JP2000323774A - 高速並列波面センサを有する改良高速平均パワー・ファイバ・レーザ・システム - Google Patents
高速並列波面センサを有する改良高速平均パワー・ファイバ・レーザ・システムInfo
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速並列波面センサを有する高平均パワーの
ファイバ・レーザ・システムを提供する。 【解決手段】 主レーザ信号を発生するマスタ発振器２
２と、主レーザ信号をＮ個の二次レーザ信号に分割する
ビーム・スプリッタ・アレイ２４と、主レーザ信号の周
波数をシフトする光周波数シフタ４８と、Ｎ個の二次レ
ーザ信号の位相補償を行う位相変調器アレイ２６と、Ｎ
個の二次レーザ信号を増幅し、出力ビームを発生するＮ
個の単一モード・デュアル・クラッド・ファイバ増幅器
２８と、出力ビームの波面をサンプリングし、サンプル
信号アレイを規定するビーム・サンプラと、サンプル信
号アレイに応答し、サンプル信号のアレイおよびシフト
した主レーザ信号を干渉的に結合し、サンプル信号のア
レイの位相状態に対応する位相を有するヘテロダイン光
信号アレイを形成する手段と、ヘテロダイン光信号のア
レイに応答し、位相状態に線形に比例する複数のフィー
ドバック信号を位相変調器アレイに供給し、二次レーザ
信号の位相補償を行う手段とを備える。
ファイバ・レーザ・システムを提供する。 【解決手段】 主レーザ信号を発生するマスタ発振器２
２と、主レーザ信号をＮ個の二次レーザ信号に分割する
ビーム・スプリッタ・アレイ２４と、主レーザ信号の周
波数をシフトする光周波数シフタ４８と、Ｎ個の二次レ
ーザ信号の位相補償を行う位相変調器アレイ２６と、Ｎ
個の二次レーザ信号を増幅し、出力ビームを発生するＮ
個の単一モード・デュアル・クラッド・ファイバ増幅器
２８と、出力ビームの波面をサンプリングし、サンプル
信号アレイを規定するビーム・サンプラと、サンプル信
号アレイに応答し、サンプル信号のアレイおよびシフト
した主レーザ信号を干渉的に結合し、サンプル信号のア
レイの位相状態に対応する位相を有するヘテロダイン光
信号アレイを形成する手段と、ヘテロダイン光信号のア
レイに応答し、位相状態に線形に比例する複数のフィー
ドバック信号を位相変調器アレイに供給し、二次レーザ
信号の位相補償を行う手段とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、高平均
パワー・ファイバ・レーザ・システムに関し、更に特定
すれば、高速平行波面を含むかかるシステムに関するも
のである。
パワー・ファイバ・レーザ・システムに関し、更に特定
すれば、高速平行波面を含むかかるシステムに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】本願は、所有権者が同一である、同時係
属中の１９９８年８月１１日出願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉ
ｎｅ（Ｈ．コミネ）、米国特許出願番号第０９／１３
２，１６８号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ
Ｆｉｂｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ
Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ」（位相共役を有
する高平均パワー・ファイバ・レーザ・システム）、１
９９８年４月２４日出願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉｎｅ
（Ｈ．コミネ）、米国特許出願番号第０９／０６６，０
６３号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏ
ｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｗｉｔｈ Ｐｈａｓ
ｅ Ｆｒｏｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ」（位相面制御を有す
る高平均パワー固体レーザ）、１９９８年８月１１日出
願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉｎｅ（Ｈ．コミネ）、米国特許
出願番号第０９／１３２，１７８号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅ
ｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｂｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍＷｉｔｈ Ｐｈａｓｅ Ｆｒｏｎｔ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ」（位相面制御を有する高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システム）、ならびに、本願と同時に出願さ
れた、発明者Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ドナ
ルドヘフリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ
（リー・ヘフリンガ）、「ＡＤｙｎａｍｉｃ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ」（動的光学マイクロメ
ータ）、発明者Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ド
ナルドヘフリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ
（リー・ヘフリンガ）、「Ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ」（動的光位相状態検出器）、および発明者Ｓｔｅｐ
ｈｅｎ Ｂｒｏｓｎａｎ（スティーブン・ブロスナ
ン）、Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ドナルドヘ
フリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（リー・
ヘフリンガ）、「Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｗａｖｅｆｒ
ｏｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ」（ヘテロダイン波面センサ）に
関連する。
属中の１９９８年８月１１日出願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉ
ｎｅ（Ｈ．コミネ）、米国特許出願番号第０９／１３
２，１６８号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ
Ｆｉｂｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｗｉｔｈ
Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｊｕｇａｔｉｏｎ」（位相共役を有
する高平均パワー・ファイバ・レーザ・システム）、１
９９８年４月２４日出願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉｎｅ
（Ｈ．コミネ）、米国特許出願番号第０９／０６６，０
６３号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏ
ｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌａｓｅｒ Ｗｉｔｈ Ｐｈａｓ
ｅ Ｆｒｏｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ」（位相面制御を有す
る高平均パワー固体レーザ）、１９９８年８月１１日出
願、発明者Ｈ．Ｋｏｍｉｎｅ（Ｈ．コミネ）、米国特許
出願番号第０９／１３２，１７８号「Ｈｉｇｈ Ａｖｅ
ｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｆｉｂｅｒ Ｌａｓｅｒ Ｓｙ
ｓｔｅｍＷｉｔｈ Ｐｈａｓｅ Ｆｒｏｎｔ Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ」（位相面制御を有する高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システム）、ならびに、本願と同時に出願さ
れた、発明者Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ドナ
ルドヘフリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ
（リー・ヘフリンガ）、「ＡＤｙｎａｍｉｃ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ」（動的光学マイクロメ
ータ）、発明者Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ド
ナルドヘフリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ
（リー・ヘフリンガ）、「Ａ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｏｐｔ
ｉｃａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｔｅｃｔｏ
ｒ」（動的光位相状態検出器）、および発明者Ｓｔｅｐ
ｈｅｎ Ｂｒｏｓｎａｎ（スティーブン・ブロスナ
ン）、Ｄｏｎａｌｄ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（ドナルドヘ
フリンガ）およびＬｅｅ Ｈｅｆｌｉｎｇｅｒ（リー・
ヘフリンガ）、「Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｗａｖｅｆｒ
ｏｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ」（ヘテロダイン波面センサ）に
関連する。
【０００３】高パワー・レーザ兵器システムは、当技術
分野では一般に公知である。かかる高パワー・レーザ・
システムの一例は、本願と所有権者が同一の米国特許第
５，１９８，６０７号に開示されている。かかるレーザ
兵器システムは、通常、高パワー・レーザ兵器、および
弾道ミサイル、巡航ミサイル、爆撃機等のような目標上
に高パワー・レーザをロック（固定）する追跡システム
を含む。かかるレーザ兵器は、かかる目標を破壊即ち
「消滅」（ｋｉｌｌ）するために用いられる。
分野では一般に公知である。かかる高パワー・レーザ・
システムの一例は、本願と所有権者が同一の米国特許第
５，１９８，６０７号に開示されている。かかるレーザ
兵器システムは、通常、高パワー・レーザ兵器、および
弾道ミサイル、巡航ミサイル、爆撃機等のような目標上
に高パワー・レーザをロック（固定）する追跡システム
を含む。かかるレーザ兵器は、かかる目標を破壊即ち
「消滅」（ｋｉｌｌ）するために用いられる。
【０００４】かかるレーザ兵器システムは、比較的大型
の化学レーザを採用することが知られている。しかしな
がら、かかる化学レーザにはいくつかの欠点がある。例
えば、かかる化学レーザは比較的嵩張り、特殊な燃料を
必要とするので、戦場（ｆｉｅｌｄ）における配備には
ロジスティック（兵站学的）な困難が生ずる。したがっ
て、比較的効率的で、発電機によって動作可能な小型レ
ーザ兵器を供給する必要性が生じている。ところが、比
較的小型で効率的な公知のファイバ・レーザ・システム
のパワー出力レベルは、これまでのところレーザ兵器シ
ステムに用いるには不十分であった。かかるファイバ・
レーザがデュアル・クラッド（ｄｕａｌ−ｃｌａｄ）光
ファイバを含むことは公知である。即ち、この光ファイ
バは、例えばＳｉＯ2で形成されＹｂまたはＮｂ，Ｅｒ
あるいはその他の希土類イオンがドープされたコアを含
むことが知られている。ドープされたコアは、異なる屈
折率を有する２層の異なるクラディング層によって被覆
され、光ファイバ内で光の全反射を生じて単一モード・
ファイバを形成する。かかるファイバ・レーザに用いら
れる光ファイバの例が、米国特許第４，８１５，０７９
号、第５，０８７，１０８号、第５，２１８，６６５
号、第５，２９１，５０１号、第５，４６１，６９２
号、第５，５３０，７０９号、第５，５６６，１９６号
に開示されている。かかるファイバ・レーザは、ダイオ
ード・ポンプされ、例えば３５ワットまでの比較的低い
平均パワー・レベルを、約７０％の光対光効率（ｌｉｇ
ｈｔ−ｔｏ−ｌｉｇｈｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）で発
生することが知られている。しかしながら、ファイバ・
レーザは、このようにパワー・レベルが比較的低いため
に、防衛用途を含む多くの用途には不適当となってしま
っている。
の化学レーザを採用することが知られている。しかしな
がら、かかる化学レーザにはいくつかの欠点がある。例
えば、かかる化学レーザは比較的嵩張り、特殊な燃料を
必要とするので、戦場（ｆｉｅｌｄ）における配備には
ロジスティック（兵站学的）な困難が生ずる。したがっ
て、比較的効率的で、発電機によって動作可能な小型レ
ーザ兵器を供給する必要性が生じている。ところが、比
較的小型で効率的な公知のファイバ・レーザ・システム
のパワー出力レベルは、これまでのところレーザ兵器シ
ステムに用いるには不十分であった。かかるファイバ・
レーザがデュアル・クラッド（ｄｕａｌ−ｃｌａｄ）光
ファイバを含むことは公知である。即ち、この光ファイ
バは、例えばＳｉＯ2で形成されＹｂまたはＮｂ，Ｅｒ
あるいはその他の希土類イオンがドープされたコアを含
むことが知られている。ドープされたコアは、異なる屈
折率を有する２層の異なるクラディング層によって被覆
され、光ファイバ内で光の全反射を生じて単一モード・
ファイバを形成する。かかるファイバ・レーザに用いら
れる光ファイバの例が、米国特許第４，８１５，０７９
号、第５，０８７，１０８号、第５，２１８，６６５
号、第５，２９１，５０１号、第５，４６１，６９２
号、第５，５３０，７０９号、第５，５６６，１９６号
に開示されている。かかるファイバ・レーザは、ダイオ
ード・ポンプされ、例えば３５ワットまでの比較的低い
平均パワー・レベルを、約７０％の光対光効率（ｌｉｇ
ｈｔ−ｔｏ−ｌｉｇｈｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）で発
生することが知られている。しかしながら、ファイバ・
レーザは、このようにパワー・レベルが比較的低いため
に、防衛用途を含む多くの用途には不適当となってしま
っている。
【０００５】かかるファイバ・レーザの平均パワー出力
を高めるために、種々の試みがあった。かかる試みの例
が、米国特許第５，１２１，４６０号および第５，３７
３，５７６号に開示されている。かかる試みは、一般
に、比較的複雑な光ファイバの使用を伴う。例えば、’
４６０特許は、楕円形状をした融解シリカ（溶融石英）
の第１マルチ・モード・クラッディングで包囲され、ネ
オジウム・ドープ（された）主コアを有する光ファイバ
の使用を教示する。サマリウム・ドープ補助（二次）コ
アが、第１クラッディング層内の第１コア周囲に形成さ
れている。補助コアは、高次モードを抑制するために利
用されている。
を高めるために、種々の試みがあった。かかる試みの例
が、米国特許第５，１２１，４６０号および第５，３７
３，５７６号に開示されている。かかる試みは、一般
に、比較的複雑な光ファイバの使用を伴う。例えば、’
４６０特許は、楕円形状をした融解シリカ（溶融石英）
の第１マルチ・モード・クラッディングで包囲され、ネ
オジウム・ドープ（された）主コアを有する光ファイバ
の使用を教示する。サマリウム・ドープ補助（二次）コ
アが、第１クラッディング層内の第１コア周囲に形成さ
れている。補助コアは、高次モードを抑制するために利
用されている。
【０００６】また、’５７６特許は、比較的高い平均パ
ワーの光ファイバの使用を開示している。即ち、’５７
６特許は、例えば、融解シリカで形成した第１マルチ・
モード・クラッディング層で包囲されたドープ・コアで
形成された光ファイバを開示する。第２クラッディング
層が第１クラッディング層周囲に形成され、液体成分を
有する架橋重合材料（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋ ｐｏｌｙ
ｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成されている。’
４６０および’５７６特許に開示されている光ファイバ
は、比較的複雑である。したがって、公知のシステムよ
りも比較的複雑度の低い光ファイバを利用し、平均パワ
ーが比較的高いファイバ・レーザが求められている。
ワーの光ファイバの使用を開示している。即ち、’５７
６特許は、例えば、融解シリカで形成した第１マルチ・
モード・クラッディング層で包囲されたドープ・コアで
形成された光ファイバを開示する。第２クラッディング
層が第１クラッディング層周囲に形成され、液体成分を
有する架橋重合材料（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋ ｐｏｌｙ
ｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成されている。’
４６０および’５７６特許に開示されている光ファイバ
は、比較的複雑である。したがって、公知のシステムよ
りも比較的複雑度の低い光ファイバを利用し、平均パワ
ーが比較的高いファイバ・レーザが求められている。
【０００７】単一の光ファイバから高い光パワーを得る
ことには限界があるため、低パワーの光ファイバ・アレ
イを用いることに注目が向けられている。光ファイバは
コヒーレントに結合され、位相面が制御され非常に平行
化（コリメート）された高平均パワー・ビームを送出す
る。この高パワー・ビームの位相面を制御するには、ア
レイ内の個々の放出（発光）ファイバ毎に光（学）位相
をサンプリングし、能動的に制御する必要がある。この
位相面検出を行うための技術は、今の所既存の波面セン
サによって提供されている。しかしながら、既存の波面
センサの動作では、高平均パワー光ファイバ・アレイの
