JP2003332658A - 光波位相同期レーザー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルスレーザーを高い精度で高安定に同期す
ることができる光波位相同期レーザー装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 受動的にパルスタイミングが同期されて
いる光波位相同期レーザー装置において、レーザーのパ
ルス内光波位相のずれを検出して同期をとること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信、医療、科学
技術分野において超短パルス光源として広く用いられる
フェムト秒パルスレーザー発生装置に関し、特にその同
期制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】受動的にパルスタイミングが同期している
レーザー装置には、一つのチタンサファイア結晶で近接
する二つの波長の同期したパルスを発生させるもの
「Ｊ．Ｍ． Ｅｖａｎｓ， ｅｔ． ａｌ．， Ｏｐ
ｔ． Ｌｅｔｔ． １８， １０７４ （１９９３），
参考文献「１」：Ａ． Ｌｅｉｔｅｎｓｔｏｒｆｅｒ，
ｅｔ． ａｌ．， Ｏｐｔ． Ｌｅｔｔ． ２０， ９
１６ （１９９５），参考文献「２」：Ｍ． Ｒ．
Ｘ． ｄｅ Ｂａｒｒｏｓ ｅｔ． ａｌ．， Ｏｐ
ｔ． Ｌｅｔｔ． １８， ６３１ （１９９３），参
考文献「３」：Ｄ．Ｒ． Ｄｙｋａａｒ， ｅｔ． ａ
ｌ．， Ｏｐｔ Ｌｅｔｔ． １８， ６３４ （１９
９３）参照」と、チタンサファイアレーザーとクロムフ
ォルステライトレーザーとを組み合わせて異なる波長を
もつパルスを同期させたものとがある（パルスレーザー
の時間同期装置：特願２００１−２１１６３４）。

【０００３】本文中において、「受動的にパルスタイミ
ングが同期している」とは、複数のレーザーパルスのタ
イミングを同期させる際、能動的な素子を用いる場合に
対し受動的な素子のみによってパルスタイミングを同期
させるとき安定な動作を行う同期状態を意味し、「受動
的にパルスタイミングが同期しているレーザー装置」と
は、現在までに一つのレーザー結晶で２波長のパルスを
発生させるものと、複数のレーザー結晶からそれぞれ大
きく異なる２波長のパルスを発生させる装置がある。

【０００４】上記の２波長チタンサファイアレーザーに
おいては時間同期した近接する波長を持つ二つのパルス
が発生するが、その安定性に問題がある。上記２パルス
レーザーの時間同期装置においても長期安定性に問題が
ある。これらは受動的に時間同期した状態で同期がはず
れるまで変化していくパラメータがとらえられていなか
ったからである。つまり、検出対象が、同期している状
態か、はずれている状態かの２つしかなく、中間で動い
ていくパラメータをとらえることができなかった。

【０００５】発明者らはパルスの包絡線の位置あわせす
る同期装置を既に特願２００１−２１１６３４として提
案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記受
動的なパルスタイミング同期では温度等の環境の変化に
より長時間の安定性に欠ける問題がある。本発明の目的
は、パルスレーザーを高い精度で高安定に同期すること
ができる光波位相同期レーザー装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の解決手段を採用する。 （１）受動的にパルスタイミングが同期されている光波
位相同期レーザー装置において、レーザーのパルス内光
波位相のずれを検出して同期をとることを特徴とする。 （２）上記（１）記載の光波位相同期レーザー装置にお
いて、レーザーのパルス内光波位相のずれを検出した信
号に基づいて共振器長を変化させ、同じレーザー媒質を
透過する複数の異なる光周波数を持つパルスレーザーの
繰り返し周波数の引き込み動作を行わせるパルスレーザ
ーの時間同期装置を備え、前記パルスレーザーの時間同
期装置からのそれぞれのパルスレーザーにおけるパルス
内光波位相の前記ずれを検出して前記パルスレーザー間
の同期をとることを特徴とする。

