JP2016225607A - 受動パルスシェイピング付き光源 - Google Patents

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Abstract

【課題】受動パルス・プリシェイピング付きの光増幅器を内蔵するサブピコ秒光パルス源を提供する。
【解決手段】本発明は、２〜２０nmの範囲内の光ゲイン帯域幅を有するシングルパスまたはダブルパス光増幅器に基づくサブピコ秒の光パルスの発生源に関するものである。シード光パルスをプリシェイプする受動パルスシェイピング・フィルタを光増幅器の前段に設けて、光増幅器におけるゲイン狭帯域化効果を受動的に事前補償する。受動パルスシェイピング・フィルタは反射薄膜フィルタに基づくことができ、この反射薄膜フィルタをミラーに結合してマルチパス構成にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に光パルス源に関するものであり、特に、受動パルス・プリシェイピング（事前整形）付きの光増幅器を内蔵するサブピコ秒光パルス源に関するものである。
超短光パルスは、マイクロマシニング（微小機械加工）、眼科医療、生物医学撮像、超高速分光、超高速光ネットワーク、反応トリガ、等のような材料処理を含む種々の用途において有用である。ピコ秒及びフェムト秒（fs）の継続時間の高エネルギー光パルスは、シード光パルスを、モード同期レーザーのようなより低出力の光源から光ポンピング型広帯域パワーアンプ（出力増幅器）を通して送信することによって生成される。しかし、こうした増幅器を通って伝搬する短いパルスは、ゲイン狭帯域化及び自己位相変調のような振幅及び／または位相の劣化が生じて、出力パルスの不所望な広がりをもたらし得る。光増幅器におけるパルス形状劣化は、少なくとも部分的には、例えば音響光学変調器を用いた時間的なパルスシェイピング（パルス整形）、あるいは液晶光空間変調器を用いたスペクトル的なパルスシェイピングのような、電気通信用途向けに以前に開発された超高速能動パルスシェイピング技術によって解消することができる。光ゲイン帯域幅を２００〜３００ナノメートル（nm）まで高めることができる、Ｔｉ：サファイア・ゲイン素子に基づくマルチパス（多回通過）及び回生（再生）光増幅器用の能動パルスシェイピング技術を実現することは、科学研究用途向けに適合した３〜２０fsパルスの光源をもたらした。しかし、能動光パルスシェイピングは、高速光変調器、及び複雑な制御及びフィードバックループの使用を必要とすることがあり、これにより、増幅器の設計を大幅に複雑化してコストを上昇させる。Ｔｉ：サファイア増幅器におけるパルスシェイピング用の他の技術は、増幅器のマルチパス・キャビティ内に挿入された浅いキャビティ内広帯域フィルタの使用に頼る。しかし、この技術は、例えば単結晶Ｙｂ：ＹＡＧロッドまたはディスクのような、Ｔｉ：サファイア材料よりもずっと高いピークゲイン値を有するがより狭いゲイン帯域幅を有するゲイン素子に基づくシングルパス（単回通過）光増幅器には直接適用可能ではないことがある。継続時間４００〜８００fsの幾分長いサブピコ秒を発生することができる、パス（１回通過）毎に１０dB以上のゲインを有するこうしたゲイン素子は、工業用途向けに関心を持たれ、廉価なパルスシェイピング器の恩恵を受けて、上記増幅器におけるゲイン狭帯域化に対抗することができる。
従って、高ゲイン狭帯域幅のゲイン素子を用いた光源においてサブピコ秒の光パルスを提供するための現在の解決策及び技術に関連して、大きな問題及び短所が存在し得ることがわかる。
Peter J. Delfyett et al., "Ultrafast semiconductor laser-diode-seeded Gr:LiSAF regenerative amplifier system", APPLIED OPTICS, 20 May 1997, Vol. 36, No. 15 Xiaomin Liu et al., "Highly-stable monolithic femtosecond Yb-fiber laser system based on photonic crystal fibers", OPTICS EXPRESS 19 July 2010/ Vol. 18, No. 15, pp. 15476-15483 T. Sudmeyer et al., "High-power ultrafast thin disk laser oscillators and their potential for sub-100-femtosecond pulse generation", Appl Phys B (2009) 97:pp. 281-295 F. Brunner et al., "Diode-pumped femtosecond Yb:KGd(WO4)2 laser with 1.1-W average power", OPTICS LETTERS August 1, 2000, Vol. 25, No. 15, pp. 1119-1121 Yoann Zaouter et al., "Direct amplification of ultrashort pulses in μ-pulling-down Yb:YAG single crystal fibers", OPTICS LETTERS, March 1, 2011, Vol. 36, No. 5, pp. 748-750
