CN102177624A - 光学元件、激光振荡装置和激光放大装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学元件、激光振荡装置和激光放大装置。本发明的光学元件(20A)由具有光透过性的介质构成，且具有比空气的折射率大的折射率，使入射的激光在壁面(20a)多次反射并在内部传播，该光学元件(20A)具备：入射窗口(21)，位于壁面(20a)的一部分，用于使激光入射；出射窗口(22)，位于壁面(20a)的一部分，用于使在内部传播的激光出射；以及波长分散补偿部(31、32)，一体地位于介质的一部分，通过使激光至少经两次透过或反射来补偿波长分散。

Description

光学元件、激光振荡装置和激光放大装置

技术领域

本发明涉及可以对激光的波长分散进行补偿的光学元件、使用该光学元件的激光振荡装置和激光放大装置。

背景技术

在激光振荡装置和激光放大装置中，使用了聚光透镜和用于对激光进行放大的激光放大介质等具有光透过性的各种光学元件，这些光学元件所引起的激光的波长分散成为了问题。关于该问题，在下述专利文献1和2中公开了用于对激光的波长分散进行补偿的发明。

专利文献1中记载的分散修正装置具备配置在光程上的一对棱镜，通过这对棱镜来对激光的波长分散进行补偿。另外，专利文献2中记载的激光振荡装置具备配置在光程上的一对衍射光栅元件，通过这对衍射光栅元件来对激光的波长的群速度分散(GVD)即波长分散进行补偿。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-264869号公报

专利文献2：日本特开2000-216463号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在例如专利文献1和2中记载的发明那样具备一对棱镜和一对衍射光栅元件的情况下，由于入射到这些棱镜和衍射光栅元件的光的入射角、以及棱镜对和衍射光栅元件对的间隔变成重要的参数，因此，存在光学系统形成时对准非常复杂的问题。

因此，与现有技术相比，本发明的目的在于提供了一种可以更简单地对激光的波长分散进行补偿的光学元件、激光振荡装置和激光放大装置。

解决问题的手段

本发明的光学元件，由具有光透过性的介质构成，具有比空气的折射率大的折射率，使入射的激光在壁面多次反射并在内部传播的光学元件，并且具备：入射窗口，位于壁面的一部分，用于使激光入射；出射窗口，位于壁面的一部分，用于使在内部传播的激光出射；以及波长分散补偿部，一体地位于介质的一部分，通过使激光至少经两次透过或反射来补偿波长分散。

根据该光学元件，由于用于补偿激光的波长分散的波长分散补偿部一体地位于构成光学元件的介质的一部分，因此，波长分散补偿部的位置调整容易。因此，通过该光学元件，与现有技术相比，可以更简单地对激光的波长分散进行补偿。

另外，根据该光学元件，由于构成光学元件的介质的折射率大于空气的折射率，因此光学元件内部的激光传播的距离可以变长，并且可以延长光程长度(光程长度的延长)。另外，由于使光学元件内部的激光在壁面多次反射并传播，因而可以得到更长的光程长度。因此，实现激光振荡装置和激光放大装置等的光学装置的情况下，与采用激光在空气中传播同样的距离的结构的情况相比，可以实现光学装置的小型化。

上述波长分散补偿部可以通过在介质的一部分上直接加工而形成，也可以贴付在介质的一部分上。

由此，波长分散补偿部的位置精度和间隔精度取决于构成光学元件的介质的形成精度。由于构成光学元件的介质可以形成的精度极高，因而可以容易地提高波长分散补偿部的位置精度和间隔精度。因此，与现有技术相比，能更简单地对激光的波长分散进行补偿。

另外，上述波长分散补偿部，可以位于入射窗口和出射窗口中的至少任何一个并且是透过型的波长分散补偿部，也可以位于入射窗口和出射窗口以外的壁面并且是反射型的波长分散补偿部。此外，上述波长分散补偿部也可以位于介质的内部。

将波长分散补偿部设置在入射窗口和出射窗口以外的壁面和介质的内部的情况下，可以通过波长分散补偿部的位置来对波长分散补偿部的光程长度和介质内的传播光程长度进行调整。由于波长分散补偿部的波长分散补偿量取决于波长分散补偿部之间的光程长度，由此，可以通过波长分散补偿部的位置来任意地进行波长分散的控制。

