JP2003524889A - 光線補正レーザ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つのＰＢＳユニット（３０、４０）、２つの鏡（７０、８０）、ＤＰＲ（５０）及びＮＰＲ（６）ユニットを使用して直線的に偏光された光線（２０）を用いた４パス共役光学増幅器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、レーザ光線のような光エネルギーの増幅のため、特に光エネルギー
が増幅装置を通る４回の通過（パス，pass）で処理される増幅のための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】

高出力及び高輝度を有するレーザ放電が非常に望ましい。一つの用途において
は、そのようなレーザ放電が紫外線及びＸ線放射物の製造に使用される。例えば
、高輝度レーザ光線は、銅テープのようなターゲット上に１０^１４Ｗ／ｃｍ^２以
上（のエネルギー）を発生させることができる。生成する熱プラズマは、次いで
Ｘ線を放射する。これらのＸ線は、０．１μｍ若しくはそれ以下の特徴的なサイ
ズを達成する際の先端リソグラフィ用に使用可能である。同様に、レーザプラズ
マからの極値ＵＶ（Extreme ＵＶ，ＥＵＶ）放電は、リソグラフィ、トモグラフ
ィ、顕微鏡、分光学等にも使用可能である。高出力レーザの他の用途は、微細加
工、ターゲット照準及び産業用途を含む。

【０００３】 レーザ増幅器は、光源から入力光線を取り出し、さらに入力光線を増強してレ
ーザ放電を生成する。輝度が増すにつれて、増幅出力を増加させることによりよ
り高出力のレーザ放電が達成される。しかし、既知のレーザ増幅器は、達成可能
な出力及び輝度ゲインを制限する設計上の制約を有する。

【０００４】 高出力化されたレーザ増幅に関する１つの制約は、Ｂ積分効果である。この効
果は、材料の屈折指標と照明の強度との間の正の関係を記述する。結果として、
ガウシアン強度プロファイルのような均一でない強度分布を有する光線は、より
高い強度領域においてより高い屈折指標を有する。照明の変化は、また、均一で
ないポンピングする入力エネルギーを伴って発生し、再び屈折指標を変化させる
結果になる。屈折指標は、光の位相速度及び有効光学経路長さを決定する。結果
として、位相及び光線遅延が、より高い強度領域で発生し、光線の焦点を歪ませ
、輝度及び出力ゲインを限定する。屈折指標の変化は、また、光線の光学経路を
変更し、光線の全て若しくはその一部を焦点位置で衰弱させる。照明レベルのよ
り大きな変化のために、Ｂ積分効果は、高出力増幅の下でより顕著になる。

【０００５】 Ｂ積分効果及び（レーザ経路の光学的不完全さのような）光線に対する歪みを
有するその他のソースの結果として、既知のレーザ増幅器における高出力化され
た増幅は、「熱スポット」として既知の熱の蓄積領域を生成する。熱スポットは
、レーザを崩壊させ、周囲の領域にエネルギーを解放させる不完全性を有する領
域で発生する。熱スポットは、増幅器内の熱のレベル変化を引き起こす不均一な
ポンピングの結果としても生成し得る。領域熱として、さらにそれは、レーザを
歪め、より大きな熱の蓄積をもたらす。この熱及び歪みを増加させるサイクルは
、レーザ増幅器が破壊するか干渉がレーザの輝度及び出力の更なるゲインを妨害
するまで継続する。

【０００６】 上記の理由のために、既知のレーザ増幅器の設計は、熱スポットを形成する傾
向があり、結果として、限定されたレーザ輝度及び出力ゲインを有する。増幅す
るエネルギーの殆どが廃棄熱として失われるので、熱スポットの形成は、また、
既知のレーザ増幅器を非効率的にする。さらに、既知のレーザ増幅器は、熱スポ
ットに耐えるようには設計されず、高出力化された増幅下では急に故障し、高価
な修理及び部品の交換を必要とする。

【０００７】 これらの高温を管理するために、能動的除熱手段が必要とされる。従来の方法
では、レーザ結晶の非光学的表面が、通常水である流体の強制対流により冷却さ
れる。あるいは、該表面は、廃棄出力を吸収するのに十分な質量を有するヒート
シンクと熱的に接触され得る。これらの方法が採用されてきた。しかし、活性レ
ーザ容積の形状及びレーザ結晶の相対的に低い熱伝導率に起因して、高温及び高
い温度勾配が持続する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

従って、高出力及び高輝度のレーザ放電を生成するが有害な熱スポットの生成
を最小限にするレーザ増幅器に対する必要性がある。さらに、高出力及び高輝度
を生成するが、熱スポットの形成に耐え得るレーザ増幅器に対する必要性がある
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本発明は、高出力及び高輝度を有する出力レーザ光線を生成するシステムを提
供する。特に、本発明は、外部ソースから偏光された入力レーザ光線を取得し、
増幅器を通る４つの増幅パス（通過，pass）を通るように当該入力光線を方向付
け、次いで、増幅された光線が所望の出力として出て行くことを許容する４パス
レーザ増幅器を提供する。本装置は、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ（po
larizing beam splitter，ＰＢＳ）、方向性偏光回転器（directional polariza
tion rotator，ＤＰＲ）、無方向性偏光回転器（non-directional polarization
rotator，ＮＰＲ）、第１及び第２の反射鏡及びポンピングモジュールを含む。

【００１０】 第１及び第２のＰＢＳは、レーザ経路に配置され、入力光線を透過するがもと
の入力光線の法線方向の偏光を有する光線を偏向させる。第１のＰＢＳは、もと
の入力光線をレーザ増幅器に入射させ、完全に増幅された光線を出力として偏向
させることを許容する。結果として、第１のＰＢＳは、第１の増幅通過を許容し
、第４及び最終の経路を終端させる。第２のＰＢＳは、もとの入力光線か完全に
増幅された光線のいずれかを透過するが、部分的に増幅された光線を偏向してさ
らなる増幅のために戻す。このため、第２のＰＢＳは、第２の通過を第３の通過
を開始するように偏向させ、同時に第１及び第４の通過には影響しない。