従って、本発明は、サブピコ秒の継続時間のシード光パルスを発生するためのシード光源、このシード光パルスを増幅するための光増幅器、及びシード光パルスの光路内に配置されたパルスシェイピング・フィルタを備えた光パルス源に関するものであり、このパルスシェイピング・フィルタは、シード光パルスが増幅される前にそのスペクトルを広げて、光増幅器におけるゲイン狭帯域化効果を事前補償する。光増幅器は、２〜２０ナノメートルのゲイン帯域幅、及び少なくとも３dBのシングルパス（単回通過）光ゲインを有するベル（釣鐘）形ゲインスペクトルを提供するゲイン素子を備えている。光増幅器は、シングルパス増幅器またはダブルパス（二回通過）増幅器とすることができる。本発明の特徴によれば、パルスシェイピング・フィルタは、２〜２０nmの範囲内のノッチ帯域幅を有する薄膜ノッチフィルタを備えることができる。本発明の他の特徴によれば、パルスシェイピング・フィルタは、薄膜ノッチフィルタに光学的に結合されてマルチパス構成をなすミラーを備えることができ、シード光パルスは、光増幅器に入る前に薄膜ノッチフィルタによって２回以上フィルタ処理される。
本明細書に開示する好適例を、添付する図面を参照しながらより詳細に説明し、これらの図面は本発明の好適な実施形態を表し、図面中では、同様の要素は同様の参照番号で示す。
受動パルス・プリシェイピング器を含む光パルス源の全体ブロック図である。 シードパルスの光スペクトル(a)、増幅器のゲイン及びゲイン狭帯域化効果(b)、好適なパルス・プリシェイピング・フィルタの透過特性(c)、プリシェイピング済シードパルス(d)、及び増幅された出力パルス(e)を概略的に例示するグラフである。 シングルパス光増幅器の前段に反射型パルスシェイピング・フィルタを有する、図１の光パルス源の実施形態の概略図である。 薄膜ノッチフィルタの概略図である。 ダブルパス光増幅器の前段に反射型パルスシェイピング・フィルタを有する光パルス源の概略図である。 ダブルパス光増幅器の前段に透過型パルスフィルタを有する、図４の光パルス源の概略図である。 ダブルパス光増幅器の内部に第２パルスシェイピング・フィルタを有する光パルス源の概略図である。 パルスシェイピング・フィルタのマルチパスの具体例の概略図である。 シングルパス光増幅器の前段にマルチパス・パルスシェイピング・フィルタを有する、図３の光パルス源の実施形態の概略図である。 パルスシェイピング・フィルタを用いた薄膜ノッチフィルタの好適な透過特性を例示するグラフである。
以下の説明では、本発明の完全な理解をもたらすために、限定ではなく説明目的で、特定の光デバイス、光学アセンブリ、光学技術、等のような具体的詳細を記載する。しかし、本発明は、これらの具体的詳細から離れた他の実施形態で実施することができることは、当業者にとって明らかである。他の例では、本発明の説明を曖昧にしないために、周知の方法、装置、及び光学アセンブリは省略する。なお、本明細書で用いる「第１」、「第２」等は順序付けを言い含めることは意図しておらず、むしろ、特に断りのない限り、１つの要素を他の要素と区別することを意図している。本明細書で用いる「透過」及び「透過特性」は、ファイバ内への入力スペクトルをファイバからの出力スペクトルに関係付ける光ファイバの特性を称し、従って、透過型フィルタ及び反射型フィルタの両方を記述するために用いることができる。
本明細書に記載する実施形態は、ゲイン素子を利用する光パルス増幅器に関するものであり、このゲイン素子は、適切なポンピングエネルギーでポンピングされると、比較的高い大きさの光ゲインを、例えば約３dB以上をシングルパスで、好適には約１０dB以上をシングルパスで、但し比較的低いゲイン帯域幅で、例えば２０ナノメートル（nm）未満、より典型的には２〜１０nmのゲイン帯域幅で提供することができる材料に基づく。その例は、イッテルビウム（Ｙｂ）でドープした材料、例えばＹｂ：ＹＡＧ（Ｙｂでドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット）、Ｙｂ：ＫＹＷ、Ｙｂ：ＫＧＷ（Ｙｂでドープした単斜晶二重タングステン酸カリウム）、Ｙｂ：ＣＡＬＧＯ（Ｙｂ：ＣａＧｄＡｌＯ4）、Ｙｂ：Ｌｕ2Ｏ3、及びＹｂ：ＬｕＳｃＯ3、及び特にこれらの材料に基づく単結晶ゲイン素子を含むが、これらに限定されない。本発明の実施形態では、「幅」とは、パルスまたはスペクトル線またはピークのような時間領域または周波数領域で定義される特徴に関して用いる際には、特に明確な断りのない限り、それぞれの特徴の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width half maximum）を意味する。
図１及び２を参照すれば、図１に大まかに例示する光パルス源１０は、サブピコ秒の継続時間のシード光パルス１１を発生するように構成されたシード光源５、及びシード光パルスを増幅してシード光パルスからより大きなパルスエネルギーの出力パルス１５を生成するための光増幅器３０を含む。シード光源５は、光増幅器３０と波長が整合する所望の幅のあらゆる適切な光パルス源を用いて具体化することができ、バルク半導体レーザー、マイクロディスク・ファイバ、あるいは能動、受動、または混成モード同期を有する半導体レーザーを含む。こうした光パルス源の例は、Peter J. Delfyett et al., “Ultrafast semiconductor laser-diode-seeded Gr:LiSAF regenerative amplifier system”, APPLIED OPTICS, 20 May 1997, Vol. 36, No. 15（非特許文献１）、Xiaomin Liu et al., “Highly-stable monolithic femtosecond Yb-fiber laser system based on photonic crystal fibers”, OPTICS EXPRESS 19 July 2010/ Vol. 18, No. 15, pp. 15476-15483（非特許文献２）、T. Sudmeyer et al., “High-power ultrafast thin disk laser oscillators and their potential for sub-100-femtosecond pulse generation”, Appl Phys B (2009) 97:pp. 281-295（非特許文献３）、及びF. Brumner et al., “Diode-pumped femtosecond Yb:KGd(WO4)2 laser with 1.1-W average power”, OPTICS LETTERS August 1, 2000, Vol. 25, No. 15, pp. 1119-1121（非特許文献４）に記載され、これらの文献のすべてを参照する形で本明細書に含める。