JP2007305777A - 再生増幅器およびレーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パルス光を発生するレーザ装置などに用いられる再生増幅器において、増幅効率の低下を抑えつつ出力の安定化をはかることを目的としている。
【解決手段】 再生増幅器において、入力したパルス光を周回させる共振器と、前記共振器内で周回しているパルス光を増幅するレーザ媒質と、前記レーザ媒質で増幅されたパルス光の前記共振器内での光強度を検出するパルスモニタと、前記パルスモニタで検出された光強度の値が、設定されたしきい値を超えたときに第１の信号を発生するしきい値処理部と、前記しきい値処理部から入力した第１の信号に基づいて共振器外にパルス光を出力する出力スイッチと、を備えたものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、パルス光を発生するレーザ装置などに用いられる再生増幅器に関するものである。

従来、発振器と再生増幅器を有し、パルスレーザビームを発生するレーザ装置において、減衰器により、出力レーザビームのパルスのエネルギーレベルを設定するようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平６−２９１３９９号公報

特許文献１に開示された従来の再生増幅器においては、出力の安定化のために、減衰器で減衰させて出力レベルを限定するようにしているので、増幅効率が低下してしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、再生増幅器において、増幅効率の低下を抑えつつ出力の安定化をはかることを目的としている。

この発明に係る再生増幅器は、入力したパルス光を周回させる共振器と、前記共振器内で周回しているパルス光を増幅するレーザ媒質と、前記レーザ媒質で増幅されたパルス光の前記共振器内での光強度を検出するパルスモニタと、前記パルスモニタで検出された光強度の値が、設定されたしきい値を超えたときに第１の信号を発生するしきい値処理部と、前記しきい値処理部から入力した第１の信号に基づいて共振器外にパルス光を出力する出力スイッチと、を備えたものである。

この発明は、再生増幅器において、増幅効率の低下を抑えつつ出力の安定化を実現することができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による再生増幅器は、高電圧を高速にオン／オフできる高圧電源とポッケルスセルとサーキュレータなどからなる入出力スイッチを有し、この入出力スイッチにより共振器内に入力してからレーザ媒質で増幅されたパルス光について、共振器内での光強度をモニタし、設定されたしきい値を超えたときに入出力スイッチにより共振器外に出力するようにしたので、増幅効率の低下を抑えつつ出力の安定化を実現することができるものである。

図１は、この発明の実施の形態１による再生増幅器を用いたレーザ装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、レーザ装置は、主発振器１と再生増幅器とで構成され、ここで、再生増幅器は、トリガ発生部２、パルスピックアップ３、サーキュレータ４、偏光子５、１／４波長板６、ポッケルスセル７、第１の全反射鏡８、レーザ媒質９、第２の全反射鏡１０、第１の遅延部１１、高圧電源１２、パルスモニタ１３、しきい値処理部１４、遅延部としての第２の遅延部１５、第３の遅延部１６から構成される。なお、第１の全反射鏡８および第２の全反射鏡１０で共振器１７を構成する。また、サーキュレータ４、偏光子５、１／４波長板６、ポッケルスセル７、および高圧電源１２で入力スイッチおよび出力スイッチとしての入出力スイッチを構成する。

次に動作について説明する。主発振器１は、一般的な数ＭＨｚから数ＧＨｚの繰り返しで、パルス光としてのレーザ発振光（波長帯１．０μｍ）を出力する。トリガ発生部２は、主発振器１のパルス光の一部または全部の出力に同期した信号が入力され、入力された信号を間引いて所望の繰り返しとなったトリガ信号を出力する。この繰り返しは、再生増幅器から出力されるパルス光の繰り返しとなり、一般的な数Ｈｚから数百ｋＨｚが選択される。トリガ信号は分岐されて、パルスピックアップ３、第１の遅延部１１、第２の遅延部１５に出力される。