另外，为了进行超短脉冲激光的锁模，有必要调整光共振器之间的光程长度。由此，可以通过波长分散补偿部的位置来容易地进行超短脉冲激光的锁模，并且可以任意地进行任意的光程长度的波长分散的控制。

另外，上述波长分散补偿部可以是衍射光栅，也可以是棱镜。

另外，上述入射窗口和出射窗口可以位于壁面的同一部位。由此，即使使用具有相同面积和体积的介质作为光学元件，由于可以将光程长度变成2倍，因而可以在实现激光振荡装置和激光放大装置等的光学装置的情况下，将光学装置进一步变得小型化。

本发明的激光振荡装置，具备供给激励光的能量供给部，接收激励光并生成激光的光放大介质，以及作为使激光在壁面多次反射并在内部传播的光学元件的上述光学元件。

根据该激光振荡装置，如上面所述，由于具备一体地具有波长分散补偿部的光学元件，因而为了对激光的波长分散进行补偿而必须的位置调整变得容易。因此，根据该激光振荡装置，与现有技术相比，能更简单地对激光的波长分散进行补偿。

另外，根据该激光振荡装置，如上面所述，由于具备可延长光程长度的光学元件，因此，与采用激光在空气中传播同样的距离的结构的情况相比，可以实现小型化。

本发明的激光放大装置，具备供给激励光的能量供给部，通过接收种光并使用激励光对该种光进行放大来生成激光的光放大介质，以及作为使激光在壁面多次反射并在内部传播的光学元件的上述光学元件。

根据该光放大装置，如上面所述，由于具备一体地具有波长分散补偿部的光学元件，因而为了对激光的波长分散进行补偿而必须的位置调整变得容易。因此，根据该激光放大装置，与现有技术相比，能更简单地对激光的波长分散进行补偿。

另外，通过该激光放大装置，如上面所述，由于具备能延长光程长度的光学元件，因此，与采用激光在空气中传播同样的距离的结构的情况相比，可以实现小型化。

发明的效果

根据本发明，与现有技术相比，可以更容易地对激光的波长分散进行补偿。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的激光振荡装置的结构图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的激光放大装置的结构图。

图3是本发明的第一实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图4是本发明的第二实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图5是本发明的第三实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图6是本发明的第四实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图7是本发明的第五实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图8是本发明的第六实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图9是本发明的第七实施方式所涉及的光学元件的结构图。

图10是本发明的第八实施方式所涉及的光学元件的结构图。

符号的说明

100…激光振荡装置，100A…激光放大装置，200…种光生成装置，110…能量供给部，120…光放大部，10…光放大介质，20、20A～20H…光学元件，20a…壁面，21…入射窗口，22…出射窗口，31、32、33、34、35、36、37…衍射光栅(波长分散补偿部)，38…全反射板，39、40…棱镜。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本发明的优选实施方式。另外，在各个图中，对于相同元件或者具有相同功能的元件，使用相同符号表示，省略重复的说明。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的激光振荡装置100的结构图。图1所示的激光振荡装置100具备能量供给部110和光放大部120。能量供给部110向光放大部120供给激励能量(例如激励光)。光放大部120，具有光放大介质10和光学元件20。光放大介质10接受来自能量供给部110的激励能量，并通过因诱导放出的光放大而将激光输出。光学元件20，由具有光透过性的介质(例如透明介质)构成并使来自光放大介质10的激光通过其内部。光学元件20使激光在壁面多次反射并在内部传播。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的激光放大装置100A的结构图。如图2所示，表示了本实施方式的激光放大装置100A和种光生成装置200。图2中所示的激光放大装置100A，与激光振荡装置100同样地具备能量供给部110和光放大部120。能量供给部110向光放大部120供给激励能量(例如激励光)。光放大部120，具有光放大介质10和光学元件20。光放大介质10使用来自能量供给部110的激励能量，对来自外部的种光生成装置200的种光进行放大并输出激光。光学元件20，由具有光透过性的介质(例如透明介质)构成并使来自光放大介质10的激光通过其内部。光学元件20使激光在壁面多次反射并在内部传播。

