Light pulse amplification system, chirped pulse amplification device and a parametric chirped pulse amplification device |
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申请号 | JP6889298 | 申请日 | 1998-03-18 | 公开(公告)号 | JP3598216B2 | 公开(公告)日 | 2004-12-08 |
申请人 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド; | 发明人 | ハリハラン アナンド; ガルバナスカス アルマンテス; ジェー ハーター ドナルド; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 所定の持続時間の励起(ポンプ)光パルスを生成する励起源と、 信号パルス発生器と、該信号パルス発生器によって生成された信号光パルスを受光して前記所定の持続時間に接近する持続時間に引き伸ばす伸張器と、を備える信号源と、 前記励起光パルスおよび前記信号光パルスを受光して両該光パルスを結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる結合光パルスを生成する結合手段と、 前記結合光パルスを受光し、前記励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスを増幅する準位相整合結晶をもつパラメトリック増幅器と、 前記パラメトリック増幅器により増幅された前記信号光パルスを受光して圧縮する圧縮器と、 を有することを特徴とするパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、少なくとも一つの励起ダイオードと、少なくとも一つのパルス源とを有する、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、ファイバー増幅器を有する、 請求項2記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記パラメトリック増幅器は、少なくとも二つの準位相整合非線形結晶をもつ多段式の増幅装置を有する、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、アレキサンドライト再生増幅装置を有する、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記信号パルス発生器は、増幅光ファイバーパルス源を有する、 請求項5記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、Qスイッチ・パルス源を有する、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起光パルスのパルス幅(前記所定の持続時間)は、200ピコ秒から5ナノ秒までの範囲にある、請求項1あるいは7記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記結合手段は、前記励起光パルスの到着と前記信号光パルスの到着とを前記パラメトリック増幅器で同期させるトリガー電子回路を有する、 請求項7記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記トリガー電子回路は、前記信号源から受信した信号により前記Qスイッチ・パルス源を誘発(トリガー)する、 請求項9記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記Qスイッチ・パルス源は、能動的にQスイッチングされるパルス源であり、前記信号源は、モード同期信号源である、 請求項10記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記トリガー電子回路は、前記Qスイッチ・パルス源から受信した信号により前記信号源を誘発する、 請求項9記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記準位相整合結晶は、周期的にポーリングされる非線形結晶である、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 種パルス(シードパルス)を生成する種パルス発生器と、励起(ポンプ)エネルギーを生成する励起ダイオード(ポンプダイオード)と、該種パルスおよび該励起エネルギーを受け取り増幅された励起光パルス(ポンプ光パルス)を生成するファイバー増幅器とをもち、該増幅された所定の持続時間の励起光パルスを生成する励起源と、 信号パルス発生器と、該信号パルス発生器によって生成された信号光パルスを受光して前記所定の持続時間に接近する持続時間に引き伸ばす伸張器と、を備える信号源と、 前記増幅された励起光パルスと前記信号光パルスとを受光して結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる結合光パルスを生成する結合手段と、 前記結合光パルスを受光し前記増幅された励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスを増幅する少なくとも一つの準位相整合結晶もつパラメトリック増幅器と、 前記パラメトリック増幅器により増幅された前記信号光パルスを受光して圧縮する圧縮器と、 を有することを特徴とするパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源はさらに、 前記ファイバー増幅器に直列に接続された少なくとも一つの付加的なファイバー増幅器と、 前記付加的なファイバー増幅器を励起(ポンプ)する少なくとも一つの付加的な励起ダイオードと、 各前記ファイバー増幅器の間に挿置された音響光学変調器とを有する、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記ファイバー増幅器は、単モードファイバー増幅器であり、 前記付加的なファイバー増幅器は、マルチモード・ファイバー増幅器である、 請求項15記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、前記ファイバー増幅器の入出力が音響光学変調器によって制御されるマルチパス形態に形成されている、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 付加的な音響光学変調器によって制御される付加的なファイバー増幅器をもち、マルチパス形態に形成されている付加的な励起源をさらに有する、 請求項17記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置 前記ファイバー増幅器は、線形増幅器であってマルチパス増幅器に接続されており、該マルチパス増幅器は、ループファイバー増幅器と、該ループファイバー増幅器に接続されたポンプと、該ループファイバー増幅器の入出力を制御する音響光学変調器とをもつ、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、前記信号パルスの波長よりも短い波長をもつ励起エネルギーを生成する、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置 前記励起源は、前記増幅された励起パルスを受光してその周波数を二倍にする倍調波器をさらに有する、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記パラメトリック増幅器は、第1準位相整合結晶および第2準位相整合結晶をもつ二段増幅器であり、 