JP2014524662A - マスタ発振器光学増幅器システムのキャリアエンベロープ位相安定化 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (18)
- 光学装置であって、前記光学装置は、
モード同期光パルスを発生させるためのレーザキャビティを含む発振器配列であって、前記光パルスのシーケンスは、増幅のためにそこから選択され、前記光パルスのシーケンスは、所定のパルス繰り返し周波数(PRF)を有する、発振器配列と、
増幅のために選択された前記光パルスのシーケンスを増幅し、増幅されたパルスの対応するシーケンスを送達するための光増幅器配列と、
前記光パルスのシーケンスのPRFに等しいかそれよりも小さい最大周波数において、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの瞬間キャリアエンベロープ位相(CEP)を表す第1の信号を周期的に発生させるための干渉計と、
前記第1の信号を第2の信号および第3の信号に分割するための周波数スプリッタであって、前記第2の信号は、DCと前記最大周波数より小さい第1の周波数との間の第1の範囲における周波数成分を含み、前記第3の信号は、前記最大周波数より小さい第2の周波数と前記最大周波数との間の第2の範囲における周波数成分を含む、周波数スプリッタと、
前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスのCEPを調節するための低速応答CEPコントローラおよび高速応答CEPコントローラであって、前記低速応答CEPコントローラおよび前記高速応答CEPコントローラの各々は、前記発振器配列の前記レーザキャビティの外側に位置する、低速応答CEPコントローラおよび高速応答CEPコントローラと、
前記第2の信号を受信するように配列される第1の信号処理デバイスと、前記第3の信号を受信するように配列される第2の信号処理デバイスとであって、前記第1の信号処理デバイスおよび前記第2の信号処理デバイスは、第1の制御信号および第2の制御信号のそれぞれを発生させるように配列され、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号の各々は、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの瞬間CEPと所望のCEPとの間の差異を表す、第1の信号処理デバイスおよび第2の信号処理デバイスと、
を備え、
前記第1の制御信号および前記第2の制御信号は、それぞれ、前記低速応答CEPコントローラおよび前記高速応答CEPコントローラを調節し、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの前記瞬間CEPと前記所望のCEPとの間の差異を最小限にする、
装置。 - 前記第1の周波数および前記第2の周波数は、ほぼ等しい、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より小さい、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より小さい、請求項1に記載の装置。
- 前記高速応答CEPコントローラは、前記第2の信号に応答して、前記増幅されたパルスのCEPを調節するための前記発振器配列のレーザキャビティによって送達される前記モード同期パルスのCEPを調節するように配列される、請求項1に記載の装置。
- 前記発振器配列の前記レーザキャビティは、励起レーザによって送達される励起ビームによって光学的に励起され、前記高速応答CEPコントローラは、前記レーザキャビティによって送達される前記モード同期パルスのCEPを変動させるために、前記励起ビームを選択的に変調するための選択的可変モジュレータである、請求項5に記載の装置。
- 前記低速応答CEPコントローラは、前記第1の信号に応答して、前記増幅されたパルスのCEPを調節するための増幅に先立って、前記シーケンスにおけるパルスのCEPを調節するように配列される、請求項5に記載の装置。
- 前記低速応答CEPコントローラは、前記第1の信号に応答して、前記増幅されたパルスのCEPを調節するための増幅後、前記シーケンスにおけるパルスのCEPを調節するように配列される、請求項5に記載の装置。
- 前記発振器配列の前記レーザキャビティは、前記シーケンスにおけるパルスの所定のPRFを上回るPRFにおいて、前記モード同期光パルスを送達し、前記発振器配列は、前記光パルスのシーケンスを前記モード同期光パルスから選択するためのパルスピッカを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記モード同期パルスのPRFは、約80メガヘルツであって、前記パルスのシーケンスの所定のPRFは、10キロヘルツである、請求項9に記載の装置。