【００１１】 通常、第１及び第２のＰＢＳは、外側の表面に偏光コーティングを有する。し
かし、本発明の好ましい実施形態は、内表面に偏光コーティングを有するＰＢＳ
を使用する。特に、これらの好ましいＰＢＳは、内部の対角面に偏光コーティン
グを有する立方体形状である。偏光コーティングが空気と接触しないので、この
偏光コーティングの位置は、偏光コーティングと空気との境界に通常発生する熱
スポットを回避する。

【００１２】 ＤＰＲが第１及び第２のＰＢＳの間の光線経路に配置される。このＤＰＲは、
第１から第２のＰＢＳまで移動する光線に何らの偏光効果も及ぼさず、同時に第
２から第１のＰＢＳまで移動する光線の偏光を回転させる構成部品である。結果
として、第２のＰＢＳは、第１のＰＢＳからの光を透過し、一方で、第１のＰＢ
Ｓは、第２のＰＢＳからの光を偏向させる。ＤＰＲは、もとの入力光線が増幅器
に入射し、一方で、第１のＰＢＳがそれを出力として偏向させるように、完全に
増幅された光線を回転させる。通常、ＤＰＲは、ファラデー回転器と半波長（λ
／２）プレートとの組合せである。

【００１３】 入力光線の増幅は、２つのＰＢＳ及びＤＰＲの下流の光線経路に配置されたポ
ンピングモジュール内で発生する。ポンピングモジュールは、その輝度及び出力
を増加させるために入力光線に追加的な光学的エネルギーを追加する１以上の光
源を有する。この光源は、フラッシュポンプ若しくはその他のタイプのランプで
あっても良いが、好ましくは１以上のレーザダイオードからなる１以上の組であ
る。レーザダイオードは、非常に効率的にレーザエネルギーを発生させ、同一の
入力エネルギーを用いてより高度な増幅を許容するので、レーザダイオードの使
用は、有利である。

【００１４】 通常、ポンピングモジュールは、Ｎｄ，Ｙｂ，Ｈｏ若しくはＥｒのような活性
物質でドープされたイットリウム−アルミニウム−ガーネット「ＹＡＧ」のよう
な固体状態の材料から構成されるレーザ結晶から構成される光学的経路を有する
。その原子はエネルギー化され、入力光線の光学的エネルギー及びポンピングエ
ネルギーの存在下でより光を放出するので、レーザ結晶は、ポンピング効率を増
加させる。

【００１５】 本発明の１つの実施形態は、増幅性能を改善するためにレーザ結晶の周囲に金
属被覆（クラッディング，cladding）を使用する。この金属被覆は、実質的には
、レーザ結晶と類似の構成を有する透明な固体状態の物質である。金属被覆を加
えることは、入力光線の照明レベルのばらつきを低減させることにより増幅性能
を向上させる。

【００１６】 最大のポンピング効率のためには、レーザダイオードは、レーザ結晶及び入力
光線の経路に対して直交する光を放出する。レーザダイオードは、その後入力光
線を迂回（バイパス）するポンピングエネルギーの殆どを受け、それを反射する
ので、好ましい実施形態において、当該レーザダイオードの周囲に奇数の奇数番
号化されたレーザダイオードを使用することにより、ポンピング効率は、さらに
改善される。

【００１７】 上述したように、レーザ増幅器内で実質的に均一なポンピングエネルギーを有
することは非常に望ましい。数が増加すると、レーザダイオード間の角度が減少
するので、ポンピング均一性は、直交するレーザダイオードの組の寸法を増加さ
せることにより改善される。さらに、レーザダイオードの組の寸法を増加させる
ことは、ポンピングエネルギーの全体量を（入力光源の数を増加させることによ
り）増加させ、より高出力の増幅を許容する。従って、好ましい実施形態は、既
知のレーザ増幅器で見られる３つからなる組ではなく、５以上のレーザダイオー
ドからなる組を使用する。

【００１８】 ポンピングエネルギーのより優れた均一性を達成するために、本発明の１つの
実施形態は、ポンピングエネルギーが異なる方向からレーザ結晶に到達するよう
にレーザダイオードの各組を回転させる。例えば、直交ポンピングに対して５つ
のレーザ結晶からなる組を使用するレーザ増幅器について、レーザダイオードの
各組は、３６°回転する。

【００１９】 市販の利用可能なレーザダイオードに関する１つの問題は、それらが出力及び
波長を非常に大きく変化させることである。この問題を克服するためには、本発
明の実施形態は、実質的に同様な出力波長を有するように手で選択されたレーザ
ダイオードを使用する。これらのダイオードは、次いで、各レーザダイオードが
実質的に同一な電気入力を受信するように並列に配線される。電気入力が最低出
力のレーザダイオードに対して必要とされるレベルに限定されると、すべてのレ
ーザダイオードは、実質的に類似の出力を生成する。

【００２０】 レーザダイオードの配向を変更することは、また、ポンピングの均一性及び効
率性を向上させる。レーザダイオードは、通常入力光線経路に平行に配向される
長く、狭い配列で製造される。しかし、本発明の好ましい実施形態は、入力光線
経路に垂直に配向する近接して配置されたレーザダイオード配列を使用する。レ
ーザダイオード配列の減少した間隔のために、この配置は、より優れたポンピン
グ均一性を生成する。さらに、この構成は、より多数のレーザダイオードを使用
するので、増幅出力は増加する。レーザダイオードの数を増加し、レーザダイオ
ード間の間隔を減少させるこれらの２つの特徴は、また、レーザ増幅器の耐久性
を向上させる。隣接するレーザダイオードが失われたポンピングエネルギーを十
分に補償するので、特に、任意の１つのレーザダイオードが作動しなくなる場合
でさえ、増幅器は良好な作動を継続する。

【００２１】 本発明の１つの実施形態は、また、レーザダイオードからの放射を導くマイク
ロレンズ及びマイクロミラーを使用する。より多くのポンピングエネルギーが入
力光線に到達するので、結果として、増幅効率は向上する。さらに、ポンピング
エネルギーの焦平面がレーザ結晶の手前にあるようにマイクロレンズ及びマイク
ロミラーを配置することにより、ポンピング均一性が向上する。本発明の他の実
施形態は、増幅性能をさらに向上させるために、非球面レンズを使用する。しか
し、上述した垂直なレーザダイオードの配向に関して、レーザ増幅器は、マイク
ロレンズ及びマイクロミラーを使用しなくとも非常に良好な実行をするのに十分
な均一なポンピングエネルギーを有する。

