CN105531888A - 激光放大装置 - Google Patents

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Abstract

从不同的方向对平面波导型激光放大器射入多个信号光，多个信号光经由不同的路径，由此，减少信号光未通过且无助于放大的区域。多个信号光在平面波导内经由不同的路径，第2信号光对第1信号光无法利用的部分的平面波导的增益加以利用。根据此结构，能够减少在平面波导型激光放大器内无助于信号光放大的区域，能够有效地放大多个信号光。

Description

激光放大装置
技术领域
本发明涉及进行激光放大的激光放大装置。
背景技术
平面波导型激光放大器由波导元件构成，在该波导元件中，由折射率比激光介质小的包层夹住激光介质的上下两面。在波导元件内，利用芯层与包层的全反射，在波导模式下传播激光。在平面波导元件内，利用激励光形成反转分布，激光经过该平面波导元件内，从而被放大。
在向平面波导型激光放大器输入激光时，从在平面波导元件的一部分上形成的防反射膜输入激光。另外，通过使激光在形成于平面波导元件的相对的侧面的全反射膜上进行多重反射，延长光路长度，提高放大增益。放大后的激光从在平面波导元件的一部分上形成的防反射膜输出。在以下的专利文献中记载了该平面波导型激光放大器的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US2003/0063884A1
发明内容
发明要解决的课题
在现有的平面波导型激光放大器中，在向平面波导元件输入信号光时，信号光在平面波导内的激励光通过的部分被放大。不过，虽然在平面波导内信号光未通过的区域中也由激励光形成反转分布，但该区域无助于信号光的放大。因此，需要减少即使输入激励光也无助于信号光放大的区域，基于一定的激励光来提高激光的输出。即，具有改善输出放大光相对于输入激励光的提取效率的课题。
本发明的实施方式是鉴于上述课题而完成的，其目的是改善输出放大光相对于输入激励光的提取效率。
解决问题的手段
为了达成上述目的，本发明中的激光放大装置的特征在于，具备：平面波导型激光放大器，其放大所输入的光并输出；以及输入部，其向所述平面波导型激光放大器同时输入多个光。
发明效果
在本发明的激光放大装置中，能够改善输出放大光相对于输入激励光的提取效率。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的平面波导型激光放大装置的结构。
图2是本发明的实施方式2的平面波导型激光放大装置的结构。
图3是本发明的实施方式3的平面波导型激光放大装置的结构。
图4是分割来自信号光用激光器的信号光的方法。
图5是分割来自信号光用激光器的信号光的其它方法。
图6是分割来自信号光用激光器的信号光的其它方法。
图7是本发明的实施方式4的平面波导型激光放大装置的结构。
图8是本发明的实施方式5的平面波导型激光放大装置的结构。
具体实施方式
实施方式1.
图1示出本发明的实施方式1的平面波导型激光放大装置的结构。图1(a)示出横向观察平面波导型激光放大装置的侧视图，图1(b)示出从上方观察的主视图。在图1中，1表示芯层，2表示包层，3表示激励光，4表示平面波导，5表示激励用半导体激光器，6表示全反射膜，7a、7b表示防反射膜，8表示第1信号光用激光器，9表示第2信号光用激光器，10表示第1信号光，11表示第2信号光，12表示激光放大器，13表示输入部。此外，在各图中，同一标号表示相同或相应部分。
在图1(a)中，平面波导4内的芯层1的材质为固体，可使用一般的激光介质。作为激光介质，使用吸收从激励用半导体激光器5射出的激励光3的材质。激励用半导体激光器5是输出激励光3并射入到平面波导4内的激励光源。作为芯层1的介质，例如采用Nd：YAG、Yb：YAG、Er：YAG、Tm：YAG、Ho：YAG、Nd：YLF、Yb：YLF、Er：YLF、Tm：YLF、Ho：YLF、Nd：Glass、Cr：LiSAF、Ti：Sapphire等。
在平面波导4中，在芯层1的上下表面形成包层2，包层2发挥在芯层1内封入激励光3的作用。包层2的包覆材料由比芯层1的折射率n1低的折射率n2(n1＞n2)的介质构成。作为包层2的介质，例如可采用SiO2、Al2O3、MgF2等。
在图1(b)中，激光放大装置由激光放大器12和输入部13构成。输入部13包含第1信号光用激光器8和第2信号光用激光器9，分别输出相同波长的第1信号光10和第2信号光11。另外，作为第1信号光用激光器8和第2信号光用激光器9，可采用半导体激光器或光纤激光器。这样，输入部13对激光放大器12同时输入多个光，所输入的多个光被平面波导4放大。
激光放大器12包含平面波导4和激励用半导体激光器5，在平面波导4的两个侧面具有全反射膜6和防反射膜7a、7b。全反射膜6是反射第1信号光10以及第2信号光11的介质，其形成在射入激励光3的平面波导4的两个侧面。防反射膜7a、7b是透过第1信号光10以及第2信号光11的介质，其施加在形成有全反射膜6的侧面的一部分上。