另外，也可为该激光振荡装置100和激光放大装置100A具有光共振器(例如法布里珀罗(フアブリペロ)型共振器)并且具有激光多次通过放大介质10和光学元件20的多路径结构。

此处，作为能量供给部110，可以使用半导体激光源。如果使用具有与光放大介质10的吸收光谱一致的振荡波长的半导体激光源作为能量供给部110，则可以使光放大介质10的激励效率提高。

另外，光放大介质10可以使用固体激光介质。例如，使用钛宝石、Nd:YAG、Yb:KGW、Yb:KYW、Yb:YAG等。光放大介质10是固体激光介质的情况下，例如Yb类的激光介质的吸收波长与市售的半导体激光源的振荡波长之间的整合性较好。

下面，作为光学元件20的一个实施方式，示例了第一至第八实施方式的光学元件20A～20H。

(第一实施方式)

图3是本发明的第一实施方式所涉及的光学元件20A的结构图。图3中所示的光学元件20A是大致长方形的形状，并且在壁面20a的一部分形成有入射窗口21和出射窗口22。在本实施方式中，削去光学元件20A的一个角部而形成入射窗口21，削去另一角部而形成出射窗口22。

在该入射窗口21和出射窗口22上，通过直接加工分别形成有透过型的衍射光栅31、32。由此而变成在入射窗口21一体地形成有衍射光栅31，而在出射窗口22一体地形成有衍射光栅32。

作为光学元件20A，可以使用例如合成石英等的固体介质。合成石英在从紫外区域到红外区域的较宽的波长区域中透明性高，并且由于膨胀系数小，因此热的稳定性方面也很好。此外，光学元件20A也可以是硼硅玻璃、钠钙玻璃等其它玻璃材料，丙烯、聚丙烯等的塑料材料，蓝宝石、金刚石等单晶材料等。

另外，衍射光栅31、32形成在由与光学元件20A相同的介质构成的板上，该衍射光栅板也可以一体地贴付在入射窗口21和出射窗口22的每一个上。

在该光学元件20A中，激光从入射窗口21入射，在壁面20a多次反射并在其内部传播，并且通过出射窗口22出射。

激光在壁面20a被反射的时候，入射到该壁面20a的入射角成为临界角以上。例如，光学元件20A由合成石英构成的情况下，其折射率约为1.453，于是相对于空气的临界角为43.6度。因此，如果传播到由合成石英构成的光学元件20A中的光以相对于壁面20a呈45度的角度行进，则该光在壁面(合成石英和空气的界面)20a被全反射。由此，在这种情况下，没有必要将高反射的涂层(coating)施加到反射位置。

另外，激光仅通过各自形成在入射窗口21和出射窗口22的衍射光栅31、32一次，造成通过衍射光栅总计2次。

此处，如果激光在光学元件20A的内部传播，则例如依存于介质所具有的折射率分散而得到正的波长分散。由于该光学元件20A的介质引起的波长分散φ₊由下式(1)表示。

${\mathrm{\φ}}_{+}=\frac{{\mathrm{\λ}}^3}{2\mathrm{\π}{c}^2}\frac{d^{2}n}{d{\mathrm{\λ}}^2}{l}_m\·\·\·\left(1\right)$

λ：激光的波长

c：激光的速度

d²n/dλ²：光学元件20A的介质固有的二次折射率分散

l_m：光学元件20A内部的传播距离

激光为超短脉冲光的情况下，该波长分散φ₊扩大了超短脉冲光的脉冲幅度。

另外，激光一旦通过衍射光栅31、32，则例如得到负的波长分散。由于该衍射光栅31、32引起的波长分散φ_-由下式(2)表示。

${\mathrm{\φ}}_{-}=-\frac{4{\mathrm{\π}}^{2}C}{{\mathrm{\ω}}^3{d_g}^2}\frac{n{l}_g}{{\cos }^2\mathrm{\θ}}\·\·\·\left(2\right)$