【０００８】（３）上記（２）記載の光波位相同期レー
ザー装置において、前記パルスレーザーの時間同期装置
を、第１のゲイン帯域を有する第１のレーザー媒質と、
前記第１のゲイン帯域に含まれない第２のゲイン帯域を
有する第２のレーザー媒質と、前記第１と第２のレーザ
ー媒質をそれぞれ個別に備えた第１および第２の共振器
と、それぞれ相互に光周波数の異なる複数のレーザー発
振器と、一方のレーザー光のみを透過する第１のレーザ
ー媒質と、前記レーザー光を含み複数のレーザー光を透
過する第２のレーザー媒質と、それぞれのレーザー媒質
はそれぞれ異なる共振器を含む光学系に設けられ，前記
異なる共振器を一方のレーザー媒質中で両レーザー光が
重なるように配置し、共振器長を調節する手段を備えて
構成したことを特徴とする。 （４）上記（３）記載の光波位相同期レーザー装置にお
いて、前記共振器の一方をチタンサファイアレーザーと
し、他方をクロムフォルステライトレーザーとしたこと
を特徴とする。

【０００９】（５）上記（３）記載の光波位相同期レー
ザー装置において、それぞれ相互に光周波数の異なる複
数のレーザー発振器を備えた前記パルスレーザーの時間
同期装置と、前記複数のレーザー発振器それぞれに対し
同じ光周波数となるようにそれぞれの出力から任意次数
の高調波を出力する第ｎ次高調波発生装置と、それぞれ
の前記第ｎ次高調波発生装置の出力の重ね合わせを検出
する検出器と、前記レーザー発振器の繰り返し周波数を
検出する検出器と、前記両検出器の出力に基づき光の周
波数と位相を比較する周波数−位相比較器と、前記周波
数−位相比較器の出力を前記パルスレーザーの時間同期
装置の前記共振器長を調節する手段へフィードバックす
るように構成したことを特徴とする。 （６）上記（５）記載の光波位相同期レーザー装置にお
いて、前記一方の第ｎ次高調波発生装置の任意次数の高
調波をチタンサファイアレーザーパルスの第２高調波と
し、前記他方の第ｎ次高調波発生装置の任意次数の高調
波をクロムフォルステライトレーザーパルスの第３高調
波としたことを特徴とする。本発明では受動的に時間同
期したパルス間のパルス内光波位相のずれを検出しパラ
メータとしてこれをフィードバックすることにより長期
安定性を向上させる。

【００１０】前記同期手段として、異なる波長を持ちパ
ルスタイミングが受動的に同期するレーザー装置（パル
スレーザーの時間同期装置：特願２００１−２１１６３
４）を用いることにより本発明はパルス内光波位相の同
期をとることができる。また、複数のパルスレーザーそ
れぞれの波長を波長変換により同じ波長にそろえてビー
トを取ることにより光波位相の検出を行い、この信号で
共振器にフィードバックを行うことにより光波位相の同
期を行う。この時、パルスタイミングはより精度良く制
御される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本文中において、「パルス内光波
位相」とは、「パルスの包絡線の中心に対する光電場の
位相」を意味し、「繰り返し周波数」とは、「光パルス
の繰り返しの周波数（本実施例では７６ＭＨｚ）」を意
味し、「光周波数」とは、「光電場の周波数（例えば波
長８００ｎｍの光であれば３７５ＴＨｚ）」を意味し、
「縦モード周波数」とは、「パルス列のスペクトル包絡
線の中に含まれる多数の光周波数（レーザーパルスのス
ペクトル幅、例えば１０ＴＨｚ内に繰り返し周波数毎に
縦モードが含まれる）」を意味する。また、「受動的に
パルスタイミングが同期している」とは、複数のレーザ
ーパルスのタイミングを同期させる際、能動的な素子を
用いる場合に対し受動的な素子のみによってパルスタイ
ミングを同期させるとき安定な動作を行う同期状態を意
味する。