パルスピックアップ３は、主発振器１から入射したパルス光のうち、トリガ発生部２からのトリガ信号に同期したパルス光のみを選択して出力し、サーキュレータ４に入射させる。サーキュレータ４は、パルスピックアップ３側から入射したパルス光を、共振器１７側に出力し、共振器１７側から入射したパルス光を装置出力側に出力する。なお、パルスピックアップ３は、例えば、ポッケルスセルと偏光子により構成される。また、サーキュレータ４は、例えば、偏光子、１／２波長板、およびファラデーローテータにより構成される。

サーキュレータ４から共振器１７側に出力されたパルス光は、偏光子５で反射して、１／４波長板６、ポッケルスセル７を透過して第１の全反射鏡８で反射され、再び、ポッケルスセル７、１／４波長板６を透過する。この時、ポッケルスセル７には電圧が印可されておらず、１／４波長板６は入射したパルス光の偏光方向に対して複屈折軸が４５度をなすように設置されている。従って、パルス光は１／４波長板６を２回通過することにより、偏光子５から入射したパルス光と直交した偏光に変換されて、再度、偏光子５に入射し、偏光子５を透過する。レーザ媒質９は、励起光源（図示は省略）から出力された励起光を吸収して、エネルギーが蓄積されており、入射したパルス光を増幅して出力する。従って、偏光子５を透過したパルス光は、レーザ媒質９で増幅され、第２の全反射鏡１０で反射されて、再度、レーザ媒質９で増幅されて偏光子５に入射する。

レーザ媒質９は、活性イオンとしてＹｂが添加されているＫＹＷ結晶（Ｙｂ：ＫＹＷ）である。励起光源（図示は省略）は、半導体レーザであり、連続波の励起光（波長帯０．９μｍ）を出力する。なお、Ｙｂ系のレーザ媒質は、利得帯域が比較的広く、数十〜数百フェムト秒のパルス幅を有する超短パルスを増幅することができ、さらに、蛍光寿命が長く、高出力で高効率な半導体レーザからの連続波の励起光を使用することができるため、小型で高出力な超短パルス光発生装置としてのレーザ装置を構成することができる。ただし、パルスの励起光を使用するように構成することも可能である。

高圧電源１２は、ＯＮ信号が入力したときにポッケルスセル７に電圧を印可し、ＯＦＦ信号が入力したときにポッケルスセル７に印可した電圧をオフにするものである。トリガ発生部２から出力されたトリガ信号は、共振器１７に入射したパルス光が偏光子５と第２の全反射鏡１０の間を伝搬している間に電圧がＯＮになるように第１の遅延部１１でタイミングが調整されて、ＯＮ信号として高圧電源１２に入力される。ＯＮ信号が入力された高圧電源１２は、ポッケルスセル７に１／４波長電圧を印可する。

上述のようにレーザ媒質９で増幅されたパルス光は、偏光子５を透過して、再度、１／４波長板６、ポッケルスセル７、第１の全反射鏡８、ポッケルスセル７、１／４波長板６の順に伝搬する。この時には、ポッケルスセル７に１／４波長電圧が印可されているので、１／４波長板６による偏光の変化を補償し、パルス光の偏光状態を変化させない。すなわち、パルス光は常に偏光子５を透過して、共振器１７内に閉じ込められて周回し、レーザ媒質９で繰り返し増幅される。

パルスモニタ１３は、共振器１７内で繰り返し増幅されるパルス光のうち、第１の全反射鏡８からわずかに漏れる成分を検出して、しきい値処理部１４に入射させる。しきい値処理部１４は、パルスモニタ１３で検出された光強度の値が、あらかじめ設定されたしきい値を超えたときに、第３の遅延部１６に第１の信号を出力する。第３の遅延部１６は、共振器１７を周回するパルス光が、偏光子５と第２の全反射鏡１０の間を伝搬している時期にポッケルスセル７に印可されている電圧がオフになるようにタイミングを調整し、高圧電源１２にＯＦＦ信号として第１の信号を入力させる。