ω：激光的角频率(ω＝2πc/λ)

d_g：衍射光栅31、32每个的刻线间隔

θ：衍射光栅31、32的光衍射角

n：光学元件20A的介质的固有的折射率

l_g：衍射光栅31、32之间的距离

激光为超短脉冲光的情况，该波长分散φ_-同样地扩大了超短脉冲光的脉冲幅度。

在本实施方式中，入射到衍射光栅31的衍射角和入射到衍射光栅32的入射角必须相等且等于θ。另外，在本实施方式中，衍射光栅31、32之间的距离l_g等于在光学元件20A内部的传播距离l_m。

由此，由于由光学元件20A的介质引起的波长分散φ₊和由衍射光栅31、32引起的波长分散φ_-的极性不同，因而可以通过由衍射光栅31、32引起的波长分散φ_-来补偿在光学元件20A的介质引起的波长分散φ₊。

作为补偿方法，作为φ₊+φ_-＝0，可以通过在衍射光栅31、32引起的波长分散φ_-来完全抵消在光学元件20A的介质引起的波长分散φ₊，而作为φ₊+φ_-≠0，可以通过衍射光栅31、32引起的波长分散φ_-来抵消激光振荡装置100(或者激光放大装置100A)全部的波长分散，这些波长分散包含：由光学元件20A的介质引起的波长分散φ₊，再加上激光振荡装置100(或者激光放大装置100A)内的光放大介质10和聚光透镜等的光学元件引起的波长分散。

例如，在保持超短脉冲光的状态将作为超短脉冲光的激光出射的情况下，使φ₊+φ_-＝0即可。如果激光的波长为λ＝0.8μm并且光学元件20A材料是合成石英，则合成石英的折射率是n＝1.453，二次折射率分散是3.988×10^-2。激光相对于衍射光栅以利特罗(リトロ一)配置而入射的情况下，为了使φ₊的φ_-的和成为0，与上述(1)式和(2)式相比，衍射光栅31、32的刻线数目为165.5grooves/mm即可。

根据该第一实施方式的光学元件20A，由于用于对激光的波长分散进行补偿的衍射光栅(波长分散补偿部)31、32分别一体地形成在构成光学元件20A的介质的入射窗口21和出射窗口22，因而容易进行衍射光栅31、32的位置调整。另外，可以降低由振动等的外部应力引起的衍射光栅31、32的位置偏移。因此，根据第一实施方式的光学元件20A，与现有技术相比，能更简单地对激光的波长分散进行补偿。

另外，衍射光栅31、32的位置精度和间隔精度取决于构成光学元件20A的介质的形成精度。由于构成光学元件20A的介质可以形成的精度极高，因而可以容易地提高衍射光栅31、32的位置精度和间隔精度。

另外，根据第一实施方式的光学元件20A，由于构成光学元件20A的介质的折射率大于空气的折射率，因而可以延长光学元件20A内部的激光传播的距离并延长光程长度(光程长度的延长)。此外，由于使光学元件20A内部的激光在壁面20a多次反射并传播，可以得到更长的光程长度。因此，在实现激光振荡装置100和激光放大装置100A等的光学装置的情况下，与采用激光在空气中传播同样的距离的结构的情况相比，可以实现光学装置的小型化。

另外，根据第一实施方式的光学元件20A，由于在上述(1)和(2)式中l_m＝l_g，因此，在任意传播距离，可使φ₊的φ_-的和成为0。即，可以同时实现光程长度的延长和波长分散补偿。

由此，根据第一实施方式的光学元件20A，由于任意的光程长度中的分散补偿是有可能的，因而能够实现光学装置小型化，并且进行超短脉冲激光的锁模。在锁模中，可以利用克尔透镜锁模(Kerr Lens mode locking)和采用半导体可饱和吸收体的被动锁模。使用半导体可饱和吸收体的情况下，由于有必要在半导体可饱和体上对光进行聚光，因此有必要在到达半导体可饱和体的光程的途中插入凹面镜。

(第二实施方式)

图4是本发明的第二实施方式所涉及的光学元件20B的结构图。图4所示的光学元件20B为，在光学元件20A中衍射光栅不形成在出射窗口22上，而形成在入射窗口21和出射窗口22以外的壁面20a的一部分23上的结构，从而与第一实施方式不同。光学元件20B的其它结构与光学元件20A相同。