接着，说明动作。在激光放大器12中，从平面波导4的侧面射入从激励用半导体激光器5射出的激励光3。已射入到平面波导4内的激励光3在芯层1的上下表面即与包层2的界面上进行全反射。在芯层1与包层2的界面上进行全反射的激励光3被封闭在芯层1的内部而被引导。封闭在芯层1的内部而被引导的激励光3被芯层1吸收，形成反转分布，产生激光增益。
在输入部13中，第1信号光10从第1信号光用激光器8输出，经由防反射膜7a输入到平面波导4。第1信号光10在平面波导4内、在芯层1与包层2的界面上进行全反射。在芯层1与包层2的界面进行全反射的第1信号光10被封闭在芯层1的内部而被引导。第1信号光10在形成于平面波导4的侧面的全反射膜6之间反复进行反射并且曲折地行进，根据由激励用半导体激光器5在平面波导4内激励的激光增益进行放大。第1信号光10透过在平面波导4的侧面形成的防反射膜7b，输出至平面波导4的外部。
从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11也经由防反射膜7a输入到平面波导4。第2信号光11与第1信号光10同样地被封闭在芯层1的内部而被引导，透过防反射膜7b输出到平面波导4的外部。
在实施方式1中，虽然由输入部13生成的多个光即第1信号光10和第2信号光11从相同的侧面向激光放大器12内的平面波导4输入，但向平面波导4输入的角度不同。因此，第2信号光11能够在平面波导4内经由与第1信号光10不同的路径，对第1信号光10无法利用的部分的平面波导4的增益加以利用。
这样，在本发明的实施方式1中，具备放大并输出所输入的光的激光放大器12和对激光放大器12同时输入多个光的输入部。当采用这样的结构时，作为多个光的第1信号光10和第2信号光11分别经由不同的路径，由此，射入到在芯层1形成反转分布的激励光3中，提高激光的放大率。结果，能够针对一定强度的激励光3获得高于现有的平面波导型激光放大器的提取效率，能够改善输出放大光相对于输入激励光的提取效率。另外，当设定为信号光的输出相同时，与利用单独的信号光来提取输出的现有技术相比，能够降低每个信号光的输出，能够抑制布里渊散射、拉曼散射等的非线性效应。
实施方式2.
在实施方式1中，输入部13从激光放大器12的相同的侧面输入第1信号光10和第2信号光11，与此相对，实施方式2示出以下这样的结构：从激光放大器12的不同的侧面向激光放大器12输入第1信号光10和第2信号光11。
图2示出本发明的实施方式2的平面波导型激光放大装置的结构。图2(a)表示横向观察平面波导型激光放大器的侧视图，图2(b)表示从上面观察的主视图。在图2中，7c、7d表示防反射膜，14、15表示输入部。
在实施方式2中，处于输入部14内的第1信号光10经由处于激光放大器12的1个侧面的防反射膜7a输入到激光放大器12内的平面波导4。另一方面，处于输入部15的第2信号光11经由处于激光放大器12的另一侧面的防反射膜7c输入到激光放大器12的平面波导4。在平面波导4内经由防反射膜7a输入的第1信号光10在芯层1与包层2的界面上进行全反射。将在芯层1与包层2的界面上进行全反射的第1信号光10被封闭在芯层1的内部而被引导。第1信号光10在与导波方向垂直的方向上，在形成于平面波导4的侧面的全反射膜6之间反复进行反射并且曲折地行进，根据在平面波导4内由激励用半导体激光器5激励的激光增益进行放大。第1信号光10透过形成于平面波导4的侧面的防反射膜7b，输出到平面波导4的外部。
同样，经由设置在与防反射膜7a相对的激光放大器12的侧面的防反射膜7c输入的第2信号光11在平面波导4内被封闭在芯层1的内部而被引导。第2信号光11在形成于平面波导4的侧面的全反射膜6之间反复进行反射并且曲折地行进，根据由激励用半导体激光器5在平面波导4内激励的激光增益进行放大。此时，第2信号光11在平面波导4中经由与第1信号光10不同的路径。第2信号光11透过形成于平面波导4的侧面的防反射膜7d，输出至平面波导4的外部。这样，特征是，输入部14、15向激光放大器12的不同侧面输入多个光。
第2信号光11在平面波导4内经由与第1信号光10不同的路径，对第1信号光10无法利用的部分的平面波导4的增益加以利用。其结果是，当采用本发明的实施方式2所示的结构时，可获得高于现有的平面波导型激光放大器的提取效率。虽然在实施方式1中第1信号光10与第2信号光11的输入输出是相同的位置，但在实施方式2中第1信号光10与第2信号光11的输入输出位置不同。具体地说，输入部14、15分别从激光放大器12的不同的侧面向激光放大器12输入第1信号光10和第2信号光11。其结果是，防反射膜7a中的激光功率密度低于实施方式1的情况，并能够降低由于激光输出引起的防反射膜7b劣化的可能性。
实施方式3.