位相面を検出し能動的に制御することに、その用途が限
定されてしまう。
ことには限界があるため、低パワーの光ファイバ・アレ
イを用いることに注目が向けられている。光ファイバは
コヒーレントに結合され、位相面が制御され非常に平行
化（コリメート）された高平均パワー・ビームを送出す
る。この高パワー・ビームの位相面を制御するには、ア
レイ内の個々の放出（発光）ファイバ毎に光（学）位相
をサンプリングし、能動的に制御する必要がある。この
位相面検出を行うための技術は、今の所既存の波面セン
サによって提供されている。しかしながら、既存の波面
センサの動作では、高平均パワー光ファイバ・アレイの
位相面を検出し能動的に制御することに、その用途が限
定されてしまう。
【０００８】現在の技術は、出力ビームの二次元位相状
態を測定する波面センサに用いるカメラの速度によって
制限される。かかるカメラは、通常直列に読み出され、
これが位相測定速度におけるネック（隘路）となってい
る。他の欠点として、干渉計を用いる位相測定における
曖昧さ（アンビギティ）がある。この曖昧さは、より多
くの構成部品を追加し、中間データを記憶し、このデー
タを用いて計算することによってのみ解決することがで
きる。計算上の隘路は、位相測定スループットにとって
重大な制約となる。
態を測定する波面センサに用いるカメラの速度によって
制限される。かかるカメラは、通常直列に読み出され、
これが位相測定速度におけるネック（隘路）となってい
る。他の欠点として、干渉計を用いる位相測定における
曖昧さ（アンビギティ）がある。この曖昧さは、より多
くの構成部品を追加し、中間データを記憶し、このデー
タを用いて計算することによってのみ解決することがで
きる。計算上の隘路は、位相測定スループットにとって
重大な制約となる。
【０００９】従って、高平均パワー・ファイバ・レーザ
・アレイにおいて、波面をサンプリングし、個々の光フ
ァイバ毎の位相状態を能動的に制御する高速波面センサ
が求められている。
・アレイにおいて、波面をサンプリングし、個々の光フ
ァイバ毎の位相状態を能動的に制御する高速波面センサ
が求められている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、概略的に
は、高速並列（平行）波面センサを有する、比較的高い
平均パワーの改良ファイバ・レーザ・システムを提供す
ることである。
は、高速並列（平行）波面センサを有する、比較的高い
平均パワーの改良ファイバ・レーザ・システムを提供す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による高平均パワ
ー・ファイバ・レーザ・システムは、主レーザ信号を発
生するマスタ発振器と、主レーザ信号をＮ個の二次レー
ザ信号に分割するビーム・スプリッタ・アレイと、主レ
ーザ信号の周波数をシフトする光周波数シフタと、Ｎ個
の二次レーザ信号の位相補償を行う位相変調器アレイ
と、Ｎ個の二次レーザ信号を増幅し、出力ビームを発生
するＮ個の単一モード・デュアル・クラッド・ファイバ
増幅器と、出力ビームの波面をサンプリングし、サンプ
ル信号のアレイを規定するビーム・サンプラと、サンプ
ル信号のアレイに応答し、サンプル信号のアレイおよび
シフトした主レーザ信号を干渉的に結合し、ヘテロダイ
ン光信号のアレイを形成する手段であって、各ヘテロダ
イン光信号が、サンプル信号のアレイの位相状態に対応
する位相を有する、手段と、ヘテロダイン光信号のアレ
イに応答し、少なくとも１つの波形における位相状態に
線形に比例する複数のフィードバック信号を位相変調器
アレイに供給し、二次レーザ信号の位相補償を行う手段
とを備える。位相補償を行う手段は、選択した整数で電
気信号を分割するディジタル・デバイダと、補償する位
相を反映するデューティ・サイクルを有するパルス列を
与える排他的ＯＲゲートとを含む。
ー・ファイバ・レーザ・システムは、主レーザ信号を発
生するマスタ発振器と、主レーザ信号をＮ個の二次レー
ザ信号に分割するビーム・スプリッタ・アレイと、主レ
ーザ信号の周波数をシフトする光周波数シフタと、Ｎ個
の二次レーザ信号の位相補償を行う位相変調器アレイ
と、Ｎ個の二次レーザ信号を増幅し、出力ビームを発生
するＮ個の単一モード・デュアル・クラッド・ファイバ
増幅器と、出力ビームの波面をサンプリングし、サンプ
ル信号のアレイを規定するビーム・サンプラと、サンプ
ル信号のアレイに応答し、サンプル信号のアレイおよび
シフトした主レーザ信号を干渉的に結合し、ヘテロダイ
ン光信号のアレイを形成する手段であって、各ヘテロダ
イン光信号が、サンプル信号のアレイの位相状態に対応
する位相を有する、手段と、ヘテロダイン光信号のアレ
イに応答し、少なくとも１つの波形における位相状態に
線形に比例する複数のフィードバック信号を位相変調器
アレイに供給し、二次レーザ信号の位相補償を行う手段
とを備える。位相補償を行う手段は、選択した整数で電
気信号を分割するディジタル・デバイダと、補償する位
相を反映するデューティ・サイクルを有するパルス列を
与える排他的ＯＲゲートとを含む。
【００１２】本発明のこれらおよびその他の利点は、以
下の詳細な説明および添付図面を参照することにより容
易に理解されよう。
下の詳細な説明および添付図面を参照することにより容
易に理解されよう。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、図１に示し、全体的に
参照番号２０で示す、高速、並列、波面センサを有し、
平均パワーが高い、改良ファイバ・レーザ・システムに
関するものである。公知のダイオード・ポンプ（ポンピ
ングされた）、デュアル・クラッドの、イッテルビウム
（ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）・ドープ・グラス・ファイバ・
レーザは、単一モード・ファイバにおいて、約７０％の
光対光効率で３５ワットまでのパワーを発生することが
知られている。比較的高い平均パワーを供給するため
に、本発明によるシステム２０は、複数の並列ファイバ
増幅器、例えば、ダイオード・ポンプ・デュアル・クラ
ッド・ファイバ増幅器（ｄｉｏｄｅ ｐｕｍｐｅｄｄｕ
ａｌ ｃｌａｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を
利用し、これらを共通のマスタ発振器に接続している。
単一モード・コアによるデュアル・クラッド・ファイバ
増幅器は、回折が制限されたビーム出力を発生すること
ができる。ファイバの長さが多少異なると、出力ビーム
の光位相に差が生じる可能性がある。かかるビームのア
レイでは、生成されるビームの品質は低い。この問題
は、各増幅器に、独立して制御する調節可能な位相変調
器を備えることによって解決される。これらの位相変調
器は、ファイバ増幅器のアレイ間における相対的な光位
相シフトを補償するために用いられる。位相変調器は、
ファイバ増幅器の入力側に配置し、ファイバ増幅器によ
る位相シフトを予め補償しておくようにすることができ
る。このように個別の位相変調器を有するファイバ増幅
器によって放出される光線のアレイは、無線およびマイ
クロ波周波数において動作する合成アパーチャ・レーダ
（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａ
ｒ）に類似している。本発明は、光周波数において動作
する。
参照番号２０で示す、高速、並列、波面センサを有し、
平均パワーが高い、改良ファイバ・レーザ・システムに
関するものである。公知のダイオード・ポンプ（ポンピ
ングされた）、デュアル・クラッドの、イッテルビウム
（ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）・ドープ・グラス・ファイバ・
レーザは、単一モード・ファイバにおいて、約７０％の
光対光効率で３５ワットまでのパワーを発生することが
知られている。比較的高い平均パワーを供給するため
に、本発明によるシステム２０は、複数の並列ファイバ
増幅器、例えば、ダイオード・ポンプ・デュアル・クラ
ッド・ファイバ増幅器（ｄｉｏｄｅ ｐｕｍｐｅｄｄｕ
ａｌ ｃｌａｄ ｆｉｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を
利用し、これらを共通のマスタ発振器に接続している。
単一モード・コアによるデュアル・クラッド・ファイバ
増幅器は、回折が制限されたビーム出力を発生すること
ができる。ファイバの長さが多少異なると、出力ビーム
の光位相に差が生じる可能性がある。かかるビームのア
レイでは、生成されるビームの品質は低い。この問題
は、各増幅器に、独立して制御する調節可能な位相変調
器を備えることによって解決される。これらの位相変調
器は、ファイバ増幅器のアレイ間における相対的な光位
相シフトを補償するために用いられる。位相変調器は、
ファイバ増幅器の入力側に配置し、ファイバ増幅器によ
る位相シフトを予め補償しておくようにすることができ
る。このように個別の位相変調器を有するファイバ増幅
器によって放出される光線のアレイは、無線およびマイ
クロ波周波数において動作する合成アパーチャ・レーダ
（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａ
ｒ）に類似している。本発明は、光周波数において動作
する。
【００１４】図１を参照すると、高平均パワー・ファイ
