分値で定義できる。

【数3】

変調周波数Ωがあまり高くない場合、反射電力Ｐ_ｒｅｆは、次式で与えられる。

【数4】

式中、Ｐ_０は入射電力、記号｜Ｆ（ω（ｔ），Ｌ）｜^２は反射係数の二乗係数、すなわち瞬時反射率である。Ｌの値は固定である。変調周波数が十分に小さい場合、周波数ω_０を中心に以下のようにテイラー展開をすることができる。

【数5】

変調周波数Ωの周期信号は、以下で与えられる同相の値を有する。

【数6】

【0060】

信号ε_ω（ｔ）は、ω_０がリングダウンキャビティ１６４の共振周波数ω_ｐに整合するとき、ε_ω（ｔ）がゼロを通るので、有効な誤差信号となる。さらに、ε_ω（ｔ）はω_０‐ω_ｐの奇関数であり、ω_０‐ω_ｐの符号に応じてε_ω（ｔ）の符号が異なることを意味する。

【0061】

これに対し、ＣＲＤＳシステム１００は、キャビティ長を変調して、レーザー周波数を周波数整合させる。リングダウンキャビティ１６４の長さＬは、レーザー周波数ω_０を固定して時間の関数として以下のように変調される。

【数7】

上記のレーザー変調の計算と同様に、変調の振幅δＬが小さければ、反射電力は次のように書かれ得る。

【数8】

【数9】

その結果、誤差信号は以下によって与えられる。

【数10】

【0062】

上記と同様の理由で、Ｌがリングダウンキャビティ１６４の共振条件に整合するとき、すなわちＬ＝Ｌｐのときにε_Ｌ（ｔ）はゼロを通るので、信号ε_Ｌ（ｔ）は有効な誤差信号となる。さらに、ε_Ｌ（ｔ）はＬ‐Ｌ_ｐの奇関数であり、これは、ε_Ｌ（ｔ）の符号がＬ‐Ｌ_ｐの符号に応じてＬ≒Ｌ_ｐ近傍で変化することを意味し、したがって、後部キャビティミラー１６８ｂを、リングダウンキャビティ１６４の長さＬがリングダウンキャビティ１６４に入射する光の波長／周波数に整合する位置へ移動させるために必要な補正の方向性を示す。

【0063】

ここで、従来のレーザー変調の信号とキャビティ長変調からの信号を比較すると、次のことがわかる。

【数11】

したがって、

【数12】

であり、誤差比は次式で与えられる。

【数13】

【0064】

一実施例では、Ｌ_０＝３０ｃｍ、λ_０＝１０μｍが使用される。振動するリングダウンキャビティ１６４（すなわち、発振する後部キャビティミラー１６８ｂを有する）を用いて、β＝０．１ｒａｄおよびΩ＝１０^１６ｒａｄ／ｓの位相変調と同じ誤差信号を得ることが望まれる場合、必要な振動振幅はδＬ＝０．１６ｎｍである。Ｒ＝０．９９８６のような高反射率ミラーでは、得られるフィネスはおおよそ以下である。

【数14】

また、連続するモード間の走査範囲はΔＬ＝λ_０／２である。したがって、共振内に留めるためにはおおよそ以下の公差がある。

【数15】

これは、適切な誤差信号をもたらすために必要な振動振幅よりも格段に大きい。

【0065】

図６は、別の実施形態によるＣＲＤＳシステム４００を示す。この実施形態では、前部キャビティミラー１６８ａから反射した光、または前部キャビティミラー１６８ａを介してリングダウンキャビティ１６４から逸出する光を記録するように配置された検出器からの信号を用いて、リングダウンキャビティ１６４をレーザー光周波数と周波数整合させる。集束レンズ１５２の後にミラーを介してレーザービームを反射する代わりに、ビームスプリッタ４０４を用いて、作動ビーム１３２の一部を前部キャビティミラー１６８ａに向かって反射し、リングダウンキャビティ１６４に入れる。作動ビーム１３２の一部は、ビームスプリッタ４０４を通過し、ビームダンプ４０８によって受けられる。

【0066】

前部キャビティミラー１６８ａに向けられた光の一部は、ビームスプリッタ４０４に向かって反射される。さらに、リングダウンキャビティ１６４からの光の一部は、前部キャビティミラー１６８ａを経由して逸出し、ビームスプリッタ４０４に移動することがある。前部キャビティミラー１６８ａからビームスプリッタ４０４の方に向けられた光の一部は、ＡＯＭ１４８、１４０の方に反射され、ＡＯＭ１４８、１４０は、レーザー１０４、１０８によって生成されている光との干渉を避けるために光を周波数シフトする。

【0067】

ビームスプリッタ４０４に向けられた光の残りの部分は、検出器４１２を通過し、検出器４１２によって記録される。検出器４１２は、検出器１８０と同様に、受けた光の強度を測定する光センサである。検出器４１２は、検出された光の強度に対応する信号を生成し、それを周波数整合システム４１６のロックインアンプ２００に送信する。図２および図３に示された実施形態の周波数整合システム１９６と同様に、周波数整合システム４１６は、後部キャビティミラー１６８ｂに結合された圧電トランスデューサ１７８に印加される誤差補正電圧を生成して、リングダウンキャビティ１６４が作動ビーム１３２と共鳴する位置に向かって後部キャビティミラー１６８ｂを作動させる。

【0068】

図４に関して説明したのと同じ方法３００を採用して、リングダウンキャビティ１６４を光と周波数整合させることができる。

【0069】

上述の実施形態では、レーザーの検出周波数の変化に対応するために後部キャビティミラー１６８ｂのみのポーズを調整しているが、他の実施形態では、前部キャビティミラー１６８ｂ、または前部および後部キャビティミラー１６８ａ、１６８ｂの両方を動かしてリングダウンキャビティ１６４のキャビティ長Ｌを変化させることができる。