在实施方式1、2中，从独立的信号光用激光器射出第1信号光10和第2信号光11，与此相对，在实施方式3中示出从同一信号光用激光器射出第1信号光10和第2信号光11的结构。
图3示出本发明的实施方式3的平面波导型激光放大装置的结构。图3(a)表示从横向观察平面波导型激光放大器的侧视图，图3(b)表示从上面观察的主视图。在图3中，16、17表示全反射镜，18表示分束器，20表示信号光用激光器。
实施方式3的特征是，利用单个信号光用激光器20输出在实施方式1和实施方式2中从独立的信号光用激光器输出的信号光。在输入部13中从单个信号光用激光器20输出的信号光由分束器18分割为第1信号光10和第2信号光11。第1信号光10由全反射镜16进行角度调整，经由防反射膜7a输入到平面波导4。同样，第2信号光11也由全反射镜17进行角度调整，经由防反射膜7a输入到平面波导4。这样，利用分束器18等的分束器分割从单个信号光用激光器20输出的光来生成多个光，从不同的位置向激光放大器12内的平面波导4输入多个光。
图4是说明将从单个信号光用激光器20输出的信号光分割为第1信号光10和第2信号光11的方法的图。采用无偏振激光器22作为信号光用激光器20。在图中，21表示半波长板，22表示无偏振激光器。在无偏振激光器22中，与图4的纸面垂直的偏振光以及平行的偏振光混合存在。在将从无偏振激光器22输出的混有偏振光的激光输入至偏振分束器18时，与纸面垂直的偏振光成分被偏振分束器18反射，成为第1信号光10。另一方面，与纸面平行的偏振光成分在偏振分束器18中透过，成为第2信号光11。这样，可利用偏振分束器18分离为多个光。另外，在对第1信号光10或第2信号光11插入半波长板21时，能够使第1信号10和第2信号11的偏振方向统一成相同的方向。根据在图4中说明的方法，可从单个激光器获得第1信号光10和第2信号光11，可使第1信号光10与第2信号光11的波长或光束质量相同。这样，在输入部13中，通过把利用偏振分束器18等的分束器分割的多个光中的一方输入至半波长板，统一多个光的偏振方向。
图5是说明将从单个信号光用激光器20输出的信号光分割为第1信号光10和第2信号光11的其它方法的图。在图中，23表示半波长板，24表示线偏振激光器。采用线偏振激光器24作为信号光用激光器20。线偏振激光器24与图5的纸面平行地进行偏振。使与纸面平行地进行偏振的激光器的偏振光经由半波长板23旋转45度。当把偏振光旋转45度后的激光输入至偏振分束器18时，与纸面垂直的偏振光成分由偏振分束器18进行反射，成为第1信号光10，与纸面平行的偏振光成分在偏振分束器18中透过，成为第2信号光11。其结果是，可分离为第1信号光10和第2信号光11。另外，在对第1信号光10或第2信号光11插入半波长板21时，能够使第1信号光10与第2信号光11的偏振方向统一成相同的方向。根据在图5中说明的方法，可从单个激光器获得第1信号光10和第2信号光11，使第1信号光10与第2信号光11的波长或光束质量等相同。另外，利用置于偏振分束器18前面的半波长板23调整激光器的偏振光的旋转角。可通过调整激光器的偏振光的旋转角，来任意地调整第1信号光10和第2信号光11的功率的比率。
图6是说明将从单个信号光用激光器输出的信号光分割为第1信号光10和第2信号光11的其它方法的图。在图中，25表示部分反射镜。信号光用激光器20只要是无偏振激光器22或线偏振激光器24中的任意一个即可。来自信号光用激光器20的输出可利用部分反射镜25的透过和反射而分离为第1信号光10和第2信号光11。根据在图6中说明的方法，可从单个激光器获得第1信号光10和第2信号光11，可使第1信号光10与第2信号光11的波长或光束质量等相同。通过选择部分反射镜25的反射率，可任意地调整第1信号光10与第2信号光11的功率的比率。
这样，在实施方式3中，输入部13从激光放大器12的不同角度输入多个光。根据这样的结构，可获得高于现有的平面波导型激光放大器的提取效率。另外，利用偏振分束器18等的分束器分割从单个信号光用激光器20输出的信号光，来生成多个光。根据这样的结构，可利用单个信号光用激光器20生成多个光，可有效地生成多个光。此外，输入部13把利用分束器分割的多个光中的一方输入至半波长板。根据本结构，能够统一多个光的偏振方向。
实施方式4.