在壁面20a的一部分23上，一体地贴付有通过直接加工而形成有反射型的衍射光栅33的衍射光栅板。作为衍射光栅板，优选为与上述光学元件20A的介质相同的材料。

该反射型的衍射光栅33优选蒸镀金属薄膜等来提高反射率。在这种情况下，优选为设置成衍射光相对于壁面20a以满足全反射条件的角度入射，也可以施加靠近反射膜的涂层。

此外，衍射光栅33也可以通过直接加工而一体地形成在壁面20a的一部分23上。

该第二实施方式的光学元件20B也可以得到与第一实施方式的光学元件20A同样的优点。

在第二实施方式的光学元件20B中，与第一实施方式的光学元件20A不同，在上述(1)式和(2)式中，光学元件20B内部的传播距离l_m和衍射光栅31、33之间的距离l_g变得不相等。该衍射光栅31、33之间的距离，即衍射光栅31、33之间的光程长度，可通过衍射光栅33的形成位置来变更。例如，根据图4，在衍射光栅31被衍射的激光在壁面20a全反射后而入射到衍射光栅33，但是如果减少在衍射光栅31、33之间的在壁面20a的全反射次数则可以缩短衍射光栅31、33之间的距离l_g，而如果增加在衍射光栅31、33之间的壁面20a的全反射次数则可以延长衍射光栅31、33之间的距离l_g。

由此，在第二实施方式的光学元件20B中，可以通过衍射光栅33的形成位置来调整衍射光栅31、33之间的距离l_g。如上述(2)式所示，由于由衍射光栅31、33引起的波长分散φ_-的值取决于衍射光栅31、33之间的距离l_g，因此根据第二实施方式的光学元件20B，可通过衍射光栅33的形成位置来任意进行波长分散的控制。

另外，在第二实施方式的光学元件20B中，也可以通过衍射光栅33的形成位置来调整光学元件20B内部的传播距离l_m。为了进行超短脉冲激光的锁模，有必要对光共振器之间的光程长度进行调整。根据第二实施方式的光学元件20B，可以通过衍射光栅33的形成位置来进行超短脉冲激光的锁模，并且可任意地进行任意光程长度的波长分散补偿。

(第三实施方式)

图5是本发明的第三实施方式所涉及的光学元件20C的结构图。图5所示的光学元件20C为，在光学元件20B中衍射光栅不形成在入射窗口21上，而形成在入射窗口21、出射窗口22和壁面20a的一部分23以外的壁面20a的另一部分24上的结构，从而与第二实施方式不同。光学元件20C的其它结构与光学元件20B相同。

在壁面20a的另一部分24上，同样地一体地贴付有通过直接加工而形成有反射型的衍射光栅34的衍射光栅板。作为衍射光栅板，优选与上述光学元件20A的介质相同的材料。

此外，衍射光栅34也可以通过直接加工而一体地形成在壁面20a的另一部分24上。

该第三实施方式的光学元件20C也可以得到与第二实施方式的光学元件20B同样的优点。

进一步地，在第三实施方式的光学元件20C中，由于可以通过衍射光栅33的形成位置再加上衍射光栅34的形成位置来调整衍射光栅33、34之间的距离l_g，即衍射光栅33、34之间的光程长度，因而能更加任意地进行波长分散的控制。

进一步地，在第三实施方式的光学元件20C中，由于也可以通过衍射光栅33的形成位置再加上衍射光栅34的形成位置来调整光学元件20C内部的传播距离l_m，因而可以更加任意地进行超短脉冲激光的锁模，并且可任意地进行任意光程长度的波长分散补偿。

(第四实施方式)

图6是本发明的第四实施方式所涉及的光学元件20D的结构图。图6所示的光学元件20D为，在光学元件20A中衍射光栅不形成在入射窗口21上而形成在内部光程的一部分25、26上的结构，从而与第一实施方式不同。光学元件20D的其它结构与光学元件20A相同。

光学元件20D的内部光程的一部分25、26，分别通过直接加工而一体地形成有透过型的衍射光栅35、36。近年来，使用激光等来对具有光透过性的介质的内部实施加工处理的技术正在被研究。例如，如果使用该技术，可在光学元件20D内部的任意部位形成衍射光栅。