偏光子５を透過して、１／４波長板６、ポッケルスセル７、第１の全反射鏡８、ポッケルスセル７、１／４波長板６の順に伝搬したパルス光は、ポッケルスセル７に電圧が印可されていないため、１／４波長板６を２回通過することにより、偏光子５を透過したパルス光と直交した偏光に変換されて、偏光子５で反射され、サーキュレータ４から装置出力側に出力される。

ところで、例えばパルスモニタ１３やしきい値処理部１４が正常に動作せず、第３の遅延部１６から第１の信号が高圧電源１２にＯＦＦ信号として正常に入力しなかった場合、パルス光が共振器１７に閉じ込められて過大に増幅されてしまう可能性がある。これを回避するため、トリガ発生部２で出力されてから分岐されたトリガ信号は、第２の遅延部１５で所定の遅延が与えられて第２の信号として出力され、高圧電源１２にＯＦＦ信号として入力されるように構成している。高圧電源１２には、第３の遅延部１６と第２の遅延部１５から、２つの信号が入力されることになる。高圧電源１２は、入力された２つの信号のうち、先に入力した信号のみに応答してポッケルスセル７に印可している電圧をオフにする。

そして、正常に動作しているときには、第２の遅延部１５から出力される第２の信号が、第３の遅延部１６から出力される第１の信号よりも遅れて適切なタイミングで高圧電源１２に入力するように、各遅延量が設定されている。これにより、正常に動作しているときには、第２の遅延部１５より出力される第２の信号は、再生増幅器の動作に影響を与えない。一方、正常に動作しなかった場合には、第２の遅延部１５から高圧電源１２にＯＦＦ信号が入力され、ポッケルスセル７に印可した電圧を強制的にオフにするので、パルス光が過大に増幅されることを防ぐことができる。

以上のように、この発明の実施の形態１による再生増幅器においては、パルスモニタ１３でモニタした共振器１７内のパルス光のピーク強度が、しきい値処理部１４で設定されたしきい値を超えて増幅されたときにパルス光を外部に出力するので、安定した出力が得られる。

また、従来、パルスの励起光を使用する再生増幅器では、パルスが最大に増幅される条件で外部に出力されるため、再生増幅器から出力されるパルスエネルギーを調整するには励起エネルギーの調整を行う必要があるが、励起パワーを調整した場合、再生増幅器に用いるレーザ媒質の熱条件が変化し、出力が安定するまで時間がかかってしまい、高速に出力を調整することが困難であった。これに対して、この発明の実施の形態１による再生増幅器によれば、しきい値処理部１４のしきい値の設定値を調整することにより、励起パワーを変化させずにパルスエネルギーを調整することができるため、出力エネルギーの調整が容易で、レーザ媒質９の熱条件の変化がないため高速に調整が可能である。

また、従来、連続波励起の再生増幅器では、増幅後の残留利得が次のパルスの増幅に使用されるため、残留利得の量が次のパルス出力に大きな影響を与える。従って、例えば、機械的振動などによる擾乱が発生した場合に、一定周回でパルスを抜き出すと。パルス毎の出力エネルギーが不安定になることがあった。これに対して、この発明の実施の形態１による再生増幅器によれば、連続波励起の再生増幅器において効率が最も高くなるようにしきい値を設定することができるので、高効率な再生増幅器を構成することが可能である。

また、減衰器を使用せずに出力の安定化が可能なので、高効率な再生増幅器を構成することができる。

また、第２の遅延部１５からの第２の信号により、共振器１７内のパルス強度によらず強制的にポッケルスセル７に印可した電圧をオフにするので、パルスモニタ１３やしきい値処理部１４が正常に動作しなかった場合や、断線などで装置の動作不良が発生した場合でも、パルス光が過大に増幅されることを防ぐことができ、信頼性の高い再生増幅器を構成することができる。