【００２２】 一つの実施形態では、レーザ結晶を冷却するために、本発明は、水のような流
体を使用する。この流体は、ガラス若しくはプラスチックのような実質的に透明
な材料から構成されるケーシング内に保持される。ケーシング及び流体は、光学
的経路とポンピングエネルギーの光源との間に配置される。本発明の１つの実施
形態において、流体層は、局在化された熱の蓄積を抑止するのに役立つように循
環される。別の実施形態では、ケーシングは、レーザダイオードからポンピング
エネルギーの焦点を合わせ、光学的経路に導くレンズを形成するために採用され
る。この変更は、相対的に高価なマイクロレンズ及びマイクロミラーなしのポン
ピングエネルギーの光学的処理に由来する効率を向上させる。他の実施形態にお
いては、レーザ増幅器は、レーザ結晶の温度をポンピングエネルギーに対応する
ように調整するため冷却流体を使用する。

【００２３】 １つの実施形態では、本発明は、入力光線の経路に沿って直列に配置され、近
接して配置された１対のレーザ結晶を使用する。この構成は、ポンピングエネル
ギー源の数を増加させることにより、入力光線の改善された増幅を許容する。

【００２４】 しかし、本発明の好ましい実施形態は、レンズ、及び、ポンピングにより惹起
される入力光線中の位相、焦点及び極性の変化を補償するのに役立つ２つのレー
ザ結晶の間の９０°回転器を使用する。特に、１つのレーザ結晶は、他のレーザ
結晶中に発生する変化を打ち消す。最適な補償のためには、２つのレーザ結晶は
、実質的に同様な物理特性を有する。この類似性は、同一の原石からレーザ結晶
を製造することにより達成される。同一の結晶原石の同一場所からロッドを抜き
取ることは、２つのレーザ結晶内のより優れた均一性を達成する。

【００２５】 ＮＰＲは、ポンピングモジュール下流の光線経路にある。ＮＰＲは、各通過に
関して入力光線の偏光を４５°回転させる。結果として、光線は、第２のＰＢＳ
がそれを離して偏向させ第３の通過を開始するように（９０°の回転の後に）第
２の通過中で直交するように偏光されている。ＮＰＲは、また、光線を第４の通
過において（４４５°若しくは１８０°回転後に）初期偏光（状態）に戻し、第
２のＰＢＳが光線を透過し、上述したようにＤＰＲによる回転後に光線を第１の
ＰＢＳから偏向させることを許容する。ＮＰＲは、１／４波長（λ／４）プレー
トであり得る。しかし、本発明の好ましい実施形態は、高度な増幅及び良好な性
能を達成するためにファラデー回転器を使用する。

【００２６】 上述したように、本発明は、また、２つのリフレクタを有する。第１のリフレ
クタは、ＮＰＲから下流の光線経路内にあり、第１及び第３の通過の後で第２及
び第４の通過を開始するように光線を反射する。第２のリフレクタは、光線を受
け、第２及び第３の通過の間に光線を反射する第２のＰＢＳの偏向経路内にある
。これらのリフレクタは、通常、入力光線を受けてそれを反射する鏡類似の構造
である。

【００２７】 好ましい実施形態では、第１のリフレクタは、ポロ（Porro）プリズムである
。ポロプリズムは、実質的に透明な材料から構成された４５°−９０°−４５°
の固体構造である。この構造は、鏡を形成するために通常使用される反射性コー
ティングなしに、ポロプリズムが入射光エネルギーを効率的に反射することを許
容する。さらに、ポロプリズムの使用は、第１及び第３の通過の後に当該光線を
不完全性を均質化する光線に反転させることによりレーザ光線の均一性を向上さ
せる。

【００２８】 他の実施形態では、第１及び第２の反射性装置の基板は、サファイヤから構成
される。ガラスやプラスチックのような材料と比較して、サファイヤは、局在化
した熱を迅速に拡散させる物理特性を有する。このため、サファイヤは、熱スポ
ットを引き起こす熱の蓄積を抑制する。

【００２９】 これらの及びその他の本発明の特徴及び利点は、全体を通して同じ参照番号が
同じ部品を参照するそれに伴う図と共に、引き続く発明の詳細な発明の検討から
評価されるであろう。

【００３０】

【発明の実施の形態】 本発明は、引き続く詳細な説明、図１−１０に記載される。本発明に対応して
、高出力及び高輝度のレーザ放電を生成する装置が提供される。図１及び図２に
図解されるように、本発明は、外部レーザ源１０から入力光線２０を受けて増幅
するレーザ増幅器５を提供する。

【００３１】 図１は、模式的にレーザ増幅器５を図解する。光線２０は、レーザ増幅器５を
通過し、光線は各通過に関して「強化され（pumped）」より鮮鋭により強力にな
る。図１に図解されるように、光線２０は、出力１５として出て行く前に増幅器
５を４回通過する。従って、このタイプのレーザ増幅器構成は、４回通過増幅器
として知られている。図１は、４回通過が重複しないことを示すけれども、光線
２０は、実際には、全ての通過において同一線上にある。しかし、本発明の教示
は、その他のタイプのレーザ増幅器構成にも同様に適用され得ることが認識され
るべきである。

【００３２】 レーザ増幅器５の基本操作を説明する。パルスレーザ発振器若しくはレーザダ
イオードのようなレーザ源１０が光線２０を生成する。光線２０は、初期には、
水平に偏光され（ｐ−偏光）、図１の紙面に平行に振動する。この配向は、入力
光線２０が第１のＰＢＳ３０を通過することを許容する。光線は第１のＰＢＳ３
０から第２のＰＢＳ４０に移動するので、ＤＰＲ５０の偏光は、該光線の偏光に
は影響しない。光線２０は、ｐ−偏光状態を維持し、第２のＰＢＳ４０を通過す
る。光線１０は、その後、ポンピングモジュール９０に入射し、ポンピングが光
線２０の出力及び輝度を増大させる。ポンピングモジュール９０を出る時、光線
は、ＮＰＲ６０により４５°回転される。次いで、第１のリフレクタ７０が光線
２０を受けて反射し第１の通過を終了させる。

