JP2020502817A - 周波数ドリフトおよび複数の出力を有する増幅器システム - Google Patents

Abstract

本発明は、Ｍ＞１の場合の、Ｍ個の出力チャープパルス増幅チェーン（１００）であって、−伸張係数がｔｘ＿伸張である伸張器（１０）と、−カスケードのＭ個の増幅器（２０１，．．．．２０Ｍ）と、−各増幅器の出力にそれぞれ配置されたＭ個の出力圧縮器（３０１，．．．．３０Ｍ）と、を備える増幅チェーンにおいて、−伸張器と第１の増幅器との間に配置された部分圧縮装置（５０）であって、少なくとも１つの部分圧縮係数であり、ｔｘ＿伸張よりも低い１つ（または２つ以上）の部分圧縮係数を有する、部分圧縮装置と、−伸張器（１０）からビーム出力を受け取り、かつ、出力圧縮器の中から選択された出力圧縮器に応じて、カスケードの第１の増幅器（２０１）、または部分圧縮装置（５０）に直接向けるように構成された光スイッチ（４０）と、を備えることを特徴とする増幅チェーンに関する。

Description

本発明の分野は、多出力チャープ増幅チェーンの分野である。

単一出力増幅チェーンは、その入力に伸張器を備え、この伸張器の機能は、伸張係数ｔｘ＿伸張でレーザパルスを時間的に伸張することであり、次に、図１に図示されるように、伸張されたパルスが増幅器によって増幅され、その後、真空チャンバに配置された、圧縮係数がｔｘ＿圧縮＝ｔｘ＿伸張である時間圧縮器によって圧縮されることを想起されたい。時として、文献では慣例によって、ｔｘ＿圧縮＝−ｔｘ＿伸張であるが、この慣例は、以下では採用しない。圧縮器の機能は、伸張器の伸張を補償することである。伸張器および圧縮器は、典型的には回折格子を備える。

Ｍ個の出力の増幅チェーンは、伸張器１００の出力に、カスケードのＭ個の増幅器を備え、各増幅器２０_ｉは、ｉが１からＭまで変わり、各自の圧縮器と関連付けされ（したがって、Ｍ個の圧縮器３０_ｉがある）、図２に図示されるように、各圧縮器の出力が一緒に、Ｍ個の出力のチェーンを形成している。各レーザ増幅器からの出力では、前記増幅器と関連付けされた圧縮器に、または次の増幅器にレーザビームを送ることができる。

増幅チェーンを通るパルスの経路に沿って、パルスは、それぞれの光学素子のフルエンスおよびエネルギー制約を含めた、ある一定の制約を遵守しなければならず、これには、光学素子ごとに最小入射ビーム直径を規定することが必要である。多出力増幅チェーンの場合には、これは、増幅器の数が大きいほど、カスケードの増幅器のランクが増加するにつれて、最小ビーム直径が大きくなり（ビームの空間的広がりが大きくなり）、問題の増幅器の寸法が大きくなることを意味する。各素子の寸法はこの直径によって決まり、特に大きさおよびコスト上の理由で、各素子の寸法は可能な限り小型に作られているので、これは、光学素子の寸法を増加させ、したがってそのコストを増加させることになる。最小直径は、チェーンの終わりで、すなわち、出力圧縮器Ｎｏ．Ｍの入力で最大になる。最後の圧縮器は最後の出力で、この圧縮器で使用される回折格子がレーザフラックスに耐え得ることを保証するために、高エネルギーの、したがって直径の大きなレーザパルスを受け取る。この圧縮器内のレーザビームの口径食を制限するために、回折格子は、互いに遠く離れており、これにより圧縮係数が大きくなり、それはもはや、（口径食を考慮せずに、レーザ増幅器の光学系のフラックス抵抗に対して計算された）伸張器の伸張係数に等しくない。具体的には、圧縮係数が回折格子間の距離に比例することを想起されたい。伸張係数は、トランスフォームリミットパルスを出力として送達するための圧縮係数に等しくなければならないため、伸張器は、後の方の圧縮器に適合していなければならないし、伸張係数は、最後の圧縮器（圧縮器Ｎｏ．Ｍ）の圧縮係数に等しくなければならない。したがって、すべての中間圧縮器（圧縮器Ｎｏ．１〜圧縮器Ｎｏ．Ｍ−１）を伸張器の伸張係数に適合させることが必要である。圧縮器の回折格子間の距離は、単一出力構成で使用される場合よりも大きくなり、これにより、圧縮器の回折格子の寸法、および真空チャンバの寸法を大きくすることが必要になる。

非常に高いエネルギーおよび高い電力を有する以下の例において、この問題を説明する。

例えば、伸張係数が１０ｐｓ／ｎｍに等しく、増幅器Ｎｏ．１の出力におけるエネルギーが２５Ｊ、圧縮器Ｎｏ．１の出力における電力が１ＰＷ、増幅器Ｎｏ．２の出力におけるエネルギーが２５０Ｊ、および圧縮器Ｎｏ．２の出力における電力が１０ＰＷである伸張器を有する２個の出力のチェーンについて考えられたい。

それぞれの圧縮器が備える回折格子は、典型的には約２００ｍＪ／ｃｍ^２のフラックス抵抗を有する。したがって、それぞれの圧縮器は、安全裕度を実現し、かつ、ダメージの危険を冒さないために、１００ｍＪ／ｃｍ^２の平均フルエンスで機能するような寸法になっている。