なお、第２の遅延部１５を省略した構成としても良く、増幅効率の低下を抑えつつ出力エネルギーの安定化をはかることが可能である。

また、第１の遅延部１１および第３の遅延部１６を省略した構成も可能であり、トリガ発生部２と高圧電源１２を直接接続し、また、しきい値処理部１４と高圧電源１２を直接接続するようにしても良い。このとき、接続するケーブルの長さなどで遅延時間を調整することで、パルス光が偏光子５と第２の全反射鏡１０の間を伝搬している間に、ポッケルスセル７の電圧を印可またはオフにすることができる。

また、パルスピックアップ３を省略した構成も可能であり、主発振器１の出力を全て増幅して出力するようにしても良い。

また、パルスモニタ１３は第１の全反射鏡８からわずかに漏れる成分を検出する構成を示したが、この構成に限られるものではなく、第２の全反射鏡１０の漏れや、その他の光学部品の反射光を用いても良い。

また、１／４波長板等の共振器１７内の光学部品による反射光が共振器１７を周回すると、ダブルパルスが発生したり、パルス光の位相を変化させて、再生増幅器出力後のパルス圧縮器（図示は省略）でパルスが十分に圧縮できなくなったりする可能性がある。上述の再生増幅器の共振器１７では、１／４波長板６を用いて、共振器１７内にパルスを閉じ込めている間、ポッケルスセル７に電圧が印可されているとしているが、１／４波長板６を取り除いて、共振器１７内にパルスを閉じ込めている間にポッケルスセル７の電圧をオフ、パルス光の入射時および出力時に電圧を印可するように構成しても良い。これにより、１／４波長板の反射光の影響を排除できると共に、共振器１７内の光学部品が減るので、共振器内の損失が低下し、再生増幅器として高効率化をはかることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による再生増幅器は、高電圧の印加のみ高速な第１の高圧電源と第１のポッケルスセルなどからなる入力スイッチと、高電圧の印加のみ高速な第２の高圧電源と第２のポッケルスセルなどからなる出力スイッチとをそれぞれ有し、入力スイッチにより共振器内に入力してからレーザ媒質で増幅されたパルス光について、共振器内での光強度をモニタし、設定されたしきい値を超えたときに出力スイッチにより共振器外に出力させるようにしたので、増幅効率の低下を抑えつつ出力の安定化を実現することができるものである。

この発明の実施の形態１による再生増幅器では、１台の高圧電源で、高速に電圧を印可した後、さらに、高速に電圧をオフにする場合、電源が大きく複雑になるという問題点があった。これは、高速に高電圧をオフにする電源回路は技術的に難しく、その回路構成が大きく複雑になるためである。この発明の実施の形態２による再生増幅器は、高電圧の印加のみ高速な高圧電源２台を用いて、上述のような課題を解決するための構成を開示するものである。

図２は、この発明の実施の形態２による再生増幅器を用いたレーザ装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図２において、レーザ装置は、主発振器１と再生増幅器とで構成され、図１で示した主発振器１〜共振器１７（サーキュレータ４と高圧電源１２を除く）と同様の構成に加え、第１の高圧電源１２ａ、第２の偏光子１８、第２のポッケルスセル１９、第２の高圧電源２０から構成される。第２のポッケルスセル１９は、レーザ媒質９と第２の全反射鏡１０の間に配置されており、第２のポッケルスセル１９とレーザ媒質９の間に第２の偏光子１８が配置されている。なお、主発振器１〜共振器１７（サーキュレータ４と高圧電源１２を除く）は、特に明示しない限り、図１で示した主発振器１〜共振器１７（サーキュレータ４と高圧電源１２を除く）と同様の機能を有する。また、偏光子５、１／４波長板６、ポッケルスセル７、および第１の高圧電源１２ａで入力スイッチを構成し、第２の偏光子１８、第２のポッケルスセル１９、および第２の高圧電源２０で出力スイッチを構成する。

