JP2019505093A - ビーム品質改良および帯域幅低減のためのプリズムを利用する波長ビーム組み合わせレーザシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮特許出願第62/280,964号(2016年1月20日出願)の利益およびそれに対する優先権を主張し、上記出願の開示は、参照により本明細書に援用される。
種々の実施形態では、本発明は、レーザシステム、特に、改良されたビーム品質および狭波長帯域幅を有する、波長ビーム組み合わせレーザシステムに関する。
Claims (26)
- 波長ビーム組み合わせレーザシステムであって、前記レーザシステムは、
複数の個別のビームを放出するビームエミッタと、
前記複数のビームを回折格子に向かって集束させるための集束光学と、
受光される集束させられたビームを受光し、それらを分散させるための回折格子であって、前記集束光学によって画定される前記ビームの焦点面は、前記回折格子によって画定される平面に対して角度付けられている、回折格子と、
部分反射出力結合器であって、前記部分反射出力結合器は、前記分散させられたビームを受光し、前記分散させられたビームの一部をそれを通して多波長出力ビームとして伝送し、前記分散させられたビームの第2の部分を前記ビームエミッタに向かって戻るように反射するように位置付けられている、部分反射出力結合器と、
1つ以上の第1のプリズムと
を備え、
前記1つ以上の第1のプリズムは、前記集束光学の光学的に下流かつ前記回折格子の光学的に上流に配置され、
前記1つ以上の第1のプリズムは、(i)前記第1のプリズムのうちの1つの入射表面においてある入射角で前記ビームを受光し、(ii)前記第1のプリズムのうちの1つの射出表面から前記回折格子に前記入射角より小さい射出角で前記ビームを伝送し、それによって、(a)前記ビームの結果として生じる焦点面は、前記回折格子によって画定される平面と実質的に同一平面上にあるように回転させられ、(b)前記回折格子に入射する前記ビームのサイズは、互いに実質的に等しい、レーザシステム。 - 前記1つ以上の第1のプリズムは、本質的に、前記入射表面および前記射出表面を有する、単一の第1のプリズムから成る、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記1つ以上の第1のプリズムは、複数の第1のプリズムを備え、前記入射表面と前記射出表面とは、異なる第1のプリズム上にある、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子は、反射性であり、それによって、前記回折格子からの回折ビームは、前記出力結合器によって受光される前に前記第1のプリズムのうちの少なくとも1つを通して伝送される、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子は、透過性である、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子の光学的に下流かつ前記出力結合器の光学的に上流に配置されている第2のプリズムをさらに備え、前記回折格子からの回折ビームは、前記第2のプリズムの入射表面によって第2の入射角で受光され、前記第2のプリズムの射出表面から前記第2の入射角より大きい第2の射出角で伝送され、それによって、前記1つ以上の第1のプリズムによって導入されるビームサイズ拡張は、低減または実質的に排除される、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子と前記出力結合器との間に配置されている光学望遠鏡をさらに備えている、請求項1に記載のレーザシステム。
- 前記光学望遠鏡は、波長ビーム組み合わせ次元において屈折力を有する2つの円筒形レンズを備えている、請求項7に記載のレーザシステム。
- 異なる波長を有する複数のビームを組み合わせる波長ビームの方法であって、前記方法は、
前記複数のビームを回折格子に向かって集束させることであって、前記ビームの焦点面は、前記回折格子によって画定される平面に対して角度付けられている、ことと、
前記焦点面が前記回折格子によって画定される平面と実質的に同一平面上にあるように、前記ビームの焦点面を回転させることと、
前記回折格子を用いて前記ビームを波長分散させることと、
前記分散させられたビームの第1の部分を前記回折格子に向かって戻るように反射することと、
前記分散させられたビームの第2の部分を多波長出力ビームとして伝送することと
を含む、方法。 - 前記ビームの前記焦点面は、前記回折格子の光学的に上流に配置されている1つ以上の第1のプリズムによって回転させられる、請求項9に記載の方法。
- 前記ビームの前記焦点面を回転させることは、前記ビームのうちの少なくとも1つのサイズを拡張させる、請求項9に記載の方法。
- 前記ビームが波長分散させられた後、前記ビームサイズ拡張を低減または実質的に排除することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記ビームサイズ拡張は、前記回折格子の光学的に下流に配置されている1つ以上の第2のプリズムによって低減または実質的に排除される、請求項12に記載の方法。
- 前記ビームを波長分散させることは、前記回折格子を通して前記ビームを伝送することを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記ビームを波長分散させることは、前記ビームを前記回折格子で反射することを含む、請求項9に記載の方法。
- 波長ビーム組み合わせレーザシステムであって、前記レーザシステムは、
複数の個別のビームを放出するビームエミッタと、
前記複数のビームを回折格子に向かって集束させるための集束光学であって、前記集束光学は、前記ビームの焦点面を画定する、集束光学と、
受光される集束させられたビームを受光し、それらを分散させるための回折格子と、
部分反射出力結合器であって、前記部分反射出力結合器は、前記分散させられたビームを受光し、前記分散させられたビームの一部をそれを通して多波長出力ビームとして伝送し、前記分散させられたビームの第2の部分を前記ビームエミッタに向かって戻るように反射するように位置付けられている、部分反射出力結合器と、
第1のプリズムと
を備え、
前記第1のプリズムは、前記集束光学の光学的に下流かつ前記回折格子の光学的に上流に配置され、
前記第1のプリズムは、(i)前記第1のプリズムの入射表面においてある入射角で前記ビームを受光し、(ii)前記第1のプリズムの射出表面から前記回折格子にある射出角で前記ビームを伝送し、それによって、(a)前記ビームの結果として生じる焦点面は、前記回折格子によって画定される平面と実質的に同一平面上にあり、(b)前記回折格子に入射する前記ビームのサイズは、互いに実質的に等しい、レーザシステム。 - 前記回折格子は、前記射出表面上に配置されている、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子および前記第1のプリズムは、単一の統合された構成要素である、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子は、反射性であり、それによって、前記回折格子からの回折ビームは、前記出力結合器によって受光される前に前記第1のプリズムを通して伝送される、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子は、透過性である、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子の光学的に下流かつ前記出力結合器の光学的に上流に配置されている第2のプリズムをさらに備えている、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子からの回折ビームは、前記第2のプリズムの入射表面によって第2の入射角で受光され、前記第2のプリズムの射出表面から前記第2の入射角より大きい第2の射出角で伝送され、それによって、前記ビームのうちの少なくとも1つのサイズは、減少させられる、請求項21に記載のレーザシステム。
- 前記回折格子と前記出力結合器との間に配置されている光学望遠鏡をさらに備えている、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記光学望遠鏡は、波長ビーム組み合わせ次元において屈折力を有する2つの円筒形レンズを備えている、請求項23に記載のレーザシステム。
- 前記集束光学の光学的に下流かつ前記第1のプリズムの光学的に上流配置されている第2のプリズムをさらに備えている、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記集束光学によって画定される前記ビームの焦点面は、前記回折格子によって画定される平面に対して角度付けられている、請求項16に記載のレーザシステム。
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