【0070】

図７は、別の実施形態による共振キャビティシステム５００を示す。この実施形態では、共振キャビティ５０４は、光が反射される経路を規定する３つのミラーを有する。一組の３つのミラーアセンブリ５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ（以下、代替的にミラーアセンブリ５０８と呼ぶ）はそれぞれ、ミラー５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃをそれぞれ含む（以下、代替的にミラー５１２と呼ぶ）。ミラー５１２は、ミラーマウント５１６に取り付けられている。ミラー５１２の各々のポーズ（すなわち、位置および向き）は、一組の圧電トランスジューサ５２０によって制御可能である。レーザー５２４は、共振キャビティ５０４に入るレーザービームをミラー５１２ａに向けるように配置されている。ミラー５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃは、共振キャビティ５０４内の長さＬを有する経路に沿ってレーザー光を反射するように配置され、配向される。ミラー５１２ａを通って逸出する光は、検出器５２８によって受けられ、検出器５２８は、検出された光の強度に対応する信号をコントローラ５３２に送信する。各ミラー５１２に対する一組の圧電トランスジューサ５２０はコントローラ５３２によって制御される。コントローラ５３２は、図２の周波数整合システム１９６と同じ機能を含む。

【0071】

動作中、コントローラ５３２は、ピエゾ圧電トランスジューサ５２０を介してミラー５１２ａを作動させ、微発振させる。同時に、コントローラ５３２は、共振キャビティ５０４内の光の経路が維持されるようにミラー５１２ａの位置の変化に対応するために、それらの対応する圧電トランスデューサ５２０を介してミラー５１２ｂ、５１２ｂを作動させて方向転換させる。その結果、誤差補正とその方向性の両方がコントローラ５３２によって決定され得る。

【0072】

レーザー５２４からの光の周波数の検出された変化を補償するために、ミラー５１２ａは、他の２つのミラー５１２ｂ、５１２ｃに向かってまたはそこから離れるように直線的に移動することができ、共振キャビティ５０４内の光の経路を維持するために、ミラー５１２ｂ、５１２ｃの配向に対応する変更が行われ得る。

【0073】

他の構成では、コントローラ５３２は、誤差補正およびその方向性を決定するためにミラー５１２ａを一方向に微動させることができ、または誤差補正およびその方向性を得るためにミラー５１２ａを任意の他の方法で微動させることができる。さらに、ミラー５１２ａの並進に応答してミラー５１２ｂ、５１２ｃを方向転換する代わりに、ミラー５１２ｂ、５１２ｃも並進させて、共振キャビティ５０４内の光の連続反射経路を維持することができる。

【0074】

特定の利点が上に列挙されたが、様々な実施形態は、列挙された利点の一部を含んでも、全く含まなくても、またはすべてを含んでもよい。

【0075】

当業者ならば、さらに多くの代替的な実施および修正が可能であること、および上記の例は１つ以上の実施態様の例示に過ぎないことを理解するであろう。したがって、その範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ限定される。

【符号の説明】

【0076】

２０ 共振キャビティシステム
２４ レーザー
２８ レーザービーム
３２ 位相変調器
３６ 光アイソレータ
４０ 共振チャンバ
４４ａ 前部ミラー
４４ｂ 後部ミラー
４８ キャビティ
５２ ビームダンプ
５６ 光検出器
６０ ミキサ
６４ ファンクション・ジェネレータ
６８ 位相シフタ
７２ ローパスフィルタ
７６ サーボアンプ
１００ ＣＲＤＳシステム
１０４ ＣＯ２レーザー
１０８ 炭素１３Ｏ２レーザー
１１２ 第１のレーザービーム
１１６ 第２のレーザービーム
１２０ ミラー
１２４ ビームスプリッタ
１２８ サンプリングビーム
１３２ 作動ビーム
１３６ 高速赤外線検出器
１４０ 第１の光変調器
１４４ ミラー
１４８ 第２の光変調器
１５２ 集束レンズ
１５６ ミラー
１６０ リングダウンチャンバ
１６４ リングダウンキャビティ
１６８ キャビティミラー
１６８ａ 前部キャビティミラー
１６８ｂ 後部キャビティミラー
１７２ ミラーマウント
１７６ 機械化マイクロメータ
１７８ 圧電トランスデューサ
１８０ 液体窒素冷却式検出器
１９２ 試料ロードシステム
１９６ 周波数整合システム
２００ ロックインアンプ
２０４ ファンクション・ジェネレータ
２０８ 位相シフタ
２１２ ミキサ
２１６ ローパスフィルタ
２２０ サーボアンプ
２２４ ＰＩＤコントローラ
２２８ 加算器
３００ 方法
３１０ 検出器からの強度信号を監視する
３２０ 後部ミラーを作動させる
３３０ 誤差補正を決定する
３４０ 誤差補正の方向性を決定する
３５０ 誤差補正を適用する
３６０ リピート条件を満たしているか
４００ ＣＲＤＳシステム
４０４ ビームスプリッタ
４０８ ビームダンプ
４１２ 検出器
４１６ 周波数整合システム
５００ 共振キャビティシステム
５０４ 共振キャビティ
５０８、５０８ａ、５０８ｂ、５０８ｃ ミラーアセンブリ
５１２、５１２ａ、５１２ｂ、５１２ｃ ミラー
５１６ ミラーマウント
５２０ 圧電トランスデューサ
５２４ レーザー
５２８ 検出器
５３２ コントローラ
Ｌ 長さ
ＲＬ 共振長

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】