次に動作について説明する。トリガ発生部２は、主発振器１のパルス光出力の一部または全部の出力に同期した電気信号が入力され、入力された電気信号を間引いて所望の繰り返しとなったトリガ信号を出力する。トリガ信号は分岐されて、パルスピックアップ３、第１の遅延部１１、第２の遅延部１５に出力される。

パルスピックアップ３は、主発振器１から入射したパルス光のうち、トリガ発生部２からのトリガ信号に同期したパルス光のみを選択して出力し、共振器１７に入射させる。共振器１７に入射したパルス光は、偏光子５で反射して、１／４波長板６、ポッケルスセル７を透過して第１の全反射鏡８で反射され、再び、ポッケルスセル７、１／４波長板６を透過する。この時、ポッケルスセル７には電圧が印可されておらず、１／４波長板６は入射したパルス光の偏光方向に対して複屈折軸が４５度をなすように設置されている。従って、パルス光は１／４波長板６を２回通過することにより、偏光子５より入射したパルス光と直交した偏光に変換されて、再度、偏光子５に入射し、偏光子５を透過する。レーザ媒質９は、励起光源（図示は省略）より出力された励起光を吸収して、エネルギーが蓄積されており、入射したパルス光を増幅して出力する。従って、偏光子５を透過したパルス光は、レーザ媒質９で増幅され、第２の偏光子１８、第２のポッケルスセル１９を透過し、第２の全反射鏡１０で反射されて、再度、第２のポッケルスセル１９を透過し、第２の偏光子１８に入射する。ここで、第２のポッケルスセル１９には電圧は印可されていないため、第２の偏光子１８に入射したパルス光は、第２の偏光子１８を透過して、再度、レーザ媒質９に入射して増幅されて、偏光子５に入射する。

第１の高圧電源１２ａは、トリガ信号が入力されたときにポッケルスセル７に電圧を印可するものである。トリガ発生部２から出力されたトリガ信号は、共振器１７に入射したパルス光が偏光子５と第２の全反射鏡１０の間を伝搬している間に第１の高圧電源１２ａの電圧が印可されるように第１の遅延部１１でタイミングが調整されて、第１の高圧電源１２ａに入力される。トリガ信号が入力された第１の高圧電源１２ａは、ポッケルスセル７に１／４波長電圧を印可する。

上述のようにレーザ媒質９で増幅されたパルス光は、偏光子５を透過して、再度、１／４波長板６、ポッケルスセル７、第１の全反射鏡８、ポッケルスセル７、１／４波長板６の順に伝搬する。この時には、ポッケルスセル７に１／４波長電圧が印可されているので、１／４波長板６による偏光の変化を補償し、パルス光の偏光状態を変化させない。すなわち、パルス光は常に偏光子５を透過して、共振器１７内に閉じ込められて周回し、レーザ媒質９で繰り返し増幅される。

パルスモニタ１３は、共振器１７内で繰り返し増幅されるパルス光のうち、第１の全反射鏡８からわずかに漏れる成分を検出して、しきい値処理部１４に入射させる。しきい値処理部１４は、パルスモニタ１３で検出された光強度の値が、あらかじめ設定されたしきい値を超えたときに、第３の遅延部１６に第１の信号を出力する。第３の遅延部１６は、共振器１７を往復するパルス光が、第２の偏光子１８と第１の全反射鏡８の間を伝搬している時期に第２のポッケルスセル１９に１／４波長電圧が印可されるようにタイミングを調整し、第２の高圧電源２０に第１の信号を入力させる。

レーザ媒質９側から第２の偏光子１８に入射したパルス光は、第２のポッケルスセル１９、第２の全反射鏡１０、第２のポッケルスセル１９の順に伝搬し、第２の偏光子１８に入射する。この時、第２のポッケルスセル１９には１／４波長電圧が印可されているので、直交した偏光に変換されて、第２の偏光子１８で反射して外部に出力される。