- 前記増幅器配列は、増幅に先立って増幅されるべきパルスの持続時間を延長するためのパルスストレッチャと、前記増幅を提供するための光増幅器と、前記増幅されたパルスの持続時間を短縮するためのパルスコンプレッサとを含み、前記パルスピッカは、前記パルスストレッチャと前記光増幅器との間に位置する、請求項9に記載の装置。
- 前記光増幅器は、再生増幅器である、請求項11に記載の装置。
- 前記パルスストレッチャおよび前記パルスコンプレッサのうちの1つは、追加的に、前記低速応答CEPコントローラとして機能する、請求項11に記載の装置。
- 前記パルスストレッチャは、追加的に、前記低速応答CEPコントローラとして機能する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の信号処理デバイスは、PIDコントローラを含む、請求項1に記載の装置。
- 光学装置であって、該光学装置は、
モード同期光パルスを発生させるためのレーザキャビティを含む発振器配列であって、前記光パルスのシーケンスは、増幅のためにそこから選択され、前記光パルスのシーケンスは、所定のパルス繰り返し周波数(PRF)を有し、前記レーザキャビティは、励起レーザと前記レーザキャビティとの間の励起ビームにおいて位置する選択的可変モジュレータにより、前記励起レーザからの前記励起ビームによって光学的に励起される、発振器配列と、
増幅のために選択された前記光パルスのシーケンスを増幅して増幅されたパルスの対応するシーケンスを送達するためのチャープパルス光増幅器(CPA)配列であって、前記CPA配列は、増幅に先立ってパルスの持続時間を伸長するためのパルスストレッチャと、前記伸長されたパルスを増幅するための光増幅器と、前記増幅された伸長されたパルスを圧縮するためのパルスコンプレッサとを含む、CPA配列と、
前記光パルスのシーケンスのPRFに等しいかそれよりも小さい最大周波数において、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの瞬間キャリアエンベロープ位相(CEP)を表す第1の信号を周期的に発生させるための干渉計と、
前記第1の信号を第2の信号および第3の信号に分割するための周波数スプリッタであって、前記第2の信号は、DCと前記最大周波数より小さい第1の周波数との間の第1の範囲における周波数成分を含み、前記第3の信号は、前記最大周波数より小さい第2の周波数と前記最大周波数との間の第2の範囲における周波数成分を含む、周波数スプリッタと、
前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスのCEPを調節するための低速応答CEPコントローラおよび高速応答CEPコントローラであって、前記低速応答CEPコントローラおよび前記高速応答CEPコントローラの各々は、前記発振器配列の前記レーザキャビティの外側に位置し、前記パルスコンプレッサおよび前記パルスストレッチャのうちの1つは、選択的可変分散を有し、前記低速応答CEPコントローラとして機能し、前記選択的可変励起ビームモジュレータは、前記高速応答CEPコントローラとして機能する、低速応答CEPコントローラおよび高速応答CEPコントローラと、
前記第2の信号を受信するように配列される第1の信号処理デバイスと、前記第3の信号を受信するように配列される第2の信号処理デバイスとであって、前記第1の信号処理デバイスおよび前記第2の信号処理デバイスは、第1の制御信号および第2の制御信号のそれぞれを発生させるように配列され、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号の各々は、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの瞬間CEPと所望のCEPとの間の差異を表す、第1の信号処理デバイスおよび第2の信号処理デバイスと、
前記第1の制御信号および前記第2の制御信号は、前記低速応答CEPコントローラおよび前記高速応答CEPコントローラのそれぞれを調節し、前記増幅されたパルスのシーケンスにおけるパルスの前記瞬間CEPと前記所望のCEPとの間の差異を最小限にする、
装置。 - 前記所定のPRFを有する前記パルスのシーケンスは、前記パルスコンプレッサと前記光増幅器との間に位置するパルスピッカによって、前記レーザキャビティから送達される前記モード同期パルスから選択される、請求項16に記載の装置。
- 前記光増幅器は、再生増幅器である、請求項16に記載の装置。
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