该第四实施方式的光学元件20D也可以得到与第一实施方式的光学元件20A同样的优点。

进一步地，根据在第四实施方式的光学元件20D，与第三实施方式的光学元件20C相同，由于可以通过衍射光栅35、36的形成位置来调整衍射光栅35、36之间光程长度l_g，即衍射光栅35、36之间的光程长度，因而可更加任意地进行波长分散的控制。

进一步地，根据在第四实施方式的光学元件20D，与第三实施方式的光学元件20C相同，由于也可以通过衍射光栅35、36的形成位置来调整光学元件20D内部的传播距离l_m，因而可以更加任意地进行超短脉冲激光的锁模，并且可任意地进行任意光程长度的波长分散补偿。

(第五实施方式)

图7是本发明的第五实施方式所涉及的光学元件20E的结构图。图7所示的光学元件20E为，在光学元件20A中衍射光栅不形成在入射窗口21和出射窗口22上而仅仅在入射窗口21和出射窗口22以外的壁面20a的一部分27上形成一个，并且该部分27为光2次通过壁面20a的一部分27，从而与第一实施方式不同。

在壁面20a的一部分27上，与第二和第三实施方式相同，一体地贴付有通过直接加工而形成有反射型的衍射光栅37的衍射光栅板，作为衍射光栅板，优选为与上述光学元件20A的介质相同的材料。

此外，衍射光栅37也可以通过直接加工而一体地形成在壁面20a的一部分27上。

该第五实施方式的光学元件20E也可以得到与第一实施方式的光学元件20A同样的优点。

进一步地，根据在第五实施方式的光学元件20E，与第二至第四实施方式的光学元件20B～20D相同，由于可以通过衍射光栅37的形成位置来调整衍射光栅37间的距离l_g，即衍射光栅37间的光程长度，因而可更加任意地进行波长分散的控制。

进一步地，根据在第五实施方式的光学元件20E，与第二至第四实施方式的光学元件20B～20D相同，由于也可以通过衍射光栅37的形成位置来调整光学元件20E内部的传播距离l_m，因而可以更加任意地进行超短脉冲激光的锁模，并且可任意地进行任意光程长度的波长分散补偿。

进一步地，根据第五实施方式的光学元件20E，由于可以减少衍射光栅的数目，因此，制造变得容易并且可以实现低价格化。

(第六实施方式)

图8是本发明的第六实施方式所涉及的光学元件20F的结构图。图8所示的光学元件20F为，在光学元件20A中出射窗口22上不形成有衍射光栅32而形成有全反射板38的结构，从而与第一实施方式不同。光学元件20F的其它结构与光学元件20A相同。

在窗口22上，一体地贴付有通过直接加工而形成有全反射板38的衍射光栅板。由此，在本实施方式中，窗口22相当于激光的折返位置，而窗口21相当于出入射窗口。

该第六实施方式的光学元件20F也可以得到与第一实施方式的光学元件20A同样的优点。

进一步地，根据在第六实施方式的光学元件20F，由于作为光学元件20F，即使使用具有相同面积和体积的介质，也可以使光程长度变成2倍，因此，在实现激光振荡装置100和激光放大装置100A等的光学装置的情况下，可以实现光学装置的更加小型化。

进一步地，根据第六实施方式的光学元件20F，由于可以减少衍射光栅的数量，因此，制造变得容易并且可以实现低价格化。

(第七实施方式)

图9是本发明的第七实施方式所涉及的光学元件20G的结构图。图9所示的光学元件20G为，在光学元件20A中与第三实施方式的光学元件20C相同地在壁面20a的一部分23、24上进一步具备反射型的衍射光栅33、34的结构，从而与第一实施方式不同。光学元件20G的其它结构与光学元件20A相同。

该第七实施方式的光学元件20G也可以得到与第一实施方式的光学元件20A以及第三实施方式的光学元件20C同样的优点。

进一步地，第七实施方式的光学元件20G中，也可以通过激光4次被衍射来去除激光的空间上的分光状态。激光被衍射光栅31衍射并且空间上广延的激光通过衍射光栅33被变成平行光之后，在衍射光栅34处会聚成一点并在衍射光栅32处返回原来光束的大小。