在实施方式1～3中，第1信号光10和第2信号光11具有相同的波长，与此相对，在实施方式4中示出作为多个光的第1信号光10和第2信号光11具有不同的波长的结构。
图7示出本发明的实施方式4的平面波导型激光放大装置的结构。图7(a)示出横向观察平面波导型激光放大装置的侧视图，图7(b)示出从上面观察的主视图。
从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11具有与从第1信号光用激光器8输出的第1信号光10不同的波长。从第1信号光用激光器8输出的第1信号光10和从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11经由防反射膜7a输入到平面波导4。
实施方式4与实施方式1同样，将第1信号光10和第2信号光11封闭在芯层1的内部而被引导。但是，从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11具有与从第1信号光用激光器8输出的第1信号光10不同的波长。因此，能够从一个平面波导型激光放大器输出多个波长。另外，如果具有激光增益不均匀的扩展，则波长不同的多个信号光具有不同的放大率。在此情况下，能够减轻由于在特定频率的光谱中产生孔的光谱烧孔(spectralholeburning)效应引起的增益降低，提高提取效率。
另外，利用偏振分束器18等分束器分割从单个信号光用激光器20输出的信号光，来生成多个光。根据这样的结构，能够利用单个信号光用激光器20生成多个光，能够有效地生成多个光。此外，输入部13将利用分束器分割的多个光中的一方输入至半波长板。根据本结构，能够统一多个光的偏振方向。
至此，以如下这样的单包覆构造进行了说明：在芯层1的上下表面设置包层2，使激励光和信号光在芯层1与包层2的界面进行全反射，封闭在芯层1的内部。作为其它方式，还可以在包层2的上下表面设置折射率比包层2低的第2包层。在此情况下，激励光3在包层2与第2包层的界面上进行全反射后封闭在芯层1与包层2的内部。另外，信号光在芯层1与包层2的界面进行全反射后封闭在芯层1中。利用这样的双重包覆构造的波导，也能够实施上述实施方式1～4所述的方法。
这样，在实施方式4中，输入部13将波长不同的多个光输入到激光放大器12。通过这样的结构，可获得比现有的平面波导型激光放大器高的提取效率。
本发明在其发明的范围内可进行各实施方式的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形或省略。例如，信号光用激光器可以是3个以上。另外，激光放大器12也可以是平面波导型激光放大器。
实施方式5.