【００３３】 光線２０は、第１の鏡１１０からの反射時に第２の通過を開始する。反射後、
ＮＰＲ６０は、ｐ−偏光状態から９０°とするために光線２０をさらに４５°回
転させる。結果として、光線２０は、第２の通過中に、ｓ−偏光状態として知ら
れるように垂直に偏光される。光線２０は、もはやｐ−偏光状態ではないので、
光線１０は、ポンピングモジュール９０でポンピングした後では第２のＰＢＳ４
０を通過しないであろう。その代わりに、第２のＰＢＳが光線２０を第２のリフ
レクタミラー８０の方に向ける。

【００３４】 第２のリフレクタ８０からの反射時に、光線２０は、第３の増幅通過を開始す
る。第１及び第２の通過と同様に、ポンピングモジュール９０は、再度光線２０
を増幅し、ＮＰＲ６０は、再度さらに４５°光線を回転させる。

【００３５】 第１のリフレクタ７０からの反射後、光線２０は、第４かつ最後の増幅通過を
開始する。ＮＰＲ６０は、さらに４５°光線を回転させ、ｐ−偏光状態に戻す。
次いで、ポンピングモジュール９０は、第４の時間の間、光線２０を増幅する。
光線２０は、再度ｐ−配向状態にあるので、それは第２のＰＢＳ５０を通過する
。その後、光線２０は、ＤＰＲ５０に戻り、光線２０の配向をｓ−偏光状態に対
して９０°回転させる。結果として、第１のＰＢＳ３０は、出力１５としてレー
ザ増幅器５から出るように、完全に増幅された光線２０を偏向させる。

【００３６】 増幅器５の各構成部品をより詳細に説明する。上述したように、光線２０は、
第１及び第２のＰＢＳ３０、４０によりレーザ増幅器５を通過するように向けら
れる。通常、第１のＰＢＳ３０及び第２のＰＢＳ４０の両者は、実質的に類似で
ある。しかし、これらの２つの要素は、レーザ増幅器５の性能に大きな影響なく
異なり得ることは認識されるべきである。

【００３７】 第１及び第２のＰＢＳ３０、４０は、公知の技術である。特に、第１及び第２
のＰＢＳ３０、４０は、適当に偏光された光線が実質的に妨害されないで通過す
ることを許容し、一方で、その他の光エネルギーを偏向させる装置である。これ
らの装置は、通常、商業チャネルを通じて利用可能である。例えば、Ｎｅｗ Ｍ
ｅｘｉｃｏ州ＡｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅのＣＶＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ
社は、多数の偏光ビームスプリッタのモデルを販売している。

【００３８】 図３は、本発明の１つの実施形態において使用される第１及び第２のＰＢＳ３
０、４０を図解する。これらの第１及び第２のＰＢＳ３０、４０は、実質的に透
明な材料４５の外表面に適用される偏光コーティング３５を有する。図３に図解
されるＰＢＳ３０、若しくはＰＢＳ４０は、空気境界での熱の蓄積から頻繁に被
害を受ける。この熱の蓄積は、レーザ光線を引き寄せ、レーザシステムを調整不
良にするのに十分である。この問題に関して、図２及び図４で図解されるように
、本発明の好ましい実施形態は、実質的に立方体形状を有する第１及び第２のＰ
ＢＳ３０、４０を使用する。特に、図４は、実質的に透明な材料４５内で内部の
対角面に沿って配置される偏光コーティング４５を図解する。それが偏光コーテ
ィング３５内での空気ポケットの形成を回避するので、第１及び第２のＰＢＳ３
０、４０に対するこの構造は、望ましい。より少ない空気ポケットの結果として
、図４に図解される立方形状のＰＢＳ３０、４０は、非常に良好な光線アライン
メントの安定性を生成する。

【００３９】 図１で図解される増幅器５の他の構成部品はＤＰＲである。上述したように、
ＤＰＲは、第１のＰＢＳ３０から第２のＰＢＳ４０まで移動する光線２０に何ら
の偏光効果も有さず、その一方で、第２のＰＢＳ４０から第１のＰＢＳ３０まで
移動する光線の偏光を回転させる。結果として、第２のＰＢＳ４０は、第１のＰ
ＢＳ３０からの光を透過する一方で、第１のＰＢＳ３０は、第２のＰＢＳ４０か
らの光を偏向させる。図２に図解されるように、ＤＰＲは、通常、半波長（λ／
２）プレート１００（遅延プレートとして既知である）及びファラデー回転器１
１０を含む。

【００４０】 半波長プレート１００は、遅い及び速い２つの主軸を有し、光線２０を２つの
互いに垂直に偏光した光ストリームに変換する光学要素である。半波長プレート
１００を出る時、２つの新生の光ストリームは、再結合して９０°だけ回転した
偏光を有する光線２０を形成する。半波長プレート１００は、レンズの組合せの
ような光学要素であるので、結果的な偏光の回転は、光線２０の方向に対して相
対的である。半波長プレート１００は、公知の技術であり、通常、市販で利用可
能である。例えば、Ｎｅｗ Ｍｅｘｉｃｏ州ＡｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅのＣＶＩ
Ｌａｓｅｒ Ｃｏｒｐ．社は、多数の半波長プレートのモデルを製造する。特定
のモデルの選択は、半波長プレート１００の所望の寸法及び光線２０の波長に依
存する。

【００４１】 ＤＰＲ５０において、半波長プレート１００は、ファラデー回転器１１０と組
になっている。半波長プレート１００に対比して、ファラデー回転器１１０は、
光学的に活性な材料を含まない。その代わりに、ファラデー回転器１１０は、強
力な磁力場を光線２０に曝すことにより作動する。この強力な磁力場は、光線２
０をして、入力光線２０による移動方向とは無関係に、場の方向においてその偏
光を回転させる。例えば、ファラデー回転器１１０は、入力光線２０の偏光を第
１の通過では時計方向に、第４の通過では反時計方向に回転させる。ファラデー
回転器１１０は、公知の技術であり、通常、市販で利用可能である。例えば、Ｍ
ｉｃｈｉｇａｎ州Ｔｒａｖｅｒｓｅ市のＥｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃｓ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．社が多数のファラデー回転器のモデルを製造販売して
いる。