一例として、１つの代表的な実施形態では、シード光源５は、現在技術において既知の、モード同期のＹｂでドープしたファイバまたは半導体レーザー源の形態とすることができ、サブピコ秒のシード光パルス１１を放出するように構成され、シード光パルス１１は例えば長さ２、３百フェムト秒とすることができ、１００fs〜６００fsのパルス継続時間、及びスペクトル幅３２（図２のパネル(a)）を有することができる。本明細書に記載する１つ以上の好適な実施形態では、光増幅器３０が、動作中にゲイン中心波長λ0をピークとするベル形ゲインスペクトル３３（図２のパネル(b)）を有し、かつスペクトル帯域幅３４を有する光ゲイン素子を含むか、あるいは光増幅器３０をこうした光ゲイン素子の形態とすることができ、スペクトル帯域幅３４は、２〜２０nmの範囲内とすることができ、あるいはＹｂでドープしたゲイン材料については典型的には２〜１０nmの範囲内とすることができる。このゲイン素子は、少なくとも３dBの大きさの、より好適には少なくとも１０dB以上の、例えば１０〜３０dBの範囲内の、シングルパスの光ゲインを提供することができる。従って、増幅器３０はシングルパス増幅器またはダブルパス増幅器とすることができ、シードパルスはゲイン素子を各方向に１回だけ通って進む。ゲイン素子を１回または２回進んだ後に高いパルス出力を生じさせる比較的高いシングルパス・ゲインに起因して、パルスをゲイン素子に３回以上通すことは、ビーム劣化をもたらし得るゲイン媒体中のゲイン飽和及び／またはゲイン媒体中の有害な熱的効果の理由から、有用でないことがある。
ここで、図１を引き続き参照しながら図２を参照する。シード光パルス１１の光スペクトルを同図のパネル(a)内に概略的に例示し、シード光パルス１１には、現在技術において一般に知られている光増幅器３０内のゲイン狭帯域化効果により、光増幅器３０内でパルス広がり効果が生じ得る。光増幅器におけるゲイン狭帯域化は、増幅器のゲインスペクトル（図２(b)）がシード光パルス１１のスペクトル幅に近くなるか、このスペクトル幅よりも小さくなると発生し、これにより、ゲインスペクトル３３のピークに対応するゲイン中心波長λ0に近い波長には、ゲインピーク波長λ0からより離れた波長よりも強い増幅がなされ、パルスが増幅器を通って伝搬する際にパルスの光スペクトルの狭帯域化が生じ、時間領域内では出力パルスの対応する広がりが生じる。このことを図２(b)に概略的に例示し、ここでは、実線の曲線３３が増幅器のゲインスペクトルを例示し、破線の曲線３５が、シード光パルス１１が光増幅器３０内に直接送り込まれた際の、出力光パルスのより狭いスペクトルを例示し、出力パルスのスペクトル幅３６は入力シードパルスのスペクトル幅よりも小さい。一例として、１００〜６００fsの範囲内の時間幅を有するシード光パルスを、増幅器３０の出力において約２倍以上の倍率で時間的に広げることができ、このことは、１ピコ秒を超える出力パルス１５のパルス幅を生じさせることができる。
ここで図２を引き続き参照しながら再び図１を参照する。パルスシェイピング・フィルタ２０を、シード光パルス１１の経路内の、増幅器３０の前段に配置して、増幅器３０における、出力パルス１５のパルス幅に対する不所望なゲイン狭帯域化の効果を解消するか少なくとも減少させることができる。パルスシェイピング・フィルタ２０は、シード光パルス１１の光スペクトルを、光増幅器３０における増幅の前に広げるように構成され、これにより、光増幅器３０におけるパルススペクトルの狭帯域化を事前補償する。プリシェイプ（事前整形）された、即ちパルスシェイピング・フィルタ２０の動作によってスペクトルを拡幅されたシード光パルスを、本明細書ではプリシェイピング済シードパルス１３またはスペクトル拡幅済シードパルス１３とも称することがある。好適なフィルタ２０の透過特性を図２(c)に概略的に例示し、この透過特性は、ベル形ゲインスペクトルの中心波長λ0ではその両側部よりも強いシード光パルス中の光を減衰させるように設定され、これにより、シードパルス・スペクトルの最上部を効果的に平坦化し、こうしてシードパルス・スペクトルを拡幅し、即ちそのＦＷＨＭ幅を増加させる。図２(c)に例示するように、フィルタ２０は実質的に、ノッチを有する、即ちその透過特性における所望のノッチ中心波長λfの所に極小値１９を有するノッチフィルタとして記述することができる。好適な実施形態では、ゲイン中心波長λ0がシードパルス・スペクトル３１の中心波長と一致し、フィルタ２０は中心波長λfを中心とするノッチ１９を有するように構成され、中心波長λfは、増幅器のゲイン素子のベル形ゲインスペクトル３３の中心波長λ0にほぼ等しく、即ちλf＝λ0であり、図２(d)に示すように、フィルタ２０の出力におけるプリシェイピング済シードパルス１３の平坦化された光スペクトル３８を生じさせる。ゲイン中心波長λ0とシードパルス・スペクトル３１の中心波長とが一致しない場合、フィルタ２０の透過ノッチ１９は、増幅器のゲインスペクトル３３のピークとシードパルスのゲインスペクトル３１のピークとの間の適切な波長を中心とすることができ、この適切な波長は、増幅器ゲインのシードパルス・スペクトルに対する狭帯域化効果を事前補償するように選択することができる。フィルタ２０の透過特性３７におけるノッチ１９の形状及び深さを適切に選択することによって、増幅器３０のゲイン狭帯域化効果を実質的に解消するか少なくとも減少させることができる。