虽然在实施方式1～4中没有记载具有不同的偏振光的多个信号光具有不同的波长的具体结构，但在实施方式5中描述该情况下的效果上的结构。尤其说明以下这样的方式：通过采用在根据偏振方向不同的波长处具有最大增益的激光介质，按照使得各自的增益成为最大的偏振方向的朝向，将波长不同的多个信号光输入至平面波导型激光放大器，并利用各自的信号光获得最大的放大增益。
图8示出本发明的实施方式5的平面波导型激光放大装置的结构。图8(a)示出横向观察平面波导型激光放大装置的侧视图，图8(b)示出从上面观察的主视图。
实施方式5的特征是，从第1信号光用激光器8输出的第1信号光10和从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11分别具有不同的波长，此外，偏振方向相互垂直。另外，特征是，芯层1由在根据激光的偏振方向不同的波长处具有最大增益的激光介质形成。作为在根据激光的偏振方向而不同的波长处具有最大增益的激光介质，例如可举出Nd：YLF等。关于Nd：YLF，信号光在P偏振光(与晶体的c轴垂直的方向)中在波长1047nm处具有较高的增益，在S偏振光(与晶体的c轴平行的方向)中在波长1053nm处具有较高的增益。
第1信号光10具有1053nm的波长，为了相对于芯层1成为P偏振光，经由处于激光放大器12的1个侧面的防反射膜7a而输入至激光放大器12内的平面波导4。另一方面，处于输入部15的第2信号光11具有1047nm的波长，为了相对于芯层1成为S偏振光，经由处于激光放大器12的另一侧面的防反射膜7c输入至激光放大器12的平面波导4。此外，芯层1的晶体的c轴是与波导的厚度方向平行的方向(芯层1的晶体的c轴与包层2垂直)。向平面波导4输入的第1信号光10在平面波导4内，在芯层1与包层2的界面进行全反射，封闭在芯层1的内部而被引导。第1信号光10在形成于平面波导4的侧面的全反射膜6之间反复进行反射并且曲折地行进，根据利用激励用半导体激光器5在平面波导4内激励的激光增益进行放大。第1信号光10透过在平面波导4的侧面形成的防反射膜7b后输出至平面波导4的外部。
同样，经由在与防反射膜7a相对的激光放大器12的侧面设置的防反射膜7c输入的第2信号光11在平面波导4内被封闭在芯层1的内部而被引导。第2信号光11在形成于平面波导4的侧面的全反射膜6之间反复进行反射并且曲折地行进，根据利用激励用半导体激光器5在平面波导4内激励的激光增益，放大波长1047nm的信号光。此时，第2信号光11在平面波导4中经由与第1信号光10不同的路径。
实施方式5与实施方式4相同，从第2信号光用激光器9输出的第2信号光11具有与从第1信号光用激光器8输出的第1信号光10不同的波长。信号光10的波长1053nm和信号光11的波长1047nm利用激光增益相同的跃迁带，所以，当信号光10和信号光11在平面波导4中通过相同的路径时，具有更大增益的波长1047nm的信号光11与增益小的波长1053nm的信号光10相比，输出变大，但在实施方式5中，信号光10和信号光11在平面波导4中经由不同的路径，第1信号光10能够对第2信号光11未利用的部分的平面波导4的增益加以利用。通过采用这样的结构，可以从一个平面波导型激光放大器，以较高的输出来获得不同波长的信号光。
至此，以如下这样的单包覆构造进行了说明：在芯层1的上下表面设置包层2，将激励光和信号光在芯层1与包层2的界面进行全反射，封闭在芯层1的内部。作为其它方式，还可以在包层2的上下表面设置折射率比包层2低的第2包层。在此情况下，激励光3在包层2与第2包层的界面进行全反射，封闭在芯层1与包层2的内部。另外，信号光在芯层1与包层2的界面进行全反射，封闭在芯层1内。利用这样的双重包覆构造的波导，也能够实施实施方式5所述的方法。
本发明在其发明的范围内，可进行实施方式5与实施方式1～4的自由组合或者各实施方式的任意的结构要素的变形或省略。例如，信号光用激光可以是3个以上。另外，激光放大器12也可以是采用厚板型的激光介质的激光放大器。
标号说明
1：芯层，2：包层，3：激励光，4：平面波导，5：激励用半导体激光器，6：全反射膜，7a、7b：防反射膜，8：第1信号光用激光器，9：第2信号光用激光器，10：第1信号光，11：第2信号光，12：激光放大器，13：输入部，16，17：全反射镜，18：偏振分束器，20：信号光用激光器，21：半波长板，22：无偏振激光器，23：半波长板，24：线偏振激光器，25：部分反射镜，26：第1信号光的偏振方向，27：第2信号光的偏振方向。

Claims (9)

1.一种激光放大装置，其特征在于，其具备：
平面波导型激光放大器，其放大所输入的光并输出；以及
输入部，其向所述平面波导型激光放大器同时输入多个光。
2.根据权利要求1所述的激光放大装置，其特征在于，
所述输入部从所述平面波导型激光放大器的不同角度或不同侧面输入所述多个光。
3.根据权利要求1或2所述的激光放大装置，其特征在于，
所述输入部利用分束器分割从单个信号光用激光器输出的光来生成所述多个光。
4.根据权利要求3所述的激光放大装置，其特征在于，
所述输入部设置有半波长板，利用分束器分割后的所述多个光中的一方被输入该半波长板。
5.根据权利要求1或2所述的激光放大装置，其特征在于，
所述多个光具有不同的波长。
6.根据权利要求1所述的激光放大装置，其特征在于，
所述平面波导型激光放大器包含平板状激光介质和在所述平板状激光介质的上下表面形成的包层，所述多个光在形成于所述上下表面的包层处被全反射而被封闭在所述平板状激光介质内。
7.根据权利要求6所述的激光放大装置，其特征在于，
所述多个光在所述平面状激光介质内经由不同的路径。
8.根据权利要求7所述的激光放大装置，其特征在于，
所述平板状激光介质被光激励，
所述平面波导型激光放大器内的平面波导在输入所述光的侧面具有反射膜以及防反射膜。
9.根据权利要求1、2、6至8中任意一项所述的激光放大装置，其特征在于，
所述多个光是具有相互垂直的偏振方向的不同波长的光，
所述平面波导型激光放大器所包含的激光介质在根据所述输入的光的偏振方向而不同的波长处具有最大的增益。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102626918B1 (ko) 2017-02-02 2024-01-18 삼성전자주식회사 증폭 도파 장치 및 이를 포함한 증폭 빔 스티어링 장치