【００４２】 図１及び図２に図解されるように、レーザ増幅器５は、また、ＮＰＲ６０を含
む。上述したように、ＮＰＲ６０は、各通過の際に入力光線２０の偏光を４５°
回転させる。１つの実施形態において、ＮＰＲ６０は、１／４波長（λ／４）プ
レートである。しかし、１／４波長プレートは、入力光線２０の入射偏光が線形
で既知である場合にのみ適当な偏光回転を達成する。都合の悪いことに、ポンピ
ング中に惹起される複屈折のために、入力光線２０の偏光は、通常、線形でも既
知でもない。複屈折は、レーザ増幅器５の注意を払った設計により最小化は可能
であるが、それは、殆どが高出力動作下で発生する。その後増幅器が入力光線２
０の適当な回転なしに自由に走行するレーザとしての挙動を示すので、ＮＰＲ６
０として１／４波長プレートを用いた高い平均出力動作は、通常、成功しないこ
とを試験が確認する。

【００４３】 この問題に関して、本発明の望ましい実施形態は、ＮＰＲ６０に対してファラ
デー回転器を使用し、通過ごとに４５°だけ偏光を回転させる。第１の通過中に
補償されない残りの偏光回転は、第２の通過時に補償可能である。ファラデー回
転器を備えるＮＰＲ６０を有するレーザ増幅器５が、１００ワットレベルを超え
ても動作可能であることを試験が示す。

【００４４】 図１及び図２は、レーザ増幅器５の別の２つの要素である、第１のリフレクタ
７０及び第２のリフレクタ８０を図解する。第１及び第２のリフレクタ７０、８
０は、通常、入力光線２０のエネルギー及び輝度に耐え、それらを切換可能な鏡
類似の構成部品である。

【００４５】 １つの実施形態において、第１及び第２のリフレクタ７０、８０は、サファイ
ア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板を有する。サファイアが高い熱伝導率を有し、局在化され
た熱の蓄積を抑制する際に非常に効果的であるので、サファイアを使用して第１
及び第２のリフレクタ７０、８０を形成することは、有利である。サファイア基
板を使用しなければ、第１及び第２のリフレクタ７０、８０は、高出力増幅の下
で、入力光線２０を加熱し、歪ませ得る。

【００４６】 別の実施形態において、第１のリフレクタ７０は、ポロプリズムである。図５
に図解されるように、ポロプリズムは、光線２０を１８０°反射する４５°−９
０°−４５°のプリズムである。ポロプリズムは、ガラス若しくはプラスチック
のような実質的に透明な材料の上に構成される。入力光線２０は、長い対角面７
３を介してポロプリズムに入射し、次いで正しい角度を規定する２つの短い平面
７６及び７８から反射する。それが、レーザ光線形状の均一性を向上させるので
、第２のリフレクタ７０に対してポロプリズムを使用することは非常に望ましい
。特に、ポロプリズムは、入力光線２０の非均一性の殆どを均質化するのに役立
つように入力光線（垂直若しくは水平のいずれか）の断面を逆転させる。

【００４７】 図１及び図２に図解されるように、レーザ増幅器５は、また、ポンピングモジ
ュール９０を含む。以前に説明したように、ポンピングモジュール９０は、増幅
器を通る４回の通過のそれぞれの時に、入力光線２０を増幅する。ポンピングモ
ジュール９０は、通常、光学経路及び光源を有する。入力光線２０は、光学経路
に沿って通過するので、エネルギー源は入力光線２０をポンピングする光学エネ
ルギーを提供する。

【００４８】 図６−１０に図解されるように、光学経路は、通常、レーザロッド１６０であ
る。それがレーザロッド１６０を介して移動するとき、図６及び図７は、入力光
線の方向１６２、１６４を示す。好ましい実施形態では、レーザロッド１６０は
、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒ等のような活性元素でドープされたＹＡＧのような固
体状態の媒体から構成される。これらの材料は高出力、しかし入力光線の十分な
ポンピングを許容するので、固体状態の材料から成るこのレーザロッド１６０は
、望ましい。さらに、Ｎｄ：ＹＡＧ及び類似の材料から構成されるレーザロッド
１６０は、広く市販で利用可能である。その組成若しくは物理的次元のようなレ
ーザロッド１６０の特性の変更は、その性能特性を変化させる。従って、レーザ
ロッド１６０が所望の性能を提供するように選択されることが認識されるべきで
ある。

【００４９】 図２に図解される好ましい実施形態では、レーザ増幅器５は、第１及び第２の
増幅サブモジュール１２０、１３０を備えるポンピングモジュール９０を含む。
第１及び第２のサブモジュール１２０、１３０の両者は、レーザロッド１６０及
び入力光源を有する。増幅器性能が、ロッド間レンズ１４０及び９０°回転器１
５０の使用により改善されるので、第１及び第２のサブモジュール１２０、１３
０を使用して入力光線をポンピングすることは、有利である。

【００５０】 例えば、高い平均ポンピングの下では、Ｎｄ：ＹＡＧ若しくは類似の材料から
構成されるレーザロッド１６０は、光線５の経路を変化させる正（positive）レ
ンズとして挙動する。しかし、所望の出力及び輝度ゲインを達成するために、入
力光線２０は、４回の通過を通して平行を維持しなければならない。図２に図解
されるように、ロッド間レンズ１４０が第１及び第２のサブモジュール１２０、
１３０の間に追加される。このロッド間レンズ１４０は、光線２０を所望の方向
に反射するサブモジュール１２０、１３０内のレーザロッド１６０の熱レンジン
グ（thermal lensing）を打ち消すために適用される。熱レンジングに対応し、
レーザ増幅の苛酷さに耐えるようにロッド間レンズ１４０が選択される。