ここで図３Ａを参照すれば、パルス源１００の形態の光パルス源１０の好適な具体例が例示されている。光パルス源１０は、図１の増幅器３０を具体化したシングルパス光増幅器１０１、シードパルス源１１０、及びパルスシェイピング・フィルタ２０を具体化した反射薄膜フィルタ１２０を含み、シードパルス源１１０は実質的に、図２のシード光源５を参照して前述したものとすることができる。シングルパス光増幅器１０１はゲイン素子１３０を含み、ゲイン素子１３０は光ポンプ１４０に結合されて、結合レンズ１３８及びダイクロイックミラー１２５を用いた端面ポンピング構成の形をなし、ダイクロイックミラー１２５は、増幅器の出力パルス１５用の出力カプラとしても機能する。他のポンピング構成も可能であり、その全般が本発明の範囲内であることは明らかである。ゲイン素子１３０は、例えばＹｂ：ＹＡＧ等のような適切なゲイン材料の薄型ロッドの形態とすることができる。適切なゲイン素子の例は、例えば非特許文献３及びYoann Zaouter et al., “Direct amplification of ultrashort pulses in μ-pulling-down Yb:YAG single crystal fibers”, OPTICS LETTERS, March 1, 2011, Vol. 36, No. 5, pp. 748-750（特許文献５）に記載され、これらの文献は共に参照する形で本明細書に含める。ゲイン素子１３０は、適切にポンピングされると、シード光パルス１１またはプリシェイピング済シードパルス１３用の光ゲインを提供し、例えば、Ｙｂ：ＹＡＧ製のゲイン素子１３０は、約９４０nmのポンプ波長で光学的にポンピングされると、約１０３０nmのゲインピーク波長λ0を中心とした光ゲインを、３〜６nmのゲインスペクトル幅３４で提供することができる。光ポンプ１４０は、例えば高輝度レーザーダイオードとすることができ、こうした高輝度レーザーダイオードは現在技術において既知のようにファイバ結合することができる。レンズ１２８を用いて、プリシェイピング済シードパルス１３のシードビームをゲイン素子１３０内に結合することができる。現在技術において一般に知られているように、ダイクロイックミラー１２５は、ポンプ光７７を通過させてゲイン素子１３０内に透過し、増幅された光パルス１５を出力方向に反射するように構成されている。一例として後方励起のポンピング構成を示しているが、前方励起のポンピング構成も可能であり、本発明に関係する増幅器１０１及びパルス源１００の動作の原理を変更しないことは明らかである。
図３Ｂを参照すれば、反射薄膜型ノッチフィルタ１２０は、例えば反射基板５１上に配置された薄膜層５２の積層として具体化することができる。薄膜層５２の積層は、反射において、図２(c)及びフィルタ２０を参照して概略的に上述したようなノッチフィルタの透過フィルタ特性３７を有するように構成することができる。薄膜フィルタ５２の積層によって提供されるノッチ１９の所望の深さ及び幅は、特定のゲイン素子１３０向けに選択することができ、そしてポンピングパワー及び増幅レベルの目標範囲に応じたものとすることができる。一例として、Ｙｂ：ＹＡＧゲイン素子と共に使用するように構成された薄膜ノッチフィルタ１２０の波長透過特性３７におけるノッチ１９は、幅２〜６nmとすることができ、そしてフィルタの最大透過に対して１０％〜３０％の深さとすることができる。
再び図３Ａを参照すれば、反射薄膜ノッチフィルタ１２０は、シード光源１１０からゲイン素子１３０内に指向させるように配向されると共に、シード光パルス１１を、図１及び２を参照して上述したように拡幅してゲイン素子１３０におけるゲイン狭帯域化効果を補償する。さらに、図１及び２を参照して上述するように、シード光パルス１１の所望の最適なプリシェイピングは、ノッチの中心波長λfがゲイン素子１１０のゲインピークλ0と正確に合うことを必要とすることがある。しかし、ゲイン素子１３０が単結晶Ｙｂ：ＹＡＧ材料等として具体化されている場合のように、ゲイン素子１３０のゲインスペクトル帯域幅３４が狭く、例えば２〜６nmである実施形態では、薄膜フィルタ１２０の製造において、ノッチ中心波長λfの所望値を高い信頼性で十分な精度を伴って実現することが困難なことがある。従って、一実施形態では、フィルタ１２０を回転可能にして、ノッチ中心波長λfを所望波長に調整することを可能にすることができ、例えばピークゲイン波長λ0との正確な一致を可能にすることができる。１つの好適な実施形態では、薄膜ノッチフィルタ１２０を回転ステージ１１２上に配置して、フィルタを回転させて、フィルタの波長における透過特性を調整することができる。フィルタ１２０をその回転軸の周りに角度αだけ回転させることは、シード光源１１０とゲイン素子１３０との光学的位置合わせを維持するために、シード光源１１０を同じ軸の周りに２αだけ回転させる必要があり得ることは明らかである。
ここで図４を参照すれば、光パルス源２００が例示され、光パルス源２００は、図３Ａの光パルス源１００の具体例として見ることができ、ここでは、ゲイン素子１３０の遠端にミラー２３０を追加し、出力カプラ２２５をゲイン素子１３０の（シード源に近い）近端に追加することによって、シングルパス増幅器１０１をダブルパス増幅器２０１に変換することができる。ミラー２３０は、ゲイン素子を順方向に通って伝搬して１回目に通過した後に増幅されたシードパルスを、ゲイン素子の（シード源から離れた）遠端に戻して、ゲイン素子１３０内をその近端に向けて逆方向に伝搬させる。出力カプラ２２５は、例えば偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：polarization beam splitter）を用いて、四分の一波長板（ＱＷＰ：quarter wave plate）２２３を増幅器２０１のダブルパス構成内に、例えばミラー２３０の前方に追加して具体化することができる。ＰＢＳ２２５は、ゲイン素子１３０を通って逆方向に伝搬した後に増幅されたシードパルス１５を、ゲイン素子１３０の近端から受けて、これらのシードパルス１５を出力方向に再指向させ、シードパルス１５の偏光は、ＱＷＰ２２３を２回通過することによって、増幅器２０１の入力におけるプリシェイピング済シードパルス１３に対して９０度だけ回転している。ダブルパス増幅器２０１におけるゲイン狭帯域化効果は、ゲイン素子におけるシングルパス・ゲインが同一または同様であれば、図３Ａの光パルス源１００のシングルパス増幅器１０１におけるゲイン狭帯域化効果よりも強力であり得るので、光源２００内の薄膜ノッチフィルタ１２０は、光パルス源１００における薄膜ノッチフィルタよりも、その透過特性において幾分深いノッチを有するように構成することができる。