CN114336255B (zh) 2020-09-30 2024-08-09 华为技术有限公司 一种光纤放大装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200781A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp レ−ザ装置
US20030063884A1 (en) * 2001-01-04 2003-04-03 Smith Duane D. Power scalable optical systems for generating, transporting, and delivering high power, high quality, laser beams
US20060114961A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Manni Jeffrey G High-gain diode-pumped laser amplifier
JP2009277943A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Mitsubishi Electric Corp 光増幅器及び光発振器
CN101877455A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 高Q技术有限公司 激光放大装置和激光放大方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02260678A (ja) * 1989-03-31 1990-10-23 Hoya Corp レーザ装置
US5268787A (en) * 1993-02-17 1993-12-07 Energy Compression Research Corp. Multiple-pass method and apparatus for laser amplification
FR2756672B1 (fr) 1996-12-04 1999-03-12 Thomson Csf Dispositif amplificateur de lumiere a deux faisceaux incidents
US6330088B1 (en) * 1998-02-27 2001-12-11 Zebra Imaging, Inc. Method and apparatus for recording one-step, full-color, full-parallax, holographic stereograms
US6483859B1 (en) 1999-06-24 2002-11-19 Lockheed Martin Corporation System and method for high-speed laser detection of ultrasound
JP2003023194A (ja) * 2001-07-05 2003-01-24 Japan Atom Energy Res Inst 固体レーザー増幅器
JP2005251981A (ja) 2004-03-04 2005-09-15 Japan Atom Energy Res Inst 固体レーザーの増幅法
US7280571B2 (en) 2004-11-23 2007-10-09 Northrop Grumman Corporation Scalable zig-zag laser amplifier
JP5117681B2 (ja) * 2006-02-21 2013-01-16 三菱電機株式会社 再生増幅器及び利得平滑化方法
US7796671B2 (en) * 2008-03-31 2010-09-14 Electro Scientific Industries, Inc. Multi-pass optical power amplifier
US8149886B2 (en) * 2009-04-28 2012-04-03 High Q Technologies Gmbh Laser amplifier system and laser amplifier method
JP2011129826A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp 固体レーザ装置
JP2012078813A (ja) * 2010-09-06 2012-04-19 Osaka Univ レーザ装置
KR20140006782A (ko) 2010-09-06 2014-01-16 오사카 유니버시티 레이저장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200781A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp レ−ザ装置
US20030063884A1 (en) * 2001-01-04 2003-04-03 Smith Duane D. Power scalable optical systems for generating, transporting, and delivering high power, high quality, laser beams
US20060114961A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Manni Jeffrey G High-gain diode-pumped laser amplifier
JP2009277943A (ja) * 2008-05-15 2009-11-26 Mitsubishi Electric Corp 光増幅器及び光発振器
CN101877455A (zh) * 2009-04-28 2010-11-03 高Q技术有限公司 激光放大装置和激光放大方法

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