【００５１】 ポンピング中のレーザロッド１６０の加熱は、また、入力光線２０に影響する
。特に、レーザロッド１６０の熱応力は、光線断面内で（４つ葉のクローバーの
ように）偏光を一様ではなく回転させる入力光線２０内の複屈折を引き起こす。
入力光線２０の偏光におけるこの一様でない回転を補償するために、９０°回転
器１５０が第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１３０の間に配置される
。第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１３０の間で入力光線２０を９０
°だけ回転させることにより、１つの増幅サブモジュール内で発生する複屈折が
第２の増幅サブモジュール内で相殺される。９０°回転器１５０により惹起され
る回転方向は重要ではない。従って、９０°回転器１５０は、入力光線２０の偏
光を回転させる任意のデバイスであり得る。例えば、９０°回転器１５０は、上
述したような波長プレート若しくはファラデー回転器のいずれかであっても良い
。

【００５２】 複屈折の適当な補正のために、第１及び第２の増幅サブモジュール内のレーザ
ロッド１６０は、類似の熱応力特性を有しなければならない。従って、レーザ増
幅器５の好ましい実施形態は、第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１３
０内に、同一の結晶原石から抜き取られたレーザロッド１６０を有する。さらに
、２つのレーザロッド１６０のより優れた均一性は、結晶原石中の同一の位置か
らロッドを抜き出すことにより達成される。

【００５３】 レーザ増幅器５の他の実施形態において、高出力動作を改良するために、設計
変更がレーザロッド１６０になされる。例えば、図６−１０に図解される実施形
態において、レーザロッド１６０は、管１７０に保持される流体１９０により冷
却される。流体１９０は、実質的にポンピングを妨害しない水のような実質的に
透明な流体である。同様に、管１７０は、ポンピングに重大な影響を及ぼさない
ガラス若しくはプラスチックのような実質的に透明な材料である。１つの実施形
態では、レーザロッド１６０を囲む流体２３０は、滞留する。しかし、より安定
な温度を提供するためには、レーザ増幅器５の別の１つの実施形態は、熱の蓄積
を抑制するようにレーザロッド１６０の周囲を流れる流体１９０を有する。例え
ば、レーザ増幅器５は、流体１９０を駆動するポンプを有しても良い。しかし、
流体１９０の動きを引き起こすためにその他の手段が採用され得ることは認識さ
れるべきである。

【００５４】 他の実施の形態において、透明なＹＡＧ材料のような実質的に透明な金属被覆
（cladding）層がレーザロッド１６０の周囲に追加される。効率的なポンピング
のために、入力光線２０は、レーザロッド１６０の開口部を一杯にする。しかし
、開口部を一杯にすることは、ガウシアンプロファイルを伴って入射する入力光
線２０をして、同軸で環状のパターンを有する「帽子上部（top hat）」プロフ
ァイルを伴って出て行かせる。ガウシアンプロファイルの損失は、入力光線２０
における出力及び輝度ゲインを制限する。入力光線２０におけるガウシアンプロ
ファイルは、回折環（縞）を低減する透明な金属被覆を有する開口レーザロッド
を軟化させることにより、良好に保護される。例えば、光学的拡散結合は、金属
被覆を有するレーザロッド１６０の生成を許容する。流体１９０の温度変動は、
金属被覆により緩衝される（buffered）のでレーザロッド１６０に金属被覆を加
えることは、また、冷却均一性を向上させる。

【００５５】 図６−１０に図解されるように、ポンピングモジュール９０内の光源は、通常
、１以上のレーザダイオード１８０である。レーザダイオード１８０は、特定の
波長及び干渉構造を有する高品質なポンピングエネルギーを生成するので、ポン
ピングエネルギー用ソースとしてのレーザダイオードの使用が望ましい。レーザ
ダイオード１８０は、電気エネルギーを受け、電磁気エネルギーを放出する半導
体装置である。このレーザダイオード１８０は、商業チャネルにおいて広く利用
可能である。

【００５６】 １つの実施形態において、レーザダイオード１８０は、１ｍｍ深さまで３００
μｍ厚さだけ（ウェハ厚さ）約１ｃｍの長さを測定するエレメントの任意の配列
である。光の放出は、長さ（１μｍの幅で、約１００μｍ／開口部）に沿う多数
の開口部に由来する。レーザダイオード１８０の好ましい実施形態の波長は、５
ｎｍ以下のバンド幅を有する約８０５．５ｎｍである。レーザダイオード１８０
からの放出の発散（divergence）は、水平方向で（速い軸として既知）約５０^０ であり、垂直方向で（遅い軸として既知）約５^０である。

【００５７】 図８−１０は、奇数のレーザダイオード１８０を有する第１及び第２の増幅サ
ブモジュール１２０、１３０を図解する。それがレーザロッド１６０を通過する
他のレーザダイオードからのポンプ放射を受けて反射するようにレーザダイオー
ドを配置するので、この構成が望ましい。このため、多くのポンピングエネルギ
ーがレーザロッド１６０内に保持されるので、奇数のレーザダイオード１８０を
使用する場合には、ポンピング動作は、より効率的である。しかし、増幅サブモ
ジュール１２０、１３０は、偶数のレーザダイオードを保持しても良いことは認
識されるべきである。

【００５８】 また、図８−１０に図解されるように、レーザダイオード１８０は、通常、レ
ーザロッド１６０の周囲に等間隔で配置される。この設計は、直交ポンピングに
対しては常識的であり、レーザロッド１６０に印加されるポンピングエネルギー
中でより優れた均一性を有することにより熱スポットの形成を抑制するのに役立
つ。しかし、レーザダイオード１８０は、レーザロッド１６０の周囲に任意の構
成で配置され得ることは認識されるべきである。

【００５９】 図８−１０は、５つのレーザダイオード１８０からなる組によりポンピングさ
れるレーザロッド１６０を有する第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１
３０の好ましい実施形態を図解する。５つのレーザダイオード１８０からなる組
を有する第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１３０の構成は、３つのレ
ーザダイオード１８０を用いた構成よりもより高い平均出力を出す。さらに、各
レーザダイオード１８０を分離する角度が減少するので、５つのレーザダイオー
ドを用いた場合に、ポンピングの均一性が改善される。しかし、偶数のさらに多
いレーザダイオード１８０も実施され得ることは認識されるべきである。

【００６０】 図９に図解される実施形態において、ポンピングの均一性は、レーザダイオー
ド１８０の組を回転させることによりさらに改善される。例えば、５つのレーザ
ダイオードからなる組を有する構成において、レーザダイオード１８０の各組は
、レーザダイオード１８０の隣接する組に関してレーザロッド１６０の長軸方向
に沿って３６°回転される。