ここで図５を参照すれば、パルスシェイピング・フィルタ１２０は、図１〜４を参照して概略的に上述した透過特性を有する透過薄膜ノッチフィルタ２２０を用いて透過型に構成することもできる。フィルタ２２０は、例えば薄膜干渉フィルタとすることができ、薄膜干渉フィルタは、適切に構成された薄膜層の積層を透明基板、例えばガラス基板上に堆積させることによって製造することができる。図５はダブルパス光増幅器を有する光パルス源２００の変形例を例示しているが、透過型フィルタ２２０は、図３Ａに例示するもののようなシングルパス構成のゲイン素子を有する実施形態において用いることもできることは明らかである。
図４及び５を参照して上述したダブルパスの実施形態では、パルスシェイピング・フィルタ２０、１２０及び２２０が、ミラー２３０及び出力カプラ２２５によって形成されるダブルパス構成の動作上の前段に配置され、これにより、パルスシェイピング・フィルタは非増幅のシードパルス１１のみを受ける。光増幅器の動作上の前段に、かつダブルパス構成２２５〜２３０の外部にパルスシェイピング・フィルタを配置することは、パルスシェイピング・フィルタの薄膜コーティングを光パルスよって損傷させる可能性を低減し、このことは、高いシングルパス・ゲイン、及び増幅器からの高い出力光パワーを有する実施形態において特に有利である。しかし、パルスシェイピング・フィルタをマルチパス光増幅器内に含む実施形態も、本発明の範囲内で想定することができる。１つのこうした実施形態を図６に例示し、この実施形態は、ミラー２３０及び出力カプラ２２５によって規定されるダブルパス増幅器４０１のダブルパス光学構成の内部に第２パルスシェイピング・フィルタ２２１を追加したことが、図５の実施形態と異なる。図示する好適な実施形態では、第２パルスシェイピング・フィルタ２２１は、ゲイン素子１３０とミラー２３０との間に配置された透過型フィルタであり、増幅されるパルスが２回通過する。この構成の１つの潜在的利点は、干渉フィルタの透過特性において、図５のフィルタ２２０に比べて、より浅いノッチを有する干渉フィルタを用いることを可能にすることができることにあり、こうしたより浅いノッチを有する干渉フィルタは、より容易に製造することができる。第２透過型フィルタ２２１は、反射薄膜フィルタ１２０を増幅器の前段に有する図４の実施形態のダブルパス光増幅器２０１内に追加することもできることは明らかである。
種々の実施形態では、パルスシェイピング・フィルタ２０、１２０または２２０を、ゲイン素子１３０のベル形ゲインスペクトルの中心波長λ0から２、３ナノメートル離れた波長の入射光の少なくとも９５％を透過させ、かつゲインピーク波長λ0、あるいはフィルタの透過または反射特性におけるノッチ１９の中心波長λfの入射光の８５％未満を透過させるように構成することができる。ノイズシェイピング（雑音整形）フィルタ２０の透過または反射特性におけるノッチ１９の形状、幅、及び深さは、好適には特定のゲイン素子及び増幅器構成向けに最適化するべきであり、異なる実施形態に対して異ならせることができる。図９に、７〜１３dBの範囲内のシングルパス・ゲインを有するＹｂ：ＹＡＧゲイン素子を用いたシングルパス増幅器を有する図３の実施形態用のパルスシェイピング・フィルタ２０の好適な透過特性を例示する。この好適なフィルタは、上述したように反射または透過薄膜フィルタとして具体化することができ、〜１０３０nmのＹｂ：ＹＡＧゲインのピーク波長を中心とするその透過特性において、ノッチを有し、かつ３〜５nmの範囲内のＦＷＨＭ幅を有するおよそ逆ガウス形の形状を有し、このＦＷＨＭ幅は、上記Ｙｂ：ＹＡＧゲイン素子のゲインスペクトル幅と一致させるか、このゲインスペクトル幅よりも少し小さくすることができ、その最大透過率の約２０％のノッチの深さを有する。他の実施形態では、フィルタ透過特性におけるノッチの幅及び深さの目標値を、例えばゲイン素子のシングルパスまたはダブルパス・ゲインスペクトルのスペクトル形状及びスペクトルの大きさに応じて、及び増幅器全体の設計に応じて異ならせることができる。例えば、一部の実施形態は、フィルタ透過における１０％〜３０％の範囲内の、及び５０％までのノッチの深さ、及び２nmまでも小さいノッチスペクトル幅を有するフィルタを利用することができる。
ここで図７を参照すれば、パルスシェイピング・フィルタ２０をマルチパスフィルタ３２０として具体化することができ、マルチパスフィルタ３２０は、反射薄膜ノッチフィルタ１２０に光学的に結合されてマルチパス構成をなすミラー１５５を含む。マルチパスフィルタ３２０内では、シード光パルス１１が、光増幅器に指向される前に薄膜ノッチフィルタ１２０によって２回以上フィルタ処理される。このマルチパスフィルタ構成は、例えば、フィルタ透過特性におけるノッチ１９の幅と深さの所望の組合せを有する薄膜フィルタを高い信頼性で製造することが困難である際に有用であり得る。シードパルスを同じ薄膜ノッチフィルタ１２０から複数回反射させ、この薄膜フィルタから連続して反射する間にゲイン素子を通過させないことによって、薄膜フィルタ１２０の設計を増幅器の設計からある程度切り離すことができる。こうした薄膜フィルタの設計は、透過特性において、所定の増幅器における最適なパルス・プリシェイピングにとって望ましいノッチよりも浅く広幅のノッチを有する薄膜フィルタ１２０の使用も可能にすることができる。マルチパス・パルスシェイピング・フィルタ３２０は、シード光パルス１１が、シングルパスまたはマルチパス光増幅器３０に入る前に薄膜ノッチフィルタ１２０によって反射されるか薄膜ノッチフィルタ１２０を透過するように構成することができることが有利であり、この反射または透過の回数は、シード光パルス１１が増幅器のゲイン素子１３０を通過する回数よりも多い。図７のマルチパスフィルタ３２０は、上述した実施形態のいずれにおいても、増幅器の前段のパルスシェイピング・フィルタとして用いることができることは明らかである。マルチパスフィルタ３２０を、図３Ａの光パルス源１００内のシングルパス増幅器１０１の前段のパルスシェイピング・フィルタ２０として用いる例を、図８に例示する。マルチパスフィルタ３２０は、２つのミラー間に配置された透過薄膜ノッチフィルタを用いて具体化することができることは明らかである。