ところで、例えばパルスモニタ１３やしきい値処理装置１４が正常に動作せず、第３の遅延部１６から第１の信号が第２の高圧電源２０に正常に入力しなかった場合、パルス光が共振器１７に閉じ込められて過大に増幅されてしまう可能性がある。これを回避するため、トリガ発生部２で出力されてから分岐されたトリガ信号は、第２の遅延部１５で所定の遅延が与えられて第２の信号として出力され、高圧電源１２に入力されるように構成している。第２の高圧電源２０には、第３の遅延部１６と第２の遅延部１５から、２つの信号が入力されることになる。第２の高圧電源２０は、入力された２つの信号のうち、先に入力した信号のみに応答して第２のポッケルスセル１９に１／４波長電圧を印可する。

そして、正常に動作しているときには、第２の遅延部１５から出力される第２の信号が、第３の遅延部１６から出力される第１の信号よりも遅れて適切なタイミングで第２の高圧電源２０に入力するように、各遅延量が設定されている。これにより、正常に動作しているときには、第２の遅延部１５から出力される第２の信号は、再生増幅器の動作に影響を与えない。一方、正常に動作しなかった場合には、第２の遅延部１５から第２の高圧電源２０に第２の信号が入力され、第２のポッケルスセル１９に強制的に１／４波長電圧を印可するので、パルス光が過大に増幅されることを防ぐことができる。

このように構成すれば、第１の高圧電源１２ａはパルス光を入射するときのみ高速に動作し、パルス光が共振器１７に閉じ込められている間、印可している電圧を保持して、パルス光が出力されてから次のパルス光が入射するまでの間に電圧をオフにすれば良い。そして、第２の高圧電源２０は、共振器１７に閉じ込められているパルス光を外部に出力するときにのみ高速に動作し、パルス光が出力されてから次のパルス光が入射するまでの間に電圧をオフにすれば良い。これにより、それぞれの高圧電源について、高速な動作は１回の増幅について１回のみであり、高圧電源の構成が簡略化できる効果がある。

以上のように、この発明の実施の形態２による再生増幅器においては、上述のように、高圧電源の構成が簡略化できる効果とともに、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、パルスモニタ１３でモニタした共振器１７内のパルス光の強度が、しきい値処理部１４で設定されたしきい値に増幅されたときにパルス光を外部に出力するので、安定した出力が得られる。

また、しきい値処理部１４のしきい値を調整することにより、励起パワーを変化させずにパルスエネルギーを調整することができるため、出力エネルギーの調整が容易で、レーザ媒質９の熱条件の変化がないため高速に調整が可能である。

また、連続波励起の再生増幅器において効率が最も高くなるようにしきい値を設定することができるので、高効率な再生増幅器を構成することが可能である。

また、減衰器を使用せずに出力の安定化が可能なので、高効率な再生増幅器を構成することができる。

また、第２の遅延部１５からの第２の信号により、共振器１７内のパルス強度によらず強制的に第２のポッケルスセル１９に１／４波長電圧を印可するので、パルスモニタ１３やしきい値処理部１４が正常に動作しなかった場合や、断線などで装置の動作不良が発生した場合でも、パルス光が過大に増幅されることを防ぐことができ、信頼性の高い再生増幅器を構成することができる。

なお、第２の遅延部１５を省略した構成としても良く、増幅効率の低下を抑えつつ出力エネルギーの安定化をはかることが可能である。

また、第１の遅延部１１および第３の遅延部１６を省略した構成も可能であり、トリガ発生部２と第１の高圧電源１２ａを直接接続し、また、しきい値処理部１４と第２の高圧電源２０を直接接続するようにしても良い。このとき、接続するケーブルの長さなどで遅延時間を調整することで、タイミングを調整することができる。

また、パルスピックアップ３を省略した構成も可能であり、主発振器１の出力を全て増幅して出力するようにしても良い。

また、パルスモニタ１３は第１の全反射鏡８からわずかに漏れる成分を検出する構成を示したが、この構成に限られるものではなく、第２の全反射鏡１０の漏れや、その他の光学部品の反射光を用いても良い。