【００１２】（第１実施例）本発明の光波位相同期レー
ザー装置は、図１に示すように、フィードバック信号を
受けて共振器長を変え、同じレーザー媒質を透過する複
数の異なる光周波数のパルスレーザーに引き込みを行わ
せるように作用する共振器長調節用のピエゾ素子ＰＺＴ
１５を備えたパルスレーザーの時間同期装置１０と、第
２高調波発生装置１１、第３高調波発生装置１２、ハー
フミラー（ＨＭ）１３、スペクトラムアナライザー１
４、検出器１６および１７、１／ｎ繰り返し周波数分割
器１８、周波数−位相比較器１９を備えたフィードバッ
ク回路からなる。第２高調波発生装置１１と第３高調波
発生装置１２は、それぞれ光周波数の異なるパルスレー
ザーから第２高調波又は第３高調波のみを出力する機能
を有し、両装置の出力が同じ光周波数となるように波長
変換できればよく、高調波の次数は設計的に設定する。
また、１／ｎ繰り返し周波数分割器１８は、両検出器の
出力が比較し易くするために、周波数分周機能を有し、
必要に応じて設ける。

【００１３】パルスレーザーの時間同期装置１０は、図
２に示す構成を有し、発明者らによって特願２００１−
２１１６３４として提案されている。図２のパルスレー
ザーの時間同期装置は、二つのレーザー媒質とそれぞれ
の励起光源、プリズム、鏡等から構成される。一つ目の
レーザー媒質であるチタンサファイア結晶（Ｔｉ：Ｓ）
４はアルゴンレーザー２又はＮｄドープレーザー（図示
しない）の２倍波の緑色光により励起され、ミラー
（鏡）（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ８）とアウトプットカプラ（Ｏ
Ｃ１）、プリズム（Ｐ１、Ｐ２）により共振器が構成さ
れている。この共振器からは例えば中心波長８５０ｎ
ｍ、パルス幅２０ｆｓのパルスが約７５ＭＨｚの繰り返
し周波数で発生する。中心波長、パルス幅は可変であ
る。ミラー（Ｍ８）はピエゾ素子に固定されていて外部
電圧により共振器長を調整できるようになっている。

【００１４】二つ目のレーザー媒質であるクロムフォル
ステライト結晶（Ｃｒ：Ｆ）５はＮｄドープＹＶＯ_４レ
ーザー３（波長１０６４ｎｍ）により励起され、ミラー
（Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７）とアウトプットカプ
ラ（ＯＣ２）、プリズム（Ｐ３、Ｐ４）、半導体過飽和
吸収鏡（ＳＥＳＡＭ）により共振器が構成されている。
この共振器からは例えば中心波長１２７５ｎｍ、パルス
幅４０ｆｓのパルスが発生する。中心波長、パルス幅は
可変である。クロムフォルステライトレーザーの発振光
は自らの共振器内でチタンサファイア結晶（Ｔｉ：Ｓ）
４を透過し、その中でチタンサファイアレーザーの発振
光と重なり相互作用を起こす。チタンサファイア結晶内
ではチタンサファイアレーザーの光周波数とクロムフォ
ルステライトレーザーの光周波数との４光波混合が起こ
り、二つのパルスは時間同期を起こすように働く。この
時間同期装置が従来の２波長チタンサファイアレーザー
と異なる点は、クロムフォルステライトレーザーのレー
ザー光のエネルギー値がチタンサファイア結晶のゲイン
帯域に入らないため、クロムフォルステライトレーザー
にとってチタンサファイアレーザーはゲイン媒質ではな
くなる、つまり透明物質であるチタンサファイア結晶
（Ｔｉ：Ｓ）４で４光波混合が起こり受動的な時間タイ
ミング同期が起こる点である。この方式によると大きく
離れた波長のパルス間の同期ができ、ゲインの競合もな
くなる。