上述した好適な実施形態では、受動パルスシェイピング薄膜フィルタを、３〜２０nmのゲイン帯域幅を有するシングルパスまたはダブルパス増幅器の前段に用いて、増幅器におけるゲイン狭帯域化効果を補償することは、前段にパルスシェイピング・フィルタのない同じ増幅器に比べて、より短い出力光パルスを２回まで得ることを可能にする。一例として、Ｙｂ：ＹＡＧゲイン素子に基づく従来の光増幅器は、７００〜１２００fsの範囲内の出力光パルスを提供することができ、この出力光パルスは、上述したように受動パルス・プリシェイピング・フィルタを光増幅器の前段に追加することによって、３００〜６００fsまたはそれ未満まで短くすることができる。
上述した好適な実施形態は、あらゆる点で本発明を限定するのではなく例示することを意図している。従って、本発明は、詳細な実現において、本明細書に含まれる記載から当業者が導出することができる多数の変形例が可能である。例えば、本明細書に記載した特定実施形態は、Ｙｂ；ＹＡＧ単結晶ロッド、結晶、ディスク、またはファイバを参照して説明してきたが、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＫＹＷ、Ｙｂ：ＫＧＷ、及びＹｂ：ＣＡＬＧＯ材料（これらだけではないが）のようなＹｂでドープした他の増幅器材料に基づくゲイン素子、並びに、シングルパス及びダブルパス増幅器設計において有用であり得る２〜１０nmの帯域幅及び５dB以上のシングルパス・ゲインを提供することができるもののような他の狭帯域高ゲイン光学材料も、本発明の範囲内で用いることができる。他の例では、図面中に例示し以上で説明したポンピング、及びシングルパス及びダブルパスの構成は一例に過ぎず、それぞれの光増幅器の他の適切な構成を本開示に基づいて考えることもできる。これら及び他の変形及び変更のすべてが、以下の特許請求の範囲によって規定する本発明の範囲内であるものと考えられる。さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態、並びにその特定例を挙げた本明細書中のすべての記載は、それらの構造的及び機能的等価物を包含することを意図している。これに加えて、こうした等価物は、現在知られている等価物、並びに将来開発される等価物を共に含み、即ち、同じ機能を実行する開発されたあらゆる要素を、その構造にかかわらず含む。
従って、本発明は、本明細書に記載した特定実施形態によってその範囲を限定されない。実際に、本発明の他の種々の実施形態、及び本発明に対する変更は、本明細書に記載したものに加えて、以上の説明及び添付した図面より通常の当業者にとって明らかである。従って、こうした他の実施形態及び変更は、本発明の範囲内に入ることを意図している。さらに、本明細書では、本発明を、特定環境における特定目的での特定の実現に関連して説明してきたが、その有用性はこれらに限定されず、本発明はいくつもの環境においていくつもの目的で有益に実現することができることは、通常の当業者が認める所である。
再び図３Ａを参照すれば、反射薄膜ノッチフィルタ１２０は、シード光源１１０からゲイン素子１３０内に指向させるように配向されると共に、シード光パルス１１を、図１及び２を参照して上述したように拡幅してゲイン素子１３０におけるゲイン狭帯域化効果を補償する。さらに、図１及び２を参照して上述するように、シード光パルス１１の所望の最適なプリシェイピングは、ノッチの中心波長λfがゲイン素子１３０のゲインピークλ0と正確に合うことを必要とすることがある。しかし、ゲイン素子１３０が単結晶Ｙｂ：ＹＡＧ材料等として具体化されている場合のように、ゲイン素子１３０のゲインスペクトル帯域幅３４が狭く、例えば２〜６nmである実施形態では、薄膜フィルタ１２０の製造において、ノッチ中心波長λfの所望値を高い信頼性で十分な精度を伴って実現することが困難なことがある。従って、一実施形態では、フィルタ１２０を回転可能にして、ノッチ中心波長λfを所望波長に調整することを可能にすることができ、例えばピークゲイン波長λ0との正確な一致を可能にすることができる。１つの好適な実施形態では、薄膜ノッチフィルタ１２０を回転ステージ１１２上に配置して、フィルタを回転させて、フィルタの波長における透過特性を調整することができる。フィルタ１２０をその回転軸の周りに角度αだけ回転させることは、シード光源１１０とゲイン素子１３０との光学的位置合わせを維持するために、シード光源１１０を同じ軸の周りに２αだけ回転させる必要があり得ることは明らかである。

Claims (17)

  1. サブピコ秒のパルス継続時間のシード光パルスを発生するように構成されたシード光源と、
    前記シード光パルスを増幅するように構成された光増幅器と、
    前記光増幅器の動作上の前段に配置されたパルスシェイピング・フィルタとを備え、
    前記光増幅器は、ベル形ゲインスペクトルを提供するゲイン素子を備え、前記ベル形ゲインスペクトルは、２〜２０ナノメートルの範囲内のゲイン帯域幅、及びシングルパスで少なくとも３dBのゲインの大きさを有し、