バ・レーザ・システム２０は、例えば、ＩＲＥ−ＰＯＬ
ＵＳ ＧＲＯＵＰによるＭｏｄｅｌ ＰＹＬ Ｓｅｒｉ
ｅｓ単一モード・レーザのような、例えば、単一モード
・ファイバ・レーザで形成された、マスタ発振器２２を
含む。マスタ発振器２２は、一次レーザ信号を供給す
る。マスタ発振器２２からの一次レーザ光は、ビーム・
スプリッタ・アレイ２４に向けて送出される。ビーム・
スプリッタ・アレイ２４は、複数のファイバ・ビーム・
スプリッタで構成することができる。ファイバ・ビーム
・スプリッタは、マスタ発振器２２からの一次レーザ信
号を複数の二次レーザ信号、例えば、図示のようなＮ個
の二次レーザ信号に分割する。ビーム・スプリッタ・ア
レイ２４内のビーム・スプリッタ数は、システム内のデ
ュアル・クラッド・ファイバ増幅器の数によって異な
る。本発明の重要な一面として、ファイバ増幅器の数を
変更して、レーザ出力ビームのスケーリング（調整）が
可能となることがあげられる。好適な実施形態では、３
２ｘ３２即ち１０２４個の二次レーザ信号を生成する。
簡略化のために、二次レーザ信号経路を１本のみ示す。
二次レーザ信号と同じ数の経路があることは理解されよ
う。経路の各々に重複する図の部分を、３１で印す破線
で囲ってある。
バ・レーザ・システム２０は、例えば、ＩＲＥ−ＰＯＬ
ＵＳ ＧＲＯＵＰによるＭｏｄｅｌ ＰＹＬ Ｓｅｒｉ
ｅｓ単一モード・レーザのような、例えば、単一モード
・ファイバ・レーザで形成された、マスタ発振器２２を
含む。マスタ発振器２２は、一次レーザ信号を供給す
る。マスタ発振器２２からの一次レーザ光は、ビーム・
スプリッタ・アレイ２４に向けて送出される。ビーム・
スプリッタ・アレイ２４は、複数のファイバ・ビーム・
スプリッタで構成することができる。ファイバ・ビーム
・スプリッタは、マスタ発振器２２からの一次レーザ信
号を複数の二次レーザ信号、例えば、図示のようなＮ個
の二次レーザ信号に分割する。ビーム・スプリッタ・ア
レイ２４内のビーム・スプリッタ数は、システム内のデ
ュアル・クラッド・ファイバ増幅器の数によって異な
る。本発明の重要な一面として、ファイバ増幅器の数を
変更して、レーザ出力ビームのスケーリング（調整）が
可能となることがあげられる。好適な実施形態では、３
２ｘ３２即ち１０２４個の二次レーザ信号を生成する。
簡略化のために、二次レーザ信号経路を１本のみ示す。
二次レーザ信号と同じ数の経路があることは理解されよ
う。経路の各々に重複する図の部分を、３１で印す破線
で囲ってある。
【００１５】ビーム・スプリッタ・アレイ２４からの二
次レーザ信号は、位相変調器アレイ２６に向けて送出さ
れる。前述のように、位相変調器アレイは、二次レーザ
信号の予備補償を行い、ファイバ増幅器における相対的
な光位相シフトを補償するものである。以下で更に詳し
く論ずるが、位相変調器アレイ２６は、高速空間光変調
器（ＳＬＭ：ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌ
ａｔｏｒ）またはインライン・ファイバ位相変調器で構
成することができる。
次レーザ信号は、位相変調器アレイ２６に向けて送出さ
れる。前述のように、位相変調器アレイは、二次レーザ
信号の予備補償を行い、ファイバ増幅器における相対的
な光位相シフトを補償するものである。以下で更に詳し
く論ずるが、位相変調器アレイ２６は、高速空間光変調
器（ＳＬＭ：ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌ
ａｔｏｒ）またはインライン・ファイバ位相変調器で構
成することができる。
【００１６】各経路において、位相変調器の後段に、ダ
イオード・ポンプ・デュアル・クラッド単一モード・フ
ァイバ増幅器２８が設けられる。かかるデュアル・クラ
ッド単一モード・ファイバ増幅器は、従来の単一モード
・ファイバと比較して、単一モード出力でかなり高い出
力パワーが得られることが知られている。かかるデュア
ル・クラッド・ファイバ内のポンプされた内部クラッデ
ィング領域は、より大きなポンプ・パワーの結合をファ
イバ端部において容易に行えるように、単一モード・コ
アよりも比較的大きく作ることができる。
イオード・ポンプ・デュアル・クラッド単一モード・フ
ァイバ増幅器２８が設けられる。かかるデュアル・クラ
ッド単一モード・ファイバ増幅器は、従来の単一モード
・ファイバと比較して、単一モード出力でかなり高い出
力パワーが得られることが知られている。かかるデュア
ル・クラッド・ファイバ内のポンプされた内部クラッデ
ィング領域は、より大きなポンプ・パワーの結合をファ
イバ端部において容易に行えるように、単一モード・コ
アよりも比較的大きく作ることができる。
【００１７】位相変調器アレイ２６からの予備補償され
た二次レーザ信号は、レンズ・アレイ３０によって平行
化（コリメート）することができる。レンズ・アレイ３
０は、ＮｘＮ並列レンズから構成され、位相変調器アレ
イ２６からの予備補償された二次レーザ信号を平行化
し、複数のＮｘＮファイバ増幅器２８に送り込むために
用いられる。各ファイバ増幅器２８は、レンズ・アレイ
３０からの１つのレンズ、および位相変調器アレイ２６
からの１つの個別に調節可能な位相変調器と関連付けら
れており、ビーム・スプリッタ・アレイ２４からの個々
の二次レーザ・ビームの光位相を制御する。レンズ・ア
レイ３０は、ＮｘＮの小さな同一レンズを透明基板上に
形成し、正確に位置決めした二次元格子の行および列に
配列した光学部品である。かかる部品は、Ｍｉｃｒｏ−
Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ（マイクロ−エレクトロ−メカニカル・システムズ
社）、Ｈｕｎｔｓｖｉｌｌｅ、ＡＬおよびＭｅａｄｏｗ
ｌａｒｋ Ｏｐｔｉｃｓ（メドーラーク・オプティクス
社）、Ｌｏｎｇｍｏｎｔ、ＣＯから市販されている。
た二次レーザ信号は、レンズ・アレイ３０によって平行
化（コリメート）することができる。レンズ・アレイ３
０は、ＮｘＮ並列レンズから構成され、位相変調器アレ
イ２６からの予備補償された二次レーザ信号を平行化
し、複数のＮｘＮファイバ増幅器２８に送り込むために
用いられる。各ファイバ増幅器２８は、レンズ・アレイ
３０からの１つのレンズ、および位相変調器アレイ２６
からの１つの個別に調節可能な位相変調器と関連付けら
れており、ビーム・スプリッタ・アレイ２４からの個々
の二次レーザ・ビームの光位相を制御する。レンズ・ア
レイ３０は、ＮｘＮの小さな同一レンズを透明基板上に
形成し、正確に位置決めした二次元格子の行および列に
配列した光学部品である。かかる部品は、Ｍｉｃｒｏ−
Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ（マイクロ−エレクトロ−メカニカル・システムズ
社）、Ｈｕｎｔｓｖｉｌｌｅ、ＡＬおよびＭｅａｄｏｗ
ｌａｒｋ Ｏｐｔｉｃｓ（メドーラーク・オプティクス
社）、Ｌｏｎｇｍｏｎｔ、ＣＯから市販されている。
【００１８】位相補償され、レンズ・アレイ３０によっ
てコリメートされたビームを集光し、出力ビーム３４を
形成する。位相補償を行うには、出力ビーム３４の波面
を測定し、これを用いてフィードバック信号を位相変調
器アレイ２６に供給しなければならない。このフィード
バック・ループの機能について次に説明する。
てコリメートされたビームを集光し、出力ビーム３４を
形成する。位相補償を行うには、出力ビーム３４の波面
を測定し、これを用いてフィードバック信号を位相変調
器アレイ２６に供給しなければならない。このフィード
バック・ループの機能について次に説明する。
【００１９】ビーム・スプリッタ３６は、出力ビーム３
４の一部分を波面センサに反射する。波面センサの第１
エレメントは、破線で示すような干渉計３８である。干
渉計の２本のアームからの光が、ビーム・スプリッタ４
０によって結合される。基準アームにおける光は、次の
ようにして用意される。無線周波数（ＲＦ）発振器４４
がＲＦ固定周波数電気信号を発生し、増幅器又はＲＦド
ライバ４６を介して、光周波数シフタ４８に印加する。
好ましくは、ＲＦ信号は４０ＭＨｚの正弦波信号である
が、固定ＲＦ周波数であればいずれでも利用可能であ
る。光周波数シフタ４８は、マスタ発振器２２からの光
基準波面の光周波数を、ＲＦに対応する周波数の量だけ
シフトするように機能する。好適な実施形態では、光周
波数シフタ４８は、音響光学変調器である。また、光周
波数シフタ４８は、かかるデバイスにおいて０次無シフ
ト・ビームも生成するが、本実施形態ではこれを使用し
ない。
４の一部分を波面センサに反射する。波面センサの第１
エレメントは、破線で示すような干渉計３８である。干
渉計の２本のアームからの光が、ビーム・スプリッタ４
０によって結合される。基準アームにおける光は、次の
ようにして用意される。無線周波数（ＲＦ）発振器４４
がＲＦ固定周波数電気信号を発生し、増幅器又はＲＦド
ライバ４６を介して、光周波数シフタ４８に印加する。
好ましくは、ＲＦ信号は４０ＭＨｚの正弦波信号である
が、固定ＲＦ周波数であればいずれでも利用可能であ
る。光周波数シフタ４８は、マスタ発振器２２からの光
基準波面の光周波数を、ＲＦに対応する周波数の量だけ
シフトするように機能する。好適な実施形態では、光周
波数シフタ４８は、音響光学変調器である。また、光周
波数シフタ４８は、かかるデバイスにおいて０次無シフ
ト・ビームも生成するが、本実施形態ではこれを使用し
ない。