【００６１】 レーザダイオード１８０をレーザロッド１６０の周囲に適当に配置することは
、ポンピングエネルギーの均等な沈積を確実にはしない。均等でないポンピング
に対する別の原因は、レーザダイオード１８０内のばらつきである。例えば、レ
ーザダイオード１８０は、頻繁に、出力、波長及びバンド幅を変化させる。今時
の最新技術において、合理的なコストでレーザダイオード１８０に対して実質的
に類似の仕様を要求することは不可能である。

【００６２】 レーザダイオード１８０の出力エネルギーの不均一性は、レーザ増幅器５の性
能を劣化させる。例えば、レーザロッド１６０におけるピーク吸収（波長）に近
接した中央波長を有するレーザダイオード１８０が該ロッドの中央よりも該ロッ
ドの端部でより大きな吸収を呈するので、出力波長のばらつきは望ましくない。
同様に、高出力を有するレーザダイオード１８０がレーザロッド１６０の隣接す
る部分においてより強力なエネルギーの沈積を引き起こすので、レーザダイオー
ド１８０の出力エネルギーのばらつきは望ましくない。

【００６３】 均一性及び性能を改善する１つの方法は、波長に関して密接に対応するレーザ
ダイオード１８０を選択し、次いで出力のばらつきを補償することである。出力
のばらつきの補償は、より高い出力を呈するレーザダイオード１８０に対して平
行な荷重を加えることにより達成される。高出力のレーザダイオード１８０から
適当な量の入力を排出させること（draining）により、出力は、最低出力のレー
ザダイオード１８０に一致するように低減される。

【００６４】 ポンピング性能は、レーザダイオード１８０の温度を調整することにより、さ
らに改善可能である。例えば、この調整は、流体１９０を冷却する冷却器を調整
することにより達成される。ポンピングエネルギーの波長は、レーザダイオード
１８０の温度の調整に伴って変化する。例えば、あるタイプのレーザダイオード
１８０のポンピング出力に対するピーク波長は、温度３．５℃の変化ごとに約１
ｎｍシフトする。このため、温度の調整は、レーザダイオード１８０の出力のピ
ーク波長をレーザロッド１６０に一致させるように調整することを許容する。ポ
ンピングエネルギーのピーク波長が、レーザロッド１６０の所望の吸収波長に一
致するときには、ポンピング効率及び均一性が向上する。

【００６５】 レーザダイオードの配向も、また、重要である。以前に述べたように、レーザ
ダイオード１８０は、通常、長く、薄い配列である。図６は、レーザロッド１６
０に沿ったレーザダイオード１８０に対する既知の構成を図解し、ここでは、レ
ーザダイオード１８０は、レーザロッド１６０の長軸に平行に配向される。この
構成は、レーザ増幅器５の性能及び信頼性を制約する問題の原因となる。例えば
、ポンピングエネルギーのばらつくレベルを生成するレーザダイオード１８０は
、レーザ増幅器５の性能を劣化させるレーザロッド１６０中の局在化された熱ス
ポットを形成する傾向にある。

【００６６】 図６におけるレーザダイオード１８０の既知の構成に関する別の問題は、それ
が、ポンピング出力の冗長性を有しないことである。結果として、レーザダイオ
ード１８０の任意の１つのレーザ構成部品が故障すると、配列全体を交換する必
要が生じる。さらに、レーザダイオード１８０に対するこの構成は、レーザロッ
ド１６０の均一なポンピングを達成するためにマイクロレンズ２００（図８−１
０で図解される）の使用を必要とする。結果的に増幅器５の実施形態がコスト及
び複雑性を低減するので、マイクロレンズ２００なしで動作するように増幅モジ
ュール１２０、１３０を設計することが望ましい。

【００６７】 図７は、本発明の好ましい実施形態におけるレーザダイオード１８０の配向を
図解する。好ましい実施形態において、レーザダイオード１８０は、レーザロッ
ド１６０の長軸に垂直に配向される。この構成の１つの利点は、レーザダイオー
ド１８０が近接して配置され、速い軸に沿ったポンピング放射の広い発散のため
に、ポンピング放射を実質的に均質化することである。前述したように、レーザ
ロッド１６０に、より均一なポンピング放射で照明を当てることは、熱スポット
を最小限にし、それ故、熱応力及び不均一なゲインを低減する。さらに、ポンピ
ング放射の実質的な均質性のために、図７に表されたレーザダイオード１８０の
構成におけるマイクロレンズ２００に対する必要性はない。任意のレーザダイオ
ード１８０の故障が、残るレーザダイオード１８０の出力調整によりオフセット
可能であるので、レーザダイオード１８０に対するこの構成はまた、図６の既知
の構成よりも耐久性に優れる。

【００６８】 図７に図解される構成が同一レベルのポンピングエネルギーからより高い出力
のポンピング及びより大きいゲインを許容することを実験が示す。例えば、ある
試験における自由走行レーザ操作は、レーザダイオード出力からレーザ出力への
３５％以上の転化率を生成し、非常に効率的なポンピングを示す。さらに、高い
平均出力試験が、図７に図解された構成を有する水冷されたパッケージが２０％
以上の能率（duty）サイクルに対処可能である。その他の試験において、レーザ
ダイオード１８０は、１０００Ｈｚまでの反復速度で約２００μｓの間作動され
た。

【００６９】 前述したように、及び、図８−１０で図解されるように、レーザ増幅器５の性
能は、レーザダイオード１８０の出力浴に配置されたマイクロレンズ２００を有
する第１及び第２の増幅サブモジュール１２０、１３０を使用することにより、
さらに改善可能である。マイクロレンズ２００の目的は、遅い軸に沿ったポンピ
ング放射を平行にすることであり、それ故、レーザロッド１６０に対してレーザ
ダイオードバー１８０からの光を案内する。このため、ポンピング効率が向上し
、同一のポンピングエネルギー入力を用いてより大きい輝度及び出力を許容する
。通常、非球面レンズは非常に高価であるので、マイクロレンズ２００は、球面
である。しかし、非球面形状を有するマイクロレンズの使用は、レーザ増幅器５
のより優れた性能さえ許容し得る。