前記励起源は、該励起源からの出力を一方と他方とに分割して該一方を前記第1準位相整合結晶に供給し該他方を前記第2準位相整合結晶に供給する偏光ビームスプリッターをさらに有する、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記準位相整合結晶は、周期的にポーリングされる非線形結晶である、 請求項14記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 種ダイオードと、励起用レーザーと、該種ダイオードおよび該励起用レーザーに応答して励起パルスを生成する再生増幅器とをもち、増幅された所定の持続時間の励起光パルスを生成する励起源と、 信号パルス発生器と、該信号パルス発生器によって生成された信号光パルスを受光して前記所定の持続時間に接近する持続時間に引き伸ばす伸張器と、を備える信号源と、 前記励起光パルスと前記信号光パルスとを受光して結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる結合光パルスを生成する結合手段と、 前記結合光パルスを受光し前記励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスを増幅する少なくとも一つの準位相整合結晶をもつパラメトリック増幅器と、 前記パラメトリック増幅器により増幅された前記信号光パルスを受光して圧縮する圧縮器と、 を有することを特徴とするパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起用レーザーは、アレキサンドライト励起用レーザーをもち、 前記再生増幅器は、アレキサンドライト再生増幅器をもつ、 請求項24記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記種ダイオードを外部から誘発(トリガー)するトリガー電子回路をさらに有する、 請求項24記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記準位相整合結晶は、周期的にポーリングされる非線形結晶である、 請求項24記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 励起ダイオードおよびQスイッチ・パルス源をもち、所定の持続時間の励起光パルスを生成する励起源と、 信号パルス発生器と、該信号パルス発生器によって生成された信号光パルスを受光して前記所定の持続時間に接近する持続時間に引き伸ばす伸張器と、を備える信号源と、 前記励起光パルスおよび前記信号光パルスを受光して結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる結合光パルスを生成する結合手段と、 前記結合光パルスを受光し、前記励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスを増幅する 準位相整合結晶をもつパラメトリック増幅器と、 前記パラメトリック増幅器により増幅された前記信号光パルスを受光して圧縮する圧縮器と、 を有することを特徴とするパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記結合手段は、前記励起光パルスと前記信号光パルスの前記パラメトリック増幅器への到着を同期させる誘発手段を有する、 請求項28記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記誘発手段は、前記信号源からの信号によって前記Qスイッチ・パルス源を誘発する、 請求項29記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記Qスイッチ・パルス源は、能動的にQスイッチングされるパルス源であり、前記信号源は、モード同期信号源である、 請求項30記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起光パルス(励起パルス)のパルス幅は、200ピコ秒から5ナノ秒までの範囲にある、 請求項27記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記パラメトリック増幅器は、非線形結晶を有する、 請求項28記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 所定の持続時間の励起光パルスを生成するファイバーに基づく励起源と、 信号パルス発生器と、該信号パルス発生器によって生成された信号光パルスを受光して前記所定の持続時間に接近する持続時間に引き伸ばす伸張器と、を備える信号源と、 前記励起光パルスを第1励起チャンネルと第2励起チャンネルとに分割する偏光ビームスプリッターと、 前記信号光パルスと前記第1励起チャンネルからの前記励起光パルスとを受光して結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる第1結合光パルスを供給する第1コンバイナーと、 前記第1結合光パルスを受光し、前記第1励起チャンネルからの前記励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスを増幅する第1準位相整合結晶をもつ第1パラメトリック増幅器と、 前記第1パラメトリック増幅器で増幅された後の前記信号光パルスと前記第2励起チャンネルからの前記励起光パルスとを受光して結合し、前記所定の持続時間の相当な部分で時間的に重なる第2結合光パルスを供給する第2コンバイナーと、 前記第2結合光パルスを受光し、前記第2励起チャンネルからの前記励起光パルスのエネルギーを用いて前記信号光パルスをさらに増幅する第2準位相整合結晶をもつ第2パラメトリック増幅器と、 前記第2パラメトリック増幅器により増幅された前記信号光パルスを受光して圧縮する圧縮器と、 を有することを特徴とするパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、直列に結合された複数のファイバー増幅器と、少なくとも一つの音響光学変調器とを有する、 請求項34記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記励起源は、ポンプに結合され音響光学変調器に制御される少なくとも一つのマルチパス・ファイバー増幅器を有する、 請求項34記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記準位相整合結晶は、周期的にポーリングされる非線形結晶である、 請求項34記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記準位相整合結晶は、周期的にポーリングされるニオブ酸リチウム(PPLN)である、 請求項1記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記Qスイッチ・パルスを増幅する固体増幅器をさらに有する、 請求項28記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 前記誘発手段は、前記モード同期信号源からの前記信号パルスを検出して能動的にQスイッチングされるパルス源に向けられた誘発信号を生成する光ダイオードを有する、 請求項31記載のパラメトリック・チャープパルス増幅装置。 |
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说明书全文 | 【0001】 |