【００２０】周波数シフトされたビーム５０は、受動基
準光ファイバ５２に結合される。光ファイバは、干渉計
の２本の脚部の光路長が等しくなるように、所定の長さ
を有する。この条件によって、２本のアームにおける光
の干渉コントラストが大きくなることを確保する。経路
長一致の要求精度は、レーザ・ビームの光周波数帯域幅
Δυに左右される。経路は、長さｃ／（ｎΔυ）のかな
りの小さな率（公称２０％）の範囲内で整合しなければ
ならず、ここでｃは光速であり、ｎはファイバの屈折率
（約１．４５）である。例えば、帯域幅が１ＧＨｚの場
合、経路は４センチメートル以内で整合しなければなら
ない。
準光ファイバ５２に結合される。光ファイバは、干渉計
の２本の脚部の光路長が等しくなるように、所定の長さ
を有する。この条件によって、２本のアームにおける光
の干渉コントラストが大きくなることを確保する。経路
長一致の要求精度は、レーザ・ビームの光周波数帯域幅
Δυに左右される。経路は、長さｃ／（ｎΔυ）のかな
りの小さな率（公称２０％）の範囲内で整合しなければ
ならず、ここでｃは光速であり、ｎはファイバの屈折率
（約１．４５）である。例えば、帯域幅が１ＧＨｚの場
合、経路は４センチメートル以内で整合しなければなら
ない。
【００２１】光ファイバ５２は、シフトした基準ビーム
をその開放端に搬送し、ここで自由空間ビームを放射
し、外側に拡張させ、レンズ５４によってコリメートす
る。このようにして、二次元開口全体にわたって均一な
位相を有し、周波数がＲＦに対応する量だけシフトされ
た平面波基準ビームを発生する。
をその開放端に搬送し、ここで自由空間ビームを放射
し、外側に拡張させ、レンズ５４によってコリメートす
る。このようにして、二次元開口全体にわたって均一な
位相を有し、周波数がＲＦに対応する量だけシフトされ
た平面波基準ビームを発生する。
【００２２】ビーム・コンバイナ４０は、周波数シフト
基準波面からの光およびサンプリングされた出力光波面
３４を干渉させる。波面間の光干渉は、これら２つの光
周波数のヘテロダインを生じ、ＲＦ発振器４４からのＲ
Ｆ変調周波数を表わすビート周波数のヘテロダイン光信
号を発生する。
基準波面からの光およびサンプリングされた出力光波面
３４を干渉させる。波面間の光干渉は、これら２つの光
周波数のヘテロダインを生じ、ＲＦ発振器４４からのＲ
Ｆ変調周波数を表わすビート周波数のヘテロダイン光信
号を発生する。
【００２３】望遠鏡的構成５６が、レンズ・アレイ５８
の面において、ビーム・コンバイナ４０の面にあるヘテ
ロダイン光の画像を形成する。前述のように、このアレ
イはＮｘＮの寸法を有する。各レンズは、出力光波面３
４のサブアパーチャ即ち画素に対応し、画素に対するヘ
テロダイン光信号をＮｘＮ光検出器アレイ６０のそれぞ
れの光検出器に集光する。アレイ６０における各光検出
器は、ヘテロダイン光信号の強度変動に応答し、ＲＦビ
ート周波数信号を発生する。検出したＲＦビート周波数
の各々の元のＲＦ変調信号に対する位相は、出力光波面
の対応するサブアパーチャの位相情報を含む。
の面において、ビーム・コンバイナ４０の面にあるヘテ
ロダイン光の画像を形成する。前述のように、このアレ
イはＮｘＮの寸法を有する。各レンズは、出力光波面３
４のサブアパーチャ即ち画素に対応し、画素に対するヘ
テロダイン光信号をＮｘＮ光検出器アレイ６０のそれぞ
れの光検出器に集光する。アレイ６０における各光検出
器は、ヘテロダイン光信号の強度変動に応答し、ＲＦビ
ート周波数信号を発生する。検出したＲＦビート周波数
の各々の元のＲＦ変調信号に対する位相は、出力光波面
の対応するサブアパーチャの位相情報を含む。
【００２４】増幅器６２は、光検出器アレイの各光検出
器６０からのヘテロダイン電気信号を調整する。増幅器
６４は、ＲＦ発振器４４からの基準電気信号を調整す
る。信号は、ヘテロダイン信号プロセッサ６６に向けて
送出される。プロセッサ６６は、周波数基準源４４およ
びＮｘＮ正弦波光検出器の波形の各々からの正弦波形
を、ＮｘＮパルス列に変換する。パルス列の各デューテ
ィ・サイクルは、サンプリングされた光位相に比例す
る。ヘテロダイン信号プロセッサ６６の可能な２つの実
施形態について後に説明する。
器６０からのヘテロダイン電気信号を調整する。増幅器
６４は、ＲＦ発振器４４からの基準電気信号を調整す
る。信号は、ヘテロダイン信号プロセッサ６６に向けて
送出される。プロセッサ６６は、周波数基準源４４およ
びＮｘＮ正弦波光検出器の波形の各々からの正弦波形
を、ＮｘＮパルス列に変換する。パルス列の各デューテ
ィ・サイクルは、サンプリングされた光位相に比例す
る。ヘテロダイン信号プロセッサ６６の可能な２つの実
施形態について後に説明する。
【００２５】デューティ・サイクル・パルス列は、ロー
・パス・フィルタ６８によって電子的に積分され、少し
後に、ＮｘＮデュティ・サイクルしたがってサンプリン
グされたＮｘＮ光位相に比例するＤＣ電圧を発生する。
好ましくは、フィルタ６８は従来からの抵抗コンデンサ
積分回路とし、その時定数は、（１）ディジタル分割方
形波周期よりも遥かに大きく、（２）測定した光位相が
変化する最少時間よりも小さくなければならない。
・パス・フィルタ６８によって電子的に積分され、少し
後に、ＮｘＮデュティ・サイクルしたがってサンプリン
グされたＮｘＮ光位相に比例するＤＣ電圧を発生する。
好ましくは、フィルタ６８は従来からの抵抗コンデンサ
積分回路とし、その時定数は、（１）ディジタル分割方
形波周期よりも遥かに大きく、（２）測定した光位相が
変化する最少時間よりも小さくなければならない。
【００２６】位相制御フィードバック・ループを閉じる
準備において、設定点（セットポイント）電圧を何らか
の電圧源によって供給し、加算増幅器７０においてサン
プル電圧と加算する。設定点は、位相面をロックさせる
位相の静定（休止）状態を決定する、フィードバック制
御システムの必要な特徴である。この設定点電圧は、一
般に、各フィードバック信号経路毎に異なり、完全な位
相面制御の柔軟性をもたらす。スイッチ７２でシンボル
化して示すように、画素設定点電圧にはいくつかのオプ
ションから１つを選択することができる。一実施形態で
は、一定ＤＣ電圧源７４がアレイの経路全てに同一の設
定点電圧７４を供給する。その結果、ＮｘＮ個のファイ
バ増幅経路間の位相差が補償され、均一な出力ビーム位
相面が得られる。
準備において、設定点（セットポイント）電圧を何らか
の電圧源によって供給し、加算増幅器７０においてサン
プル電圧と加算する。設定点は、位相面をロックさせる
位相の静定（休止）状態を決定する、フィードバック制
御システムの必要な特徴である。この設定点電圧は、一
般に、各フィードバック信号経路毎に異なり、完全な位
相面制御の柔軟性をもたらす。スイッチ７２でシンボル
化して示すように、画素設定点電圧にはいくつかのオプ
ションから１つを選択することができる。一実施形態で
は、一定ＤＣ電圧源７４がアレイの経路全てに同一の設
定点電圧７４を供給する。その結果、ＮｘＮ個のファイ
バ増幅経路間の位相差が補償され、均一な出力ビーム位
相面が得られる。
【００２７】また、加算増幅器７０に入力を供給するの
は、ＮｘＮディジタルーアナログ・チャネルを有する、
コンピュータのような、外部ソース（電圧源）７６であ
る。これは、各経路毎に別個の設定点電圧を供給するこ
とによって、出力ビーム位相面の完全な制御を可能にす
る。これにより、出力ビーム操縦（ステアリング）およ
び合焦機能を導入する。
は、ＮｘＮディジタルーアナログ・チャネルを有する、
コンピュータのような、外部ソース（電圧源）７６であ
る。これは、各経路毎に別個の設定点電圧を供給するこ
とによって、出力ビーム位相面の完全な制御を可能にす
る。これにより、出力ビーム操縦（ステアリング）およ
び合焦機能を導入する。
【００２８】加算増幅器７０ヘの第３入力は、波面セン
サ７８からの出力ビーム位相面によって供給される。こ
れは、歪み環境を通過する伝搬の後、歪みのないビーム
が目標に到達可能となるように指定する。これを達成す
るには、波面センサ７８を追加し、入来するビーコン波
８０の位相面を測定する。ビーコン光８０は、協働する
目標からのレーザから発してもよく、あるいは目標の表
面の小部分から反射する光でもよい。この用途において
機能するためには、波面センサの応答時間は、大気伝搬
位相を測定できるように十分短くなければならない。セ
ンサ７８はＮｘＮ画素を有し、ファイバ・アレイ出力ビ
ームと同じ視野を有することが好ましい。ビーコン光の
一部は、ビーム・スプリッタ３６によって反射され、ビ
ーコン波面センサ７８に達する。ＮｘＮ波面センサの出
力電圧８２は、加算増幅器７０の設定点入力に供給され
る。
サ７８からの出力ビーム位相面によって供給される。こ
れは、歪み環境を通過する伝搬の後、歪みのないビーム
が目標に到達可能となるように指定する。これを達成す
るには、波面センサ７８を追加し、入来するビーコン波
８０の位相面を測定する。ビーコン光８０は、協働する
目標からのレーザから発してもよく、あるいは目標の表
面の小部分から反射する光でもよい。この用途において
機能するためには、波面センサの応答時間は、大気伝搬
位相を測定できるように十分短くなければならない。セ
ンサ７８はＮｘＮ画素を有し、ファイバ・アレイ出力ビ
ームと同じ視野を有することが好ましい。ビーコン光の
一部は、ビーム・スプリッタ３６によって反射され、ビ
ーコン波面センサ７８に達する。ＮｘＮ波面センサの出