【００１５】このパルスレーザーの時間同期装置１０
は、例えば波長１２４５ｎｍと波長８３０ｎｍの二つの
タイミング同期されたフェムト秒パルスを発生させる。
しかし、この装置１０によってパルスタイミング同期が
なされただけでは、図５に示すように、パルス内の光波
位相については同期はされておらずパルス毎に任意のス
ピードで流れている。ここで、パルス内光波位相とは、
パルスの包絡線の中心を時間原点としたときのパルス内
の光電場の位相をさす。

【００１６】例えば図５に示すように、パルスの包絡線
のピーク位置の位相は、例えば、基準位置でそれぞれθ
_ＣｒＦ、θ_ＴｉＳとしても、次のパルスには、θ_ＣｒＦ
＋Δθ_ＣｒＦ、θ_ＴｉＳ＋Δθ_ＴｉＳとなる。パルス間
隔をＴ秒とすると繰り返し周波数はｆ_ｒｅｐ＝１／Ｔ
（Ｈｚ）となる。図４を例に、周波数領域ではパルス列
がどのように表現されるかを説明する。時間領域でパル
ス幅に相当するのが周波数領域でのスペクトル幅とな
る。また、パルスの繰り返し周波数がｆ_ｒｅｐである場
合、スペクトルの中にはｆ_ｒｅｐ毎の縦モードが存在す
る。この縦モードを等間隔で０付近まで延長したときに
残る周波数成分がオフセット周波数と呼ばれるもので、
δと表す。この時、任意の縦モード周波数は、ｆ＝δ＋
ｎｆ_ｒｅｐと書ける（ｎは任意の整数）。

【００１７】パルス内光波位相の流れ方Δφと、オフセ
ット周波数δとの間にはΔφ＝２πδ／ｆ_ｒｅｐという
関係が成り立つ。従って、パルス内光波位相の流れ方は
オフセット周波数に比例する。図４に示すように、チタ
ンサファイアレーザーのオフセット周波数をδ_ＴｉＳと
すると、チタンサファイアレーザーのパルス列に含まれ
る任意の縦モード周波数ｆ_ＴｉＳは、ｆ_ＴｉＳ＝δ
_ＴｉＳ＋ｍｆ_ｒｅｐ（ただし、ｍは任意整数、ｆ_{ｒ ｅｐ}
は繰り返し周波数）、上記チタンサファイアレーザーパ
ルスの第二高調波はオフセット周波数が２δ _ＴｉＳであ
り、第二高調波パルスに含まれる縦モード周波数ｆ
_{ＴｉＳＳＨ}は、ｆ _{ＴｉＳＳＨ}＝２δ_ＴｉＳ＋ｍ’ｆ
_ｒｅｐ（ただし、ｍ、ｍ’は任意整数、ｆ_{ｒｅ ｐ}は繰り
返し周波数）となる。

【００１８】クロムフォルステライトレーザーのオフセ
ット周波数をδ_Ｃｒｆとすると、チタンサファイアレー
ザーのパルス列に含まれる任意の縦モード周波数ｆ
_Ｃｒｆは、ｆ_Ｃｒｆ＝δ_Ｃｒｆ＋ｎｆ_ｒｅｐ（ただし、
ｍは任意整数、ｆ_ｒｅｐは繰り返し周波数）、上記クロ
ムフォルステライトレーザーパルスの第三高調波はオフ
セット周波数が３δ_Ｃｒｆであり、第三高調波パルスに
含まれる縦モード周波数ｆ_{ＣｒｆＴＨ}は、ｆ_{ＣｒｆＴＨ}
＝３δ_Ｃｒｆ＋ｎ’ｆ_ｒｅｐ（ただし、ｎ，ｎ’は任意
整数、ｆ_ｒｅｐは繰り返し周波数）となる。チタンサフ
ァイアレーザーパルスの縦モード周波数とクロムフォル
ステライトレーザーパルスの縦モード周波数とは１００
ＴＨｚ（１*１０^１４Ｈｚ)以上も離れているためにこ
れら二つのパルスを検出器に入力しても縦モード周波数
の差は電気信号として取り出すことが出来ない。

