JP2009542009A - キャリアエンベロープ位相を制御する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここにleffは図4の格子30bおよび30cの間の、および図5の格子30dおよび30eの間の有効直線距離である。gsは入射角であり、qsは入射波および回折波の間の鋭角であり、および( gs + qs )は回折角である。
ここにf1およびf2は格子30b、30cまたは30d、30eの間で望遠鏡を構成するレンズまたは反射鏡の焦点距離でlは2つの格子30b、30cまたは30d,30eの間の幾何学的距離である。実施態様においてf1=f2=fであるなら、上の式は次のように簡略化される:
式3を式1に代入した結果は次のようになる:
かくして、格子分離は格子間の距離(l)および反射鏡またはレンズの焦点距離(f)に依存している。
ここにωはパルスの周波数成分でτは群遅延である。位相速度および群速度の差がコンプレッサ内にCE位相を導入し、次のように与えられる:
ここに jCE’は出口のCE位相であり、格子間の分離が温度差による熱ドリフトおよび機械的振動によりΔGの量だけ変化した場合、その結果生ずるCE位相の変動は次のようになる:
入射角が格子の効率が最もよいリトロー角に近い場合、θ(ω0)≒0で、式7は次のように単純化される:
かくして、コンプレッサ20のCE位相は回折格子の溝間隔dに依存しこれは一定であるが、それよりも重要なことは格子間の分離距離であるGに依存する。
式3を式9に代入して次を得る:
かくして、CE位相は回折格子の溝間隔dに依存し、これは一定でコンプレッサ20の回折格子の溝間隔定数とは異なる場合もある。CE位相はさらに格子(l)間の有効距離およびレンズまたは反射鏡の焦点距離(f)にも依存している。
Claims (23)
- 次のものから構成される、チャープパルス増幅レーザーシステム:
レーザーパルスを発生することができるレーザー源;
レーザーパルスの少なくとも一部を変換することができるパルス変換装置で、分離距離だけ離れた第1および第2パルス変換要素から構成されるパルス変換装置;
パルス変換装置と一体となりかつ少なくともパルス変換装置の一部を再配置し分離距離を変えることができる位置決め要素;
発生したレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を測定することができる測定機器;および
位置決め要素および測定機器と一体となったフィードバック制御器で、位置決め要素をキャリアエンベロープ位相に基づいて制御することによりパルス変換要素間の分離距離を変化させかつレーザー源が発生した少なくとも1つのレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を制御することができるフィードバック制御器。 - パルス変換要素が格子、プリズム、およびこれらの組合せから選択されている、請求項1に記載のシステム。
- パルス変換装置がレーザーパルスの少なくとも一部を引き伸ばすことができる格子ストレッチャとして設定されかつ第1および第2パルス変換要素が一対の格子を含む、請求項1に記載のシステム。
- 位置決め要素が格子の1つと一体となりかつ格子を再配置して格子間の分離距離を変えることができる、請求項3に記載のシステム。
- パルス変換装置がさらに格子と関連するレンズを含みかつ位置決め要素がレンズと一体となっていてレンズを再配置することにより格子間の分離距離を変えることができる、請求項3に記載のシステム。
- パルス変換装置がさらに格子と関連する反射鏡を含みかつ位置決め要素が反射鏡と一体となっていて反射鏡を再配置して格子間の分離距離を変えることができる、請求項3に記載のシステム。
- パルス変換装置がレーザーパルスの少なくとも一部を圧縮することができる格子コンプレッサとして作られかつ第1および第2パルス変換要素が一対の格子を含む、請求項1に記載のシステム。
- 位置決め要素が格子の1つと一体となりかつ格子を再配置することができて分離距離を変える、請求項7に記載のシステム。
- パルス変換装置がさらに格子と関連するレンズを含みかつ位置決め要素がレンズと一体となりレンズを再配置することができて格子間の分離距離を変える、請求項7に記載のシステム。
- 位置決め要素が圧電変換器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 測定機器がf−から−2fの光学干渉計を含む、請求項1に記載のシステム。
- フィードバック制御器が発生されたレーザーパルスの少なくとも1つのキャリアエンベロープ位相を希望する値に変えることができる、請求項1に記載のシステム。
- 次のものから構成される、チャープパルス増幅レーザーシステム:
レーザーパルスを発生することができるレーザー源;
レーザーパルスの少なくとも一部を引き伸ばすことができる格子ストレッチャで、分離距離だけ離れた一対の格子から構成される格子ストレッチャ;
格子ストレッチャと一体となりかつ格子ストレッチャの少なくとも一部を再配置して分離距離を変えることができる圧電変換器;
発生したレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を測定することができるf−から−2f光学干渉計;および
圧電変換器および光学干渉計と一体となっているフィードバック制御器で、測定したキャリアエンベロープ位相に基づき圧電変換器を制御し、格子の分離距離を変えることによりレーザー源により発生された少なくとも1つのレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を制御できるフィードバック制御器。 - 圧電変換器が格子の1つと一体となっていてかつ格子を再配置し分離距離を変えることができる、請求項13に記載のシステム。
- 格子ストレッチャがさらに格子と関連するレンズを含みかつ圧電変換器がレンズと一体となっていて、格子間の分離距離を変えるようにレンズを再配置することができる、請求項13に記載のシステム。
- 格子ストレッチャがさらに格子と関係する反射鏡を含みかつ圧電変換器が反射鏡と一体となっていて、格子間の分離距離を変えるように反射鏡を再配置することができる、請求項13に記載のシステム。
- さらに次のものを含む、請求項13に記載のシステム:
格子ストレッチャにより引き伸ばされたレーザーパルスの少なくとも一部を圧縮することができる格子コンプレッサで、分離距離だけ離れた第2の対の格子から構成されている格子コンプレッサ、および
格子コンプレッサと一体となっていてかつ格子コンプレッサの少なくとも一部を再配置して第2の対の格子の分離距離を変えることができる第2の圧電変換器、
フィードバック制御器で、第2圧電変換器と一体になっていてかつ測定されたキャリアエンベロープ位相に基づき第2圧電変換器を制御することができ、第2の対の格子の分離距離を変えることによりレーザー源により発生された少なくとも1つのレーザーパルスにおけるキャリアエンベロープ位相を安定化させる、フィードバック制御器。 - 格子コンプレッサがさらに第2の対の格子に関連するレンズを含み、かつシステムがさらにレンズと一体となった第3の圧電変換器を含み、フィードバック制御器が第1、第2、および第3圧電変換器を制御することができてレーザー源により発生された少なくとも1つのレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を安定化させる、請求項17に記載のシステム。
- フィードバック制御器が少なくとも1つの発生したレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を希望する値に変えることができる、請求項13に記載のシステム。
- チャープパルス増幅レーザーシステム内のキャリアエンベロープ位相を安定化させる方法で、次のものから構成される方法;
発生させたレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相の捕捉;および
レーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を制御するためにレーザーシステムに使用されている第1および第2のパルス変換要素の分離距離を変更することで、このパルス変換要素は発生されたレーザーパルスを引き伸ばしまたは圧縮することができる。 - キャリアエンベロープ位相が発生されたレーザーパルスの測定を通じて得られる、請求項20に記載の方法。
- 分離距離が第1および第2パルス変換要素の何れかを再配置することにより変えられる、請求項20に記載の方法。
- 複数の発生されたレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相の捕捉およびパルス変換要素の分離距離の変更をさらに含んで、少なくとも幾つかの発生されたレーザーパルスのキャリアエンベロープ位相を安定化させる、請求項20に記載の方法。
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