力電圧８２は、加算増幅器７０の設定点入力に供給され
る。
【００２９】好適な実施形態では、波面センサ７８は、
本願と同時に出願された、同時係属中の特許出願「Ｈｅ
ｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ Ｓｅｎｓｏ
ｒ」（ヘテロダイン波面センサ）に記載されているセン
サである。この特許出願の内容は、この言及により本願
にも含まれるものとする。
本願と同時に出願された、同時係属中の特許出願「Ｈｅ
ｔｅｒｏｄｙｎｅ Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ Ｓｅｎｓｏ
ｒ」（ヘテロダイン波面センサ）に記載されているセン
サである。この特許出願の内容は、この言及により本願
にも含まれるものとする。
【００３０】各加算増幅器７０の出力は、位相変調器ド
ライバ８４に印加され、位相変調器２６によって加えら
れる位相シフトを決定することにより、フィードバック
・ループを閉じる。前述のように、位相変調器アレイに
は、高速空間光変調器（ＳＬＭ）を利用することができ
る。空間光変調器は、当技術分野では公知である。コロ
ラド州ＬｏｎｇｍｏｎｔのＭｅａｄｏｗｌａｒｋ Ｏｐ
ｔｉｃｓ（メドーラーク・オプティクス社）は、かかる
空間光変調デバイスの製造会社である。ＳＬＭは、電気
的可変透過光位相（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｖａｒ
ｉａｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｐｈａｓｅ）を有する、個別にアドレス可能なエレメ
ント即ち画素の二次元アレイで構成されている。このア
レイは、共役位相面の形成を含む、ファイバ増幅器２８
のアレイの光位相の制御を可能にする。
ライバ８４に印加され、位相変調器２６によって加えら
れる位相シフトを決定することにより、フィードバック
・ループを閉じる。前述のように、位相変調器アレイに
は、高速空間光変調器（ＳＬＭ）を利用することができ
る。空間光変調器は、当技術分野では公知である。コロ
ラド州ＬｏｎｇｍｏｎｔのＭｅａｄｏｗｌａｒｋ Ｏｐ
ｔｉｃｓ（メドーラーク・オプティクス社）は、かかる
空間光変調デバイスの製造会社である。ＳＬＭは、電気
的可変透過光位相（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｖａｒ
ｉａｂｌｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ
ｐｈａｓｅ）を有する、個別にアドレス可能なエレメ
ント即ち画素の二次元アレイで構成されている。このア
レイは、共役位相面の形成を含む、ファイバ増幅器２８
のアレイの光位相の制御を可能にする。
【００３１】ヘテロダイン信号プロセッサ６６は、多数
の方法で製作可能である。一実施形態を、図２の電子回
路ブロック図として示す。ライン８６上の基準信号およ
びＮｘＮ個のサンプル信号（一例をライン８８として示
す）の各々を、回路９０，９１によってそれぞれ方形波
に変換する。回路９０，９１はシュミット・トリガとす
ることができる。得られたパルス列を回路９２，９３に
それぞれ入力し、整数係数Ｍによるディジタル分割を行
う。この分割により、周期１／ｆのパルス列を周期Ｍ／
ｆのパルス列に変換する。好適な実施形態では、利用が
容易であるため、２のべき乗で分割するディジタル・デ
バイダが選択される。これらは、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（フェアチャイルド社）によっ
てＭｏｄｅｌ７４Ｆ４という型番として製造されてい
る。次に、基準パルス列とＮｘＮサンプル・パルス列の
各々に対して、排他的ＯＲ回路９４によって排他的論理
和演算を行う。この動作により、基準およびそれぞれの
サンプル・パルス列間の相対位相を、出力９６上のパル
ス列に変換する。このパルス列は、デューティ・サイク
ルがそれぞれのサンプリングされた光位相に比例する。
の方法で製作可能である。一実施形態を、図２の電子回
路ブロック図として示す。ライン８６上の基準信号およ
びＮｘＮ個のサンプル信号（一例をライン８８として示
す）の各々を、回路９０，９１によってそれぞれ方形波
に変換する。回路９０，９１はシュミット・トリガとす
ることができる。得られたパルス列を回路９２，９３に
それぞれ入力し、整数係数Ｍによるディジタル分割を行
う。この分割により、周期１／ｆのパルス列を周期Ｍ／
ｆのパルス列に変換する。好適な実施形態では、利用が
容易であるため、２のべき乗で分割するディジタル・デ
バイダが選択される。これらは、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（フェアチャイルド社）によっ
てＭｏｄｅｌ７４Ｆ４という型番として製造されてい
る。次に、基準パルス列とＮｘＮサンプル・パルス列の
各々に対して、排他的ＯＲ回路９４によって排他的論理
和演算を行う。この動作により、基準およびそれぞれの
サンプル・パルス列間の相対位相を、出力９６上のパル
ス列に変換する。このパルス列は、デューティ・サイク
ルがそれぞれのサンプリングされた光位相に比例する。
【００３２】図３は、増幅器９２の出力に現れるヘテロ
ダイン検出ＲＦビート周波数電気信号、および増幅器９
３の出力に現れる基準ＲＦ変調信号が、排他的ＯＲ（Ｘ
ＯＲ）回路９４によって処理される際のタイミング図を
示す。左側の列は、図３Ｒにおける基準ディジタル−分
割ＲＦ方形波信号を示す。図３の後続行は、増幅器６２
の出力に現れる信号ディジタル分割方形波を、Ｓ０，Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６として、相対位相値
が大きくなる順に示す。図３の２番目の列は、排他的Ｏ
Ｒ回路９６の出力における、対応するデューティ・サイ
クル・パルス列波形を示す。位相が大きくなる程、信号
方形波が右側にずれていることに気が付くであろう。図
３の２番目の列における波形のデューティ・サイクル
は、図３の行Ｓ０からＳ３に位相が０からＭπまで増大
するに従って、線形的に大きくなり、Ｓ２において最大
デューティ・サイクルに到達する。シーケンスＳ４ない
しＳ６の間に位相がＭπから２Ｍπに増大し続けるに従
って、デューティ・サイクルは線形的に最大値から０に
減少する。この傾向は、図４の三角形応答曲線に明示的
に現れている。図４において、図３の２番目の列におけ
る波形に示した文字記号が、図４の応答曲線上の点を示
す。
ダイン検出ＲＦビート周波数電気信号、および増幅器９
３の出力に現れる基準ＲＦ変調信号が、排他的ＯＲ（Ｘ
ＯＲ）回路９４によって処理される際のタイミング図を
示す。左側の列は、図３Ｒにおける基準ディジタル−分
割ＲＦ方形波信号を示す。図３の後続行は、増幅器６２
の出力に現れる信号ディジタル分割方形波を、Ｓ０，Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６として、相対位相値
が大きくなる順に示す。図３の２番目の列は、排他的Ｏ
Ｒ回路９６の出力における、対応するデューティ・サイ
クル・パルス列波形を示す。位相が大きくなる程、信号
方形波が右側にずれていることに気が付くであろう。図
３の２番目の列における波形のデューティ・サイクル
は、図３の行Ｓ０からＳ３に位相が０からＭπまで増大
するに従って、線形的に大きくなり、Ｓ２において最大
デューティ・サイクルに到達する。シーケンスＳ４ない
しＳ６の間に位相がＭπから２Ｍπに増大し続けるに従
って、デューティ・サイクルは線形的に最大値から０に
減少する。この傾向は、図４の三角形応答曲線に明示的
に現れている。図４において、図３の２番目の列におけ
る波形に示した文字記号が、図４の応答曲線上の点を示
す。
【００３３】ヘテロダイン信号プロセッサ６６の電圧応
答対光位相の関係を図４に、三角波形として示す。これ
は殆どの用途に使用可能であるが、しかしながら、位相
制御ファイバ増幅器アレイの適用には、以下の理由によ
り相応しくない。ファイバ間の位相変動は、多くの光波
を超過する可能性があるが、伝搬のための位相補正を可
能にするのに必要なのは、光位相の２πラジアンだけで
ある。したがって、いずれの位相補正もモジュロ２πで
なければならない。更に具体的には、三角波出力に伴う
問題は、これがモジュロ２πに対応することができない
という事実が根底にある。しかし、以下のことを検討し
てみる。Ｍを２とする（単一フリップ・フロップ分割）
ことによって、正に向かう傾斜は、正確に位相シフトの
２πラジアンの幅となる。問題は、出力が三角波の極大
値（または極小値）を超過すると、出力の傾斜の符号が
変化するという事実によって生ずる。ここで、補正を行
おうとする際に、位相に適正な補正を予め行って設定点
上で動作するようにしたループを、増加誤差信号によっ
て駆動する。この位相設定における誤差が、位相を更に
負の傾斜領域に駆動することになる。位相が別の２π全
域の位相変化に対応することができれば、誤差信号は、
三角波の傾斜の全域において位相を正しく駆動し、極小
値（または極大値）と交差して正の傾斜に戻り、誤差信
号は適正なフィードバックを与える。これは、図５にお
けるように、最適な電圧応答対光位相の関係が鋸波形状
を有することを意味する。したがって、この問題に対す
る解決は、全ての傾斜を正とすることによって得られ、
鋸波出力がこれを可能にする。