【００１９】一方チタンサファイアレーザーの第二高調
波とクロムフォルステライトレーザーの第三高調波は中
心の光周波数が一致するためそれぞれの縦モード周波数
の差は高々１００ＭＨｚのオーダーとなり両方を検出器
に入れることにより差の周波数が電気信号として検出で
きる。それぞれ一方のみを検出器に入力すると繰り返し
周波数のみが検出されるが、上記二つを重ね合わせて同
時に検出器に入力すると検出される周波数には繰り返し
周波数とそれぞれのオフセット周波数の差が含まれる。
それぞれのオフセット周波数の差はΔφ＝２πδ／ｆ
_ｒｅｐの関係によりそれぞれのパルス内光波位相の流れ
方の差を示す。この電気信号をスペクトラムアナライザ
ーで見たものが図４である。

【００２０】図３は、本発明の光波位相同期レーザー装
置における検出器１６から出力される電気信号のスペク
トルを説明する図であり、縦軸はｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
（信号強度）、横軸は周波数を表す。図３において、７
６ＭＨｚの最大ピーク値（Ｃ）は繰り返し周波数であ
り、１９ＭＨｚ付近の信号Ａは図４においてチタンサフ
ァイアレーザーの第２高調波のある縦モード周波数とク
ロムフォルステライトレーザーの第３高調波のある縦モ
ード周波数との差Ａに対応する。５５ＭＨｚ付近の信号
Ｂは図４においてチタンサファイアレーザーの第２高調
波のある縦モード周波数とクロムフォルステライトレー
ザーの第３高調波のある縦モード周波数との差Ｂに対応
する。Ｄについても同様である。

【００２１】実施例として、実験では図７に示すよう
に、波長１２４５ｎｍのパルスの第３高調波を第３高調
波発生素子１２となる非線形光学結晶（例えばＢＢＯ結
晶）を２段使うことにより発生させる。その波長は１２
４５ｎｍ／３＝４１５ｎｍとなる。また、８３０ｎｍの
波長のパルスの第２高調波を第２高調波発生装置１１と
なる非線形光学結晶（例えばＢＢＯ結晶）を用いて発生
させる。この波長は８３０ｎｍ／２＝４１５ｎｍとな
り、同一の波長となる。また、ビート周波数（オフセッ
ト周波数の差）は片方のレーザー共振器の共振器長を変
えることにより制御することができる。例えば波長λ＝
８３０ｎｍのパルス側の共振器長の変化Δ１に対してビ
ート周波数はｆｂｅａｔ＝４Δ１／λだけずれる。つま
り、受動的にパルスタイミング同期がなされている状況
において共振器長の微少な変化によりビート周波数がず
れることになる。このビート周波数を観測して一定とな
るように制御することにより、高安定なレーザー同期が
実現される。

【００２２】ビート周波数を理想的には０Ｈｚにロック
すると二つのパルス内光波位相は相対的に動かなくな
る。本発明の装置の実験においては、ビート周波数をパ
ルス繰り返し周波数の１／４にロックした。図１の装置
における回路のフィードバック制御の詳細を説明する。
パルスレーザーの時間同期装置１０の出力の繰り返し周
波数ｆ１を検出器１７で検出し、このｆ１を１／ｎ周波
数分割器１８（ｎはこの場合、２<ｎの整数）で１／ｎ
に分割（分周）し、周波数−位相比較器１９へ出力す
る。ここではｎ＝４として、繰り返し周波数の１／４の
周波数を用いた。第３高調波発生装置１２と第２高調波
発生装置１１それぞれの出力を時間、空間的に重ね合わ
せたうえで検出器１６に入射する。