    前記パルスシェイピング・フィルタは、前記シード光パルスが前記光増幅器内で増幅される前に、前記シード光パルスのスペクトルを拡幅し、これにより前記光増幅器におけるゲイン狭帯域化効果を事前補償する、光パルス源。
  2. 前記光増幅器がシングルパス光増幅器である、請求項１に記載の光パルス源。
  3. 前記光増幅器がダブルパス光増幅器である、請求項１に記載の光パルス源。
  4. 前記パルスシェイピング・フィルタが薄膜ノッチフィルタを備え、この薄膜ノッチフィルタは、当該薄膜ノッチフィルタの波長透過特性においてノッチを有し、このノッチは、前記ゲイン素子の前記ベル形ゲインスペクトルと中心波長及びスペクトル形状が一致する、請求項１に記載の光パルス源。
  5. 前記薄膜ノッチフィルタの前記波長透過特性における前記ノッチが、幅２〜２０nmである、請求項４に記載の光パルス源。
  6. 前記薄膜ノッチフィルタが、１０％〜３０％の範囲内のノッチの深さを有する、請求項４に記載の光パルス源。
  7. 前記ゲイン素子がＹｂでドープした材料を含む、請求項１に記載の光パルス源。
  8. 前記Ｙｂでドープした材料が、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＫＹＷ、Ｙｂ：ＫＧＷ、及びＹｂ：ＣＡＬＧＯのうちの１つを含む、請求項７に記載の光パルス源。
  9. 前記ゲイン素子がＹｂでドープした単結晶材料のロッドを備えている、請求項１に記載の光パルス源。
  10. 前記パルスシェイピング・フィルタが、前記薄膜ノッチフィルタと光学的に結合されてマルチパス構成をなすミラーを備え、前記シード光パルスが、前記光増幅器に入る前に、前記薄膜ノッチフィルタによって２回以上フィルタ処理される、請求項４に記載の光パルス源。
  11. 前記パルスシェイピング・フィルタが、当該パルスシェイピング・フィルタの中心波長を前記ゲイン素子の前記ベル形ゲインスペクトルの中心波長と合わせるために回転可能である、請求項１に記載の光パルス源。
  12. 前記パルスシェイピング・フィルタを回転させるための回転ステージを備えている、請求項１１に記載の光パルス源。
  13. 前記ゲイン素子が、少なくとも１０dBの光ゲインを提供するように構成されている、請求項１に記載の光パルス源。
  14. 前記パルスシェイピング・フィルタが、前記ゲイン素子の前記ベル形ゲインスペクトルの中心周波数から離れた波長の入射光の少なくとも９５％を透過させ、前記ゲイン素子の前記ベル形ゲインスペクトルの中心波長の入射光の８５％未満を透過させるように構成されている、請求項１に記載の光パルス源。
  15. 前記シード光パルスが前記ゲイン素子を各方向に最大でも１回進むように、前記光増幅器が構成されている、請求項１に記載の光パルス源。
  16. 前記シード光パルスが前記薄膜ノッチフィルタを透過する回数、または前記シード光パルスが前記薄膜ノッチフィルタによって反射される回数が、前記シード光パルスが前記ゲイン素子を通過する回数を超えるように、前記パルスシェイピング・フィルタが構成されている、請求項１０に記載の光パルス源。
  17. 前記ゲイン素子が、シングルパスにおいて７〜１３dBの範囲内のゲインの大きさを有するＹｂ：ＹＡＧ単結晶材料のロッドを備え、前記薄膜ノッチフィルタの前記波長透過特性における前記ノッチが、半分の深さにおいて幅３〜５nmである、請求項４に記載の光パルス源。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023181159A1 (ja) * 2022-03-23 2023-09-28 ギガフォトン株式会社 狭帯域化レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9401580B1 (en) 2015-05-27 2016-07-26 Lumentum Switzerland Ag Optical source with passive pulse shaping
JP2017220652A (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 レーザ装置とその製造方法
CN109818238A (zh) * 2019-04-04 2019-05-28 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于光谱整形效应的窄带皮秒脉冲光纤放大器
DE102021127336A1 (de) 2021-10-21 2023-04-27 Trumpf Laser Gmbh Laservorrichtung und Verfahren zum Formen eines Laserpulses

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070177642A1 (en) * 2005-10-17 2007-08-02 Polaronyx, Inc. Achieving ultra-short pulse in mode locked fiber lasers by flattening gain shape
JP2007242940A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Fujifilm Corp 固体レーザ発振装置および固体レーザ増幅装置
JP2014003262A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Korea Electrotechnology Research Inst 異方性レーザー結晶を用いたレーザー装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4507400A (en) * 1999-07-09 2001-01-11 Corning O.T.I Inc. Method and apparatus for passively compressing an optical pulse in an optical transmission system