答対光位相の関係を図４に、三角波形として示す。これ
は殆どの用途に使用可能であるが、しかしながら、位相
制御ファイバ増幅器アレイの適用には、以下の理由によ
り相応しくない。ファイバ間の位相変動は、多くの光波
を超過する可能性があるが、伝搬のための位相補正を可
能にするのに必要なのは、光位相の２πラジアンだけで
ある。したがって、いずれの位相補正もモジュロ２πで
なければならない。更に具体的には、三角波出力に伴う
問題は、これがモジュロ２πに対応することができない
という事実が根底にある。しかし、以下のことを検討し
てみる。Ｍを２とする（単一フリップ・フロップ分割）
ことによって、正に向かう傾斜は、正確に位相シフトの
２πラジアンの幅となる。問題は、出力が三角波の極大
値（または極小値）を超過すると、出力の傾斜の符号が
変化するという事実によって生ずる。ここで、補正を行
おうとする際に、位相に適正な補正を予め行って設定点
上で動作するようにしたループを、増加誤差信号によっ
て駆動する。この位相設定における誤差が、位相を更に
負の傾斜領域に駆動することになる。位相が別の２π全
域の位相変化に対応することができれば、誤差信号は、
三角波の傾斜の全域において位相を正しく駆動し、極小
値（または極大値）と交差して正の傾斜に戻り、誤差信
号は適正なフィードバックを与える。これは、図５にお
けるように、最適な電圧応答対光位相の関係が鋸波形状
を有することを意味する。したがって、この問題に対す
る解決は、全ての傾斜を正とすることによって得られ、
鋸波出力がこれを可能にする。
【００３４】ヘテロダイン信号プロセッサ９９の代替実
施形態を図６に示す。これはプロセッサ６６と同様であ
るが、エッジ・トリガＤ型フリップ・フロップを追加
し、プロセッサ６６が供給するような元のデューティ・
サイクル波形、またはその相補波形のいずれかを選択可
能とすることを含む。判断回路１０８を追加し、サンプ
ル位相が０ないしＭπラジアンの範囲にあるのか、ある
いはＭπないし２Ｍπの範囲にあるのかについて検査を
行う。ここで、Ｍは整数ディジタル分割係数である。最
初の範囲では、元のデューティ・サイクル波形を選択す
る。２番目の範囲では、相補波形を選択する。
施形態を図６に示す。これはプロセッサ６６と同様であ
るが、エッジ・トリガＤ型フリップ・フロップを追加
し、プロセッサ６６が供給するような元のデューティ・
サイクル波形、またはその相補波形のいずれかを選択可
能とすることを含む。判断回路１０８を追加し、サンプ
ル位相が０ないしＭπラジアンの範囲にあるのか、ある
いはＭπないし２Ｍπの範囲にあるのかについて検査を
行う。ここで、Ｍは整数ディジタル分割係数である。最
初の範囲では、元のデューティ・サイクル波形を選択す
る。２番目の範囲では、相補波形を選択する。
【００３５】図６に示すヘテロダイン信号プロセッサ９
９は、プロセッサ６６に数個のエレメントを内蔵し、同
様の番号はかかるエレメントを示す。ライン９８上の信
号ヘテロダイン正弦波、およびライン１００上の基準ヘ
テロダイン正弦波は、それぞれのシュミット・トリガ回
路１０２，１０３に入力される。ディジタル分割回路１
０４，１０５は、排他的ＯＲ回路１０６がＸＯＲ９４と
同様に動作するように、回路９２，９３と同じく動作す
る。従来のエッジ・トリガＤ型フリップ・フロップ１０
８の形態で、判断回路を追加している。ディジタル・デ
バイダ１０５からの基準パルス列をクロック入力にフィ
ードバックする。クロックの各正遷移（移行）点におい
て、サンプル・パルス列の状態をラッチする。クロック
・エッジの時点でサンプルが低の場合、サンプル位相は
０ないしＭπラジアンの範囲にあり、ライン１１０上の
元のデューティ・サイクル・パルス列を選択するように
ＱおよびＱバー出力をセットする。この選択は、ＡＮＤ
ゲート１１２，１１４およびＯＲゲート１１６によって
行う。逆に、サンプルがクロック・エッジの時点で高の
場合、サンプルはＭπないし２Ｍπラジアンの範囲にあ
り、ライン１１８上の相補デューティ・サイクル・パル
ス列を選択するように、ＱおよびＱバー出力をセットす
る。相補デューティ・サイクル・パルス列は、インバー
タ１２０によって供給される。
９は、プロセッサ６６に数個のエレメントを内蔵し、同
様の番号はかかるエレメントを示す。ライン９８上の信
号ヘテロダイン正弦波、およびライン１００上の基準ヘ
テロダイン正弦波は、それぞれのシュミット・トリガ回
路１０２，１０３に入力される。ディジタル分割回路１
０４，１０５は、排他的ＯＲ回路１０６がＸＯＲ９４と
同様に動作するように、回路９２，９３と同じく動作す
る。従来のエッジ・トリガＤ型フリップ・フロップ１０
８の形態で、判断回路を追加している。ディジタル・デ
バイダ１０５からの基準パルス列をクロック入力にフィ
ードバックする。クロックの各正遷移（移行）点におい
て、サンプル・パルス列の状態をラッチする。クロック
・エッジの時点でサンプルが低の場合、サンプル位相は
０ないしＭπラジアンの範囲にあり、ライン１１０上の
元のデューティ・サイクル・パルス列を選択するように
ＱおよびＱバー出力をセットする。この選択は、ＡＮＤ
ゲート１１２，１１４およびＯＲゲート１１６によって
行う。逆に、サンプルがクロック・エッジの時点で高の
場合、サンプルはＭπないし２Ｍπラジアンの範囲にあ
り、ライン１１８上の相補デューティ・サイクル・パル
ス列を選択するように、ＱおよびＱバー出力をセットす
る。相補デューティ・サイクル・パルス列は、インバー
タ１２０によって供給される。
【００３６】図３に示すタイミング図は、前述の動作を
例証するものである。波形は先に説明した通りであり、
３番目の列が追加され、Ｍπないし２Ｍπラジアンの範
囲の信号位相に対応する、信号シーケンスＳ４ないしＳ
６に対する相補ＸＯＲ波形を示す。判断回路によって、
この場合、相補ＸＯＲデューティ・サイクル波形が選択
され、位相が０から２Ｍπラジアンまで変化する際に、
出力デューティ・サイクル波形は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｈ，ｉ，ｊと印した曲線に応じて変化を辿る。これらの
参照文字は、図５に示す応答曲線上の対応する点を示
す。既に述べたように、この応答曲線は積分器６８の出
力である。したがって、曲線は所望の鋸波形を有し、セ
ンサの位相応答は確実にモジュロ２πとなる。
例証するものである。波形は先に説明した通りであり、
３番目の列が追加され、Ｍπないし２Ｍπラジアンの範
囲の信号位相に対応する、信号シーケンスＳ４ないしＳ
６に対する相補ＸＯＲ波形を示す。判断回路によって、
この場合、相補ＸＯＲデューティ・サイクル波形が選択
され、位相が０から２Ｍπラジアンまで変化する際に、
出力デューティ・サイクル波形は、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｈ，ｉ，ｊと印した曲線に応じて変化を辿る。これらの
参照文字は、図５に示す応答曲線上の対応する点を示
す。既に述べたように、この応答曲線は積分器６８の出
力である。したがって、曲線は所望の鋸波形を有し、セ
ンサの位相応答は確実にモジュロ２πとなる。
【００３７】図１に示したシステム２０は、波面補償を
備えた高平均パワー・ファイバ・レーザ・システムを形
成する。小型で効率的であることに加えて、高平均パワ
ー・ファイバ・レーザ・システム２０は、高速並列波面
センサを備え、更に位相面制御機能を有する調整可能な
パワー出力を与え、パワー・レベル要件が変動する用途
や、ビーム収差（ｂｅａｍ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）補
正によってシステム性能が向上する用途に有用である。
備えた高平均パワー・ファイバ・レーザ・システムを形
成する。小型で効率的であることに加えて、高平均パワ
ー・ファイバ・レーザ・システム２０は、高速並列波面
センサを備え、更に位相面制御機能を有する調整可能な
パワー出力を与え、パワー・レベル要件が変動する用途
や、ビーム収差（ｂｅａｍ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）補
正によってシステム性能が向上する用途に有用である。
【００３８】前述の教示に基づいて本発明の多くの変更
や変形が可能であることは明らかである。したがって、
本発明は、具体的にこれまでに説明したもの以外でも、
特許請求の範囲内において実施可能であることは理解さ
れよう。
や変形が可能であることは明らかである。したがって、
本発明は、具体的にこれまでに説明したもの以外でも、
特許請求の範囲内において実施可能であることは理解さ
れよう。
【図１】本発明による、高速並列波面センサを有する、
高平均パワーの改良レーザ・システムのブロック図であ
る。
高平均パワーの改良レーザ・システムのブロック図であ
る。
【図２】本発明によるヘテロダイン信号プロセッサの第
１実施形態のブロック図である。
１実施形態のブロック図である。
【図３】図２および図６に示したヘテロダイン信号プロ
セッサのタイミング図である。
セッサのタイミング図である。
【図４】図２に示したヘテロダイン信号プロセッサの出
力応答を示す図である。
力応答を示す図である。
【図５】図６に示すヘテロダイン信号プロセッサの出力
応答を示す図である。
応答を示す図である。
【図６】本発明によるヘテロダイン信号プロセッサの第
２実施形態のブロック図である。
２実施形態のブロック図である。