【００２３】検出器１６により得られたビート信号を電
気のアンプ（図示しない）で増幅し、周波数−位相比較
器１９を用いて繰り返し周波数の１／４周波数と比較す
る。ビート周波数と繰り返し周波数の１／４周波数との
差を誤差信号としてパルスレーザーの時間同期装置１０
の共振器長調節素子となるピエゾ素子ＰＺＴ１５に印加
し、共振器長調節を行う。この制御動作によって図４に
示すようにビート周波数は繰り返し周波数の１／４にロ
ックされる。ビート周波数は原理的に任意の周波数にロ
ックできるため、オフセットδ_ＴｉＳ 等をゼロにする
ことが可能となる。原理的にも、また本発明の装置によ
れば技術的にもビート周波数を０Ｈｚにロックすること
が可能である。

【００２４】（第２実施例）以上の実施例は、２つのレ
ーザー結晶からそれぞれ大きく異なる２波長のパルスを
発生させる場合であったが、以下に述べる実施例は１つ
のレーザー結晶で２波長のパルスを発生させる場合につ
いて説明する。図８に示す、一つの結晶で近接する２波
長パルスを受動的にタイミング同期させる装置の光波位
相関係を検出してフィードバックする装置は、図１の光
波位相同期レーザー装置において、パルスレーザーの時
間同期装置１０の代わりに、前記従来例において述べた
レーザー装置にも用いられている一つの結晶で近接する
２波長パルスを受動的にタイミング同期させる装置１
０’を用いる。この装置１０’の出力波長が重なる程度
に近いので、図１における第２高調波発生装置１１およ
び第３高調波発生装置１２を省略することができる。残
りの同じ構成は同じ番号で表す。図８の装置のフィード
バック動作を含む全体の動作は図１の装置と同様であ
る。

【００２５】図８に示す、一つの結晶で近接する２波長
パルスを受動的にタイミング同期させる装置において
は、図７に示す周波数特性のようにそれぞれ2波長のス
ペクトルには重なりがあるため、前記装置のようにそれ
ぞれの波長変換をする必要がない。重なり部分を光検出
器に入射することによりそれぞれの縦モード周波数の差
が検出される。これはそれぞれの光波位相の流れ方の差
を取っていることに相当する。この縦モード周波数の差
を一定になるようにフィードバックさせることにより高
安定動作させることが出来る。

【００２６】

【発明の効果】受動的にパルスタイミングが同期されて
いるレーザー装置を高安定化することができる。同期状
態と非同期状態しかとれなかった従来の装置では長時間
動作が必要となる応用では用いることができなかった
が、本発明の装置はこれを改善し、同期を長時間とるこ
とができるようになる。また、異なる波長をもつ複数の
パルスレーザー発振器のパルス内光波位相を同期するこ
とは今まで行われていなかった。しかし、本発明の装置
では、レーザー共振器より光波位相が同期された異なる
波長のパルスが発振すると従来技術よりも高安定に長時
間パルスタイミングを同期することができる。それらの
光電場の位相精度での光波合成が可能となる。時間領域
での一例としてはアト秒パルス発生が可能となる。周波
数領域では位相同期された複数の異なる波長の光の合成
は光周波数の領域で広範囲な周波数の定規を提供するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光波位相同期レーザー装置のブロック
構成図である。

【図２】図１の装置に用いるパルスレーザーの時間同期
装置の構成図である。

【図３】図１の検出器１６から出力される電気信号のス
ペクトルを説明する図である。

【図４】図１の検出器１６に入力されるチタンサファイ
アレーザーの第２高調波パルスとクロムフォルステライ
トレーザーの第３高調波パルスが含む光周波数と図３で
観測される電気信号との対応を説明する図である。

【図５】パルス列におけるパルス内光波位相の流れを説
明する図である。

【図６】第ｎ次高調波発生装置における波長変換を説明
する図である。

【図７】一つの結晶から近接する２波長パルスを能動的
にタイミング同期させる装置から出力した二つのパルス
の周波数特性図である。

【図８】一つの結晶から近接する２波長パルスを能動的
にタイミング同期させる装置の光波位相関係を検出して
フィードバックする装置のブロック構成図である。

【符号の説明】

１０ パルスレーザーの時間同期装置 １０’ 一つの結晶で近接する２波長パルスを受動的
にタイミング同期させる装置 １１ 第２高調波発生装置 １２ 第３高調波発生装置 １３ ハーフミラー １４ スペクトラムアナライザー １５ ＰＺＴ １６、１７ 検出器 １８ １／ｎ周波数分割器 １９ 周波数−位相比較器