在仅仅使用2个衍射光栅的情况下，理论上，衍射光栅33之后的平行光在空间上被分光，但是通过采用本结构而将光学元件设置在光共振器内的情况下，也就是说使光在光学元件内来回行进的前提的情况下，或者光的空间分光状态不成为问题的情况下，在不为上述任一情况的情况下，可以插入光学元件20G。光学元件20G，优选地被配置成入射光和出射光成为相同直线状。

(第八实施方式)

图10是本发明的第八实施方式所涉及的光学元件20H的结构图。图10所示的光学元件20H为，在光学元件20A中在入射窗口21和出射窗口22上替代衍射光栅31、32而分别具备棱镜39、40的结构，从而与第一实施方式不同。光学元件20H的其它结构与光学元件20A相同。

在光学元件20H中，入射窗口21被形成为相对于入射光形成非垂直面并具有棱镜的功能，而出射窗口22被形成相对于出射光形成非垂直面并具有棱镜的功能。由此，在光学元件20H中，棱镜一体地形成在入射窗口21和出射窗口22上。

进一步地，该入射窗口21和出射窗口22，优选地，以激光以布鲁斯特(ブリユ一スタ一)角出入射的方式形成。可以通过这样的结构来极大地降低棱镜界面的损失。

该第八实施方式的光学元件20H也可以得到与第一实施方式的光学元件20A同样的优点。

进一步地，根据第八实施方式的光学元件20H，由于倒角加工后，只需对入射窗口21和出射窗口22进行研磨，因此，制造容易，并且可实现低价格化。

此外，本发明并不限定于上述的本实施方式，而可进行各种变形。例如，在本实施方式中，光学元件20A～20H的介质的形状是大致长方体，但是作为光学元件20A～20H的介质的形状并不限定在大致长方体。

另外，在第一至第七实施方式中，示出了作为衍射光栅的形成位置，入射窗口、出射窗口、壁面的一部分、介质内部的一部分等的一个例子，但是作为这样形成位置的组合，各种各样的组合是可能适用的。

另外，在第四实施方式中，示例了在光学元件20D的介质的内部设置2个衍射光栅的情形，但是与第五实施方式相同，也可以是在光通过2次的部分上设置1个衍射光栅的情形。

产业上的利用可能性

本发明可以利用作为可以对激光的波长分散进行补偿的光学元件、激光振荡装置和激光放大装置。

Claims (11)

1.一种光学元件，其特征在于，

所述光学元件由具有光透过性的介质构成，且具有比空气的折射率大的折射率，并且使入射的激光在壁面多次反射且在内部传播，

所述光学元件具备：

入射窗口，位于所述壁面的一部分，用于使所述激光入射；

出射窗口，位于所述壁面的一部分，用于使在内部传播的激光出射；以及

波长分散补偿部，一体地位于所述介质的一部分，通过使所述激光至少经两次透过或反射来补偿波长分散。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部通过在所述介质的一部分上直接加工而形成。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部被贴付在所述介质的一部分上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部位于所述入射窗口和所述出射窗口中的至少任意一个，并且是透过型的波长分散补偿部。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部位于所述入射窗口和所述出射窗口以外的所述壁面，并且是反射型的波长分散补偿部。

6.根据权利要求1或2所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部位于所述介质的内部。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部是衍射光栅。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的光学元件，其特征在于，

所述波长分散补偿部是棱镜。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的光学元件，其特征在于，

所述入射窗口和所述出射窗口位于所述壁面的同一部位上。

10.一种激光振荡装置，其特征在于，

具备：

供给激励光的能量供给部；

接收所述激励光并生成激光的光放大介质；以及

根据权利要求1～9中任一项所述的光学元件，

所述光学元件使所述激光在壁面多次反射并在内部传播。

11.一种激光放大装置，其特征在于，

具备：

供给激励光的能量供给部；

通过接收种光并使用激励光对该种光进行放大来生成激光的光放大介质；以及

根据权利要求1～9中任一项所述的光学元件，

所述光学元件使所述激光在壁面多次反射并在内部传播。

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