２０ 高平均パワー・ファイバ・レーザ・システム ２２ マスタ発振器 ２４ ビーム・スプリッタ・アレイ ２６ 位相変調器アレイ ２８ ダイオード・ポンプ・デュアル・クラッド単一
モード・ファイバ増幅器 ３０ レンズ・アレイ ３６ ビーム・スプリッタ ３８ 干渉計 ４０ ビーム・スプリッタ ４４ 無線周波数（ＲＦ）発振器 ４６ ＲＦドライバ ４８ 光周波数シフタ ６６ プロセッサ ６８ ロー・パス・フィルタ ７６ 外部電圧源 ７８ 波面センサ
モード・ファイバ増幅器 ３０ レンズ・アレイ ３６ ビーム・スプリッタ ３８ 干渉計 ４０ ビーム・スプリッタ ４４ 無線周波数（ＲＦ）発振器 ４６ ＲＦドライバ ４８ 光周波数シフタ ６６ プロセッサ ６８ ロー・パス・フィルタ ７６ 外部電圧源 ７８ 波面センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・ジー・ヘフリンガー アメリカ合衆国カリフォルニア州90503, トーランス，ルービ・ストリート 5618 (72)発明者 リー・オー・ヘフリンガー アメリカ合衆国カリフォルニア州90505, トーランス，パセオ・デ・パブロ 5001
Claims (12)
- 【請求項１】 高平均パワー・ファイバ・レーザ・シス
テムであって、 主レーザ信号を発生するマスタ発振器と、 前記主レーザ信号を基準レーザ信号およびＮ個の二次レ
ーザ信号に分割するビーム・スプリッタ・アレイと、 前記基準レーザ信号の周波数をシフトする光周波数シフ
タと、 前記Ｎ個の二次レーザ信号の位相補償を行う位相変調器
アレイと、 前記Ｎ個の二次レーザ信号を増幅し、出力ビームを発生
するＮ個の単一モード・デュアル・クラッド・ファイバ
増幅器と、 前記出力ビームの波面をサンプリングし、サンプル信号
のアレイを規定するビーム・サンプラと、 前記サンプル信号のアレイに応答し、前記サンプル信号
のアレイおよび前記シフトした基準レーザ信号を干渉的
に結合し、ヘテロダイン光信号のアレイを形成する手段
であって、各ヘテロダイン光信号が、前記サンプル信号
のアレイの位相状態に対応する位相を有する、手段と、 前記ヘテロダイン光信号のアレイに応答し、少なくとも
１つの波形における位相状態に線形に比例する複数のフ
ィードバック信号を前記位相変調器アレイに供給し、前
記二次レーザ信号の位相補償を行う手段と、を備える高
平均パワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムであって、更に、無線周波数（Ｒ
Ｆ）信号を発生する手段を備え、前記光周波数シフタが
前記ＲＦ信号に応答して、前記主レーザ信号の周波数を
前記ＲＦ周波数だけシフトする、高平均パワー・ファイ
バ・レーザ・システム。 - 【請求項３】 請求項２記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記ヘテロダイン光信号
のアレイに応答する前記手段が、 エレメントのアレイであって、各エレメントが、前記ヘ
テロダイン光信号のサブアパーチャに応答し、前記ＲＦ
に対応する光ビート周波数および補償すべき位相に対応
する位相を有する電気信号を生成するように動作する、
アレイと、 前記ＲＦ信号および前記電気信号のアレイに応答し、各
々前記補償位相に対応する前記複数のフィードバック信
号を発生するように動作する手段であって、第１ディジ
タル・デバイダおよび第２ディジタル・デバイダを含
み、該ディジタル・デバイダが前記ＲＦ信号のＲＦ周波
数および前記電気信号をそれぞれ分割するように機能す
る、手段と、 前記分割したＲＦ信号および前記分割した電気信号に応
答し、前記フィードバック信号の１つを生成するように
動作する回路手段と、を備える高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システム。 - 【請求項４】 請求項３記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記ディジタル・デバイ
ダが、前記ＲＦ信号のＲＦ周波数および前記電気信号を
Ｍで分割するように機能し、Ｍがいずれかの整数であ
る、高平均パワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項５】 請求項３記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記回路手段が、前記分
割したＲＦ信号と前記分割した電気信号との間の相対位
相を反映するデューティ・サイクルを有するパルス列を
与える排他的ＯＲゲートと、前記フィードバック信号の
１つを発生するフィルタ回路と、を含む高平均パワー・
ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項６】 請求項３記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記ＲＦ信号および前記
電気信号に応答する前記手段が、前記ＲＦ信号を第１方
形波パルス列に変換し、該第１方形波パルス列を前記第
１ディジタル・デバイダに印加する第１手段と、前記電
気信号を第２方形波パルス列に変換し、該第２方形波パ
ルス列を前記第２ディジタル・デバイダに印加する第２
手段と、を含む高平均パワー・ファイバ・レーザ・シス
テム。 - 【請求項７】 請求項３記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記フィードバック信号
が、πラジアンと前記ディジタル・デバイダの除数との
積までの光位相にわたって増加する振幅を有する、高平
均パワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項８】 請求項５記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムであって、更に、前記排他的ＯＲゲ
ート間に結合され、前記光位相がＭπないし２Ｍπラジ
アンの範囲にある場合に、相補パルス列を生成する判断
回路を備え、Ｍが整数のディジタル分割係数である、高
平均パワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項９】 請求項８記載の高平均パワー・ファイバ
・レーザ・システムにおいて、前記フィードバック信号
が、各々、鋸波形を有する、高平均パワー・ファイバ・
レーザ・システム。 - 【請求項１０】 請求項５記載の高平均パワー・ファイ
バ・レーザ・システムであって、更に、複数の加算増幅
器を備え、各加算増幅器がフィードバック信号および定
電圧に応答し、同一設定点電圧を前記位相変調器アレイ
内の各位相変調器に供給するように動作する、高平均パ
ワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項１１】 請求項５記載の高平均パワー・ファイ
バ・レーザ・システムであって、更に、複数の別個の設
定点電圧を送出する制御計算部と、複数の加算増幅器と
を備え、各加算増幅器がフィードバック信号と前記別個
の設定点電圧の１つとに応答し、適切な設定点電圧を各
位相変調器に供給し、出力ビームを制御するように動作
する、高平均パワー・ファイバ・レーザ・システム。 - 【請求項１２】 請求項５記載の高平均パワー・ファイ
バ・レーザ・システムであって、更に、波面センサであ
って、入来ビーコン・ビームに応答し、複数のセンサ電
圧を供給するように動作する、波面センサと、複数の加
算増幅器であって、各々フィードバック信号およびセン
サ電圧に応答し、適切な位相補償信号を各位相変調器に
供給し、出力ビームを制御するようにした、加算増幅器
とを備える、高平均パワー・ファイバ・レーザ・システ
ム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/282579 | 1999-04-01 | ||
| US09/282,579 US6366356B1 (en) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | High average power fiber laser system with high-speed, parallel wavefront sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323774A true JP2000323774A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=23082129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000098498A Pending JP2000323774A (ja) | 1999-04-01 | 2000-03-31 | 高速並列波面センサを有する改良高速平均パワー・ファイバ・レーザ・システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6366356B1 (ja) |
| EP (1) | EP1041686A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000323774A (ja) |
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