【００７０】 マイクロレンズ２００の適切な配置は、所望のポンピング性能ゲインを達成す
るために重要である。例えば、レーザロッド１６０がマイクロレンズ２００の焦
平面にある場合には、レーザロッド１６０の中央に強力なポンピングエネルギー
の沈積がある。レーザロッド１６０の中央での強力な光線強度の結果として、ポ
ンピングは非常に効率的であるが、レーザロッド１６０に損害を与え、全体とし
て入力光線の悪い品質が２０ワット以上発生する。焦平面がレーザロッド１６０
の手前にあるようにレーザダイオード１８０及びマイクロレンズ２００を設定す
ることにより、ポンピングエネルギーは、それがレーザロッド１６０に入射する
ときに発散する。この発散の結果として、ポンピングエネルギーのレーザロッド
１６０への沈積は、有意により均一である。例えば、この構成を有するレーザ増
幅器５がレーザロッド１６０に損害を与えることなく１００ワット以上の出力を
有する出力（光線）１５を達成可能であることを試験が示す。さらに、ポンピン
グエネルギーの発散が増加すると、結果的に、ポンピング出力を失うことを犠牲
にして、均一な沈積が増加する。

【００７１】 図１０は、本発明の実施形態を図解し、ここでは、マイクロレンズ２００が流
体１９０を保持する管１７０に組み込まれる。この課題を実行するために、エネ
ルギー沈積測定値が１つのレーザダイオード１８０から取り出され、次いで５つ
のダイオード配列ポンピングをシミュレートするために、それを５回重畳する。

【００７２】 別の実施形態において、反射壁（図示しない）は、また、速い軸に沿う逸れた
エネルギーを反射するように、レーザダイオード１８０の側部に沿って配置され
る。マイクロレンズ２００及び反射壁の組合せは、実質的にレーザダイオード１
８０からの全ての放射がレーザロッド１６０に到達することを提供する。

【００７３】 このように、装置及び高出力、高輝度のレーザ増幅器を生成する方法が提供さ
れることが理解される。当業者は、限定目的ではなく図解目的のためにこの記載
で表された実施形態以外により本発明が実行可能であり、本発明は以下のクレー
ムによってのみ限定されることを認識するであろう。この記載において説明され
た特定の実施形態に対する均等物も同様に本発明を実行し得ることが言及される
。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に対応する装置の模式的ダイアグラムである。

【図２】 本発明に対応する装置の好ましい実施の形態の模式的ダイアグラムである。

【図３】 本発明に対応する装置の実施の形態で使用される既知の偏光ビームスプリッタ
の斜視図である。

【図４】 本発明に対応する装置の実施の形態で使用される立方体形状の偏光ビームスプ
リッタの斜視図である。

【図５】 本発明に対応する装置の実施の形態で使用されるポロプリズムリフレクタの斜
視図である。

【図６】 従来のレーザ増幅器におけるレーザダイオード配列の配向の模式図である。

【図７】 本発明に対応する装置の好ましい実施の形態におけるレーザダイオード配列の
配向の模式図である。

【図８】 本発明に対応する装置の実施の形態で使用されるポンピングモジュールの図７
の８−８平面に沿った断面図である。

【図９】 本発明に対応する装置の別の実施の形態で使用されるポンピングモジュールの
図７の８−８平面に沿った断面図である。

【図１０】 本発明に対応する装置の他の実施の形態で使用されるポンピングモジュールの
図７の８−８平面に沿った断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ケンビュー、サージ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 92123、サンディエゴ、ガーラハッドロー ド 2435番 Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA08 BA43 BB03 BC06 2H099 AA00 BA17 CA02 CA08 5F072 AB01 AK01 JJ04 JJ05 JJ06 KK30 PP07 PP09 YY20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力光線の経路内にある第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、 前記第１の偏光光線分散器の下流で入力光線の経路内にある第２の偏光ビーム
   スプリッタと、 前記第１及び第２の偏光ビームスプリッタの間の入力光線の経路内に配置され
   、前記第２の偏光光線源を通過するのに適した偏光状態にして前記第１の偏光ビ
   ームスプリッタから受けた入力光線を透過し、前記第１の偏光ビームスプリッタ
   による偏向に適した偏光状態にして前記第２の偏光ビームスプリッタから受けた
   入力光線を透過する第１の偏光回転器と、 前記第２の偏光ビームスプリッタの偏向経路内に配置された第１のリフレクタ
   と、 前記第２の偏光ビームスプリッタの下流で入力光線経路内に配置され、レーザ
   結晶と少なくとも１つの光源とを有する少なくとも１つのポンピングモジュール
   と、 前記ポンピングモジュールの下流で入力光線経路内に配置された４５°ファラ
   デー回転器と、 前記４５°ファラデー回転器の下流で入力光線経路内に配置された第２のリフ
   レクタと、 を備えることを特徴とする入力光線を増幅するレーザ増幅器。
2. 【請求項２】 入力光線の経路内にある第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、 前記第１の偏光ビームスプリッタの下流で入力光線の経路内にある第２の偏光
   ビームスプリッタと、 前記第１及び第２の偏光ビームスプリッタの間の入力光線の経路内に配置され
   、前記第２の偏光光線源を通過するのに適した偏光状態にして前記第１の偏光ビ
   ームスプリッタから受けた入力光線を透過し、前記第１の偏光ビームスプリッタ
   による偏向に適した偏光状態にして前記第２の偏光ビームスプリッタから受けた
   入力光線を透過する第１の偏光回転器と、 前記第２の偏光ビームスプリッタの偏向経路内に配置された第１のリフレクタ
   と、 前記第２の偏光ビームスプリッタの下流で入力光線経路内に配置され、レーザ
   結晶と当該レーザ結晶の直交ポンピングのために配置され、その長軸が前記レー
   ザ結晶の長軸と垂直であるように配向される少なくとも１つのレーザダイオード
   配列とを有する少なくとも１つのポンピングモジュールと、 前記ポンピングモジュールの下流で入力光線経路内に配置された４５°回転器
   と、 前記４５°回転器の下流で入力光線経路内に配置された第２のリフレクタと、
   を備えることを特徴とする入力光線を増幅するレーザ増幅器。