また、１／４波長板等の共振器１７内の光学部品による反射光が共振器１７を周回すると、ダブルパルスが発生したり、パルス光の位相を変化させて、再生増幅器出力後のパルス圧縮器（図示は省略）でパルスが十分に圧縮できなくなったりする可能性がある。上述の再生増幅器の共振器１７では、１／４波長板６を用いて、共振器１７内にパルスを閉じ込めている間、ポッケルスセル７に電圧が印可されているとしているが、１／４波長板６を取り除いて、共振器１７内にパルス光を入射する前に電圧を印可しておき、パルスを閉じ込めている間にポッケルスセル７の電圧をオフにするように構成してもよい。これにより、１／４波長板の反射光の影響を排除できると共に、共振器１７内の光学部品が減るので、共振器内の損失が低下し、再生増幅器として高効率化をはかることができる。

なお、実施の形態１、２に示した構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、共振器１７は、第１の全反射鏡８と第２の全反射鏡１０で構成し、いわゆるファブリ−ペロー型として示したが、リング型も可能である。スイッチもポッケルスセルを利用したものでなくても良く、要するに上述のスイッチとしての機能をもつものであれば良い。また、パルス光や励起光の波長や、部品の材料は適宜選択可能である。レーザ媒質はＹｂ：ＫＹＷに限られず、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＡＧなど、レーザ材料として機能する他のものを用いることが可能である。

また、上述のように、この発明に係る再生増幅器は、レーザ装置への適用に有用であるが、用途はこれに限られるものではない。例えば、光検出器で受光するパルス光を増幅するための前置増幅器などに適用することも可能である。

この発明の実施の形態１による再生増幅器を用いたレーザ装置を示す構成図 この発明の実施の形態２による再生増幅器を用いたレーザ装置を示す構成図

符号の説明

１ 主発振器
２ トリガ発生部
４ サーキュレータ
５ 偏光子
６ １／４波長板
７ ポッケルスセル
８ 第１の全反射鏡
９ レーザ媒質
１０ 第２の全反射鏡
１２ 高圧電源
１２ａ 第１の高圧電源
１３ パルスモニタ
１４ しきい値処理部
１５ 第２の遅延部
１７ 共振器
１８ 第２の偏光子
１９ 第２のポッケルスセル
２０ 第２の高圧電源

Claims (6)

1. 入力したパルス光を周回させる共振器と、
   前記共振器内で周回しているパルス光を増幅するレーザ媒質と、
   前記レーザ媒質で増幅されたパルス光の前記共振器内での光強度を検出するパルスモニタと、
   前記パルスモニタで検出された光強度の値が、設定されたしきい値を超えたときに第１の信号を発生するしきい値処理部と、
   前記しきい値処理部から入力した第１の信号に基づいて共振器外にパルス光を出力する出力スイッチと、
   を備えたことを特徴とする再生増幅器。
2. トリガ信号を発生するトリガ発生部と、
   前記トリガ信号に基づいて前記共振器内にパルス光を入力する入力スイッチと、
   前記トリガ信号に所定の遅延を与えて第２の信号として出力する遅延部と、を備え、
   前記出力スイッチは、前記遅延部からの第２の信号が前記しきい値処理部からの第１の信号よりも先に入力したとき、この入力した第２の信号に基づいて共振器外にパルス光を出力することを特徴とする請求項１に記載の再生増幅器。
3. 前記しきい値処理部は、前記しきい値の設定値を調整可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の再生増幅器。
4. 前記レーザ媒質は、連続波の励起光で励起されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の再生増幅器。
5. 前記レーザ媒質は、活性イオンとしてＹｂが添加されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の再生増幅器。
6. パルス光としてのレーザ光を発生する主発振器と、
   前記主発振器で発生したパルス光が入力される請求項１〜請求項５のいずれかに記載の再生増幅器と、
   を備えたことを特徴とするレーザ装置。

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