US7095772B1 (en) 2003-05-22 2006-08-22 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Inc. Extreme chirped/stretched pulsed amplification and laser
US7139078B2 (en) 2003-07-22 2006-11-21 Hogan Josh N High resolution analysis system
US7804864B2 (en) * 2004-03-31 2010-09-28 Imra America, Inc. High power short pulse fiber laser
US20060050369A1 (en) * 2004-05-14 2006-03-09 Kafka James D Pulse width reduction for laser amplifiers and oscillators
US7508853B2 (en) * 2004-12-07 2009-03-24 Imra, America, Inc. Yb: and Nd: mode-locked oscillators and fiber systems incorporated in solid-state short pulse laser systems
EP1753102B1 (en) 2005-08-08 2009-10-07 The Regents of The University of Colorado, A Body Corporate Method for optimizing output in ultrashort-pulse multipass laser amplifiers with selective use of a spectral filter
US20070047965A1 (en) * 2005-08-29 2007-03-01 Polaronyx, Inc. Dynamic amplitude and spectral shaper in fiber laser amplification system
US7430071B2 (en) 2006-05-16 2008-09-30 Coherent, Inc. Adjustable pulse-shaper
US20110103413A1 (en) * 2007-01-19 2011-05-05 Newport Corporation Quasi-continuous wave ultraviolet light source with optimized output characteristics
CN101140332B (zh) * 2007-07-13 2010-05-19 四川大学 用于啁啾脉冲放大光谱整形的介质膜结构反射镜
CN101231384B (zh) * 2008-02-26 2010-09-01 上海激光等离子体研究所 用于啁啾脉冲放大的自准直平面调制光谱调制整形装置
US8238386B2 (en) * 2010-05-21 2012-08-07 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Pulsed light source
US8891564B2 (en) * 2012-06-18 2014-11-18 Korea Electrotechnology Research Institute Femtosecond laser apparatus and femtosecond laser system including the same
CN105264725A (zh) * 2013-04-02 2016-01-20 伊雷克托科学工业股份有限公司 用于产生超短激光脉冲的装置和方法
CN104158075B (zh) * 2014-08-05 2017-01-25 中国空间技术研究院 基于增益整形的超高斯脉冲产生方法及装置
US9401580B1 (en) 2015-05-27 2016-07-26 Lumentum Switzerland Ag Optical source with passive pulse shaping
CN105390912B (zh) * 2015-12-10 2018-10-09 中国空间技术研究院 基于预啁啾管理的低噪声光纤飞秒激光放大器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070177642A1 (en) * 2005-10-17 2007-08-02 Polaronyx, Inc. Achieving ultra-short pulse in mode locked fiber lasers by flattening gain shape
JP2007242940A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Fujifilm Corp 固体レーザ発振装置および固体レーザ増幅装置
JP2014003262A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Korea Electrotechnology Research Inst 異方性レーザー結晶を用いたレーザー装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023181159A1 (ja) * 2022-03-23 2023-09-28 ギガフォトン株式会社 狭帯域化レーザ装置、及び電子デバイスの製造方法

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