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AB12 BA03 CA02 HA20 5F072 AB03 AB20 HH02 HH09 JJ20 KK06 KK12 MM12 MM16 QQ02 SS08 YY01 YY06 YY11 YY15

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受動的にパルスタイミングが同期されて
   いるレーザー装置において、レーザーのパルス内光波位
   相のずれを検出して同期をとることを特徴とする光波位
   相同期レーザー装置。
2. 【請求項２】 レーザーのパルス内光波位相のずれを検
   出した信号に基づいて共振器長を変化させ、同じレーザ
   ー媒質を透過する複数の異なる光周波数をもつパルスレ
   ーザーの繰り返し周波数の引き込み動作を行わせるパル
   スレーザーの時間同期装置を備え、前記パルスレーザー
   の時間同期装置からのそれぞれのパルスレーザーにおけ
   るパルス内光波位相の前記ずれを検出して前記パルスレ
   ーザー間の同期をとることを特徴とする請求項１記載の
   光波位相同期レーザー装置。
3. 【請求項３】 前記パルスレーザーの時間同期装置を、
   第１のゲイン帯域を有する第１のレーザー媒質と、前記
   第１のゲイン帯域に含まれない第２のゲイン帯域を有す
   る第２のレーザー媒質と、前記第１と第２のレーザー媒
   質をそれぞれ個別に備えた第１および第２の共振器と、
   それぞれ相互に光周波数の異なる複数のレーザー発振器
   と、一方のレーザー光のみを透過する第１のレーザー媒
   質と、前記レーザー光を含み複数のレーザー光を透過す
   る第２のレーザー媒質と、それぞれのレーザー媒質はそ
   れぞれ異なる共振器を含む光学系に設けられ、前記異な
   る共振器を一方のレーザー媒質中で両レーザー光が重な
   るように配置し、共振器長を調節する手段を備えて構成
   したことを特徴とする請求項２記載の光波位相同期レー
   ザー装置。
4. 【請求項４】 前記共振器の一方をチタンサファイアレ
   ーザーとし、他方をクロムフォルステライトレーザーと
   したことを特徴とする請求項３記載の光波位相同期レー
   ザー装置。
5. 【請求項５】 それぞれ相互に光周波数の異なる複数の
   レーザー発振器を備えた前記パルスレーザーの時間同期
   装置と、前記複数のレーザー発振器それぞれに対し同じ
   光周波数となるようにそれぞれの出力から任意次数の高
   調波を出力する第ｎ次高調波発生装置と、それぞれの前
   記第ｎ次高調波発生装置の出力の重ね合わせを検出する
   検出器と、前記レーザー発振器の繰り返し周波数を検出
   する検出器と、前記両検出器の出力に基づき光の周波数
   と位相を比較する周波数−位相比較器と、前記周波数−
   位相比較器の出力を前記パルスレーザーの時間同期装置
   の前記共振器長を調節する手段へフィードバックするよ
   うに構成したことを特徴とする請求項３記載の光波位相
   同期レーザー装置。
6. 【請求項６】 前記一方の第ｎ次高調波発生装置の任意
   次数の高調波をチタンサファイアレーザーパルスの第２
   高調波とし、前記他方の第ｎ次高調波発生装置の任意次
   数の高調波をクロムフォルステライトレーザーパルスの
   第３高調波としたことを特徴とする請求項５記載の光波
   位相同期レーザー装置。
7. 【請求項７】 一つのレーザー結晶から近接する２波長
   を受動的にパルスタイミング同期させる装置において、
   パルス内光波位相を比較してフィードバックを行い高安
   定にタイミング同期させる装置。