このような前提の下では、容積が非常に大きい圧縮器Ｎｏ．２が必要とされ、それらの様々な回折格子は、あらゆる口径食を回避するために、遠く離れていなければならない。このような圧縮器の圧縮係数は、高くなり、典型的には１４ｐｓ／ｎｍになり、伸張係数とは異なっている。したがって、チェーン全体の構成を点検することが必要である。

第１の解決策は、圧縮係数が圧縮器Ｎｏ．２と同じである圧縮器Ｎｏ．１を用いることであるが、この圧縮係数は、伸張係数に等しく、すなわち本例では、１４ｐｓ／ｎｍに等しい。これを実施するためには、圧縮器Ｎｏ．１の回折格子は、伸張係数が１０ｐｓ／ｎｍの場合よりもさらに離れていなければならない。したがって、それらはもっと大型でなければならない。圧縮器Ｎｏ．１の真空チャンバもまた、その分、もっと容積が大きくなければならない。

別の解決策は、圧縮係数が異なる圧縮器、例えば、圧縮器Ｎｏ．１には１０ｐｓ／ｎｍ、および圧縮器Ｎｏ．２には１４ｐｓ／ｎｍを用い、想定される出力に応じて、伸張器の伸張係数を、例えば、伸張器の第２の回折格子を電動化することによって修正することである。しかしながら、伸張器は重要な要素である。

回折格子を備える伸張器１０の一例が図３に示される。それは、オフナー型トリプレット（Ｏｆｆｎｅｒ ｔｒｉｐｌｅｔ）１と、互いに平行な２つの回折格子１１、１２と、を備える伸張器の問題である。この構成では、オフナー型トリプレットが表す光学系は、凹面ミラー２、および曲率半径が凹面ミラーの曲率半径の半分である凸面ミラー３からなる。これらのミラーは同心状の幾何学形状で配置されている。オフナー型トリプレットは、対象物と同じサイズの画像を生み出す。それは、パルスが２つの傾斜した回折格子１１、１２間を進む経路上に配置されている。伸張器を通る１つまたは複数の通路（以下で、ｎｂｒｅ＿通路＿ＥＴＲと表示される）は、図に示されるような折り畳みプリズム（二面体１３）によって実現することができる。伸張器によって導入される分散の量は、２つの回折格子１１、１２間の距離Ｇ＿ＥＴＲによって決定される。

２つの回折格子のうちの一方の電動並進の間、色収差を導入しないためには、２つの回折格子が互いに平行のままでなければならない。２つの回折格子のエッチングされた溝もまた、互いに平行なままでなければならない。すなわち、一方の回折格子の溝は、他方の回折格子の溝に平行なままである。

したがって、図３で分かるように、ロール／ヨー／ピッチが非常に安定性の良い状態で、２つの回折格子のうちの、より大きい、したがってより重い方（回折格子１１）を並進させることが必要である。

したがって、一方の出力から他方の出力まで迅速に通行させるには、伸張器の再調整、したがって伸張器の出力で色収差の検査が必要になる場合がある。このような手順は時間がかかる。図３では、二面体１３を無視できないほど過大な寸法にすることが必要であることもまた分かる。

したがって、今日まで、調整の安定性、操作の容易さ、大きさおよびコストに関して上記の要件をすべて同時に十分に満たす多出力チャープ増幅チェーンに対する必要性が残っている。

より正確には、本発明の主題の１つは、Ｍ＞１の場合の、Ｍ個の出力チャープパルス増幅チェーンであって、
−伸張係数がｔｘ＿伸張である伸張器と、
−カスケードのＭ個の増幅器と、
−各増幅器の出力にそれぞれ配置されたＭ個の出力圧縮器と、
を備える増幅チェーンである。この増幅チェーンは、主に、
−伸張器と第１の増幅器との間に配置された部分圧縮装置であって、少なくとも１つの部分圧縮係数であり、ｔｘ＿伸張よりも低い１つ（または２つ以上）の部分圧縮係数を有する、部分圧縮装置と、
−伸張器からビーム出力を受け取り、かつ、出力圧縮器の中から選択された出力圧縮器に応じて、カスケードの第１の増幅器、または部分圧縮装置に直接向けるように構成された光スイッチと、
を備えることを特徴とする。

この部分圧縮装置は、伸張器と増幅器Ｎｏ．１との間に配置され、これにより、伸張係数を様々な出力圧縮器の圧縮係数に適合させることが可能になる。

伸張器からのビーム出力は、光スイッチによって、部分圧縮装置に送られるか、または直接増幅器Ｎｏ．１に送られる。したがって、ユーザは、先行技術のように伸張器を再調整することなく、ある動作モードから別の動作モードに迅速に移行する。

これにより、伸張器の回折コンポーネントを電動化しなくて済むこと、および可能な限りコンパクトな中間圧縮器（圧縮器１〜圧縮器Ｍ−１）を得ること、のいずれもが可能になる。

Ｍ＞２の場合、部分圧縮装置は、例えば、回折格子を備える部分圧縮器の回折格子のうちの１つを電動化することによって得られる、圧縮係数が調整可能な部分圧縮器を含むことができる。

別の選択肢の１つによれば、Ｍ＞２の場合、部分圧縮装置は、１＜Ｌ＜Ｍの場合の、Ｌ個の部分圧縮器であって、それぞれが一定の圧縮係数を有する部分圧縮器を備える。

本発明による増幅チェーンは、典型的には、持続時間が１００ｆｓよりも短いパルスを増幅するように構成される。

部分圧縮装置は、伸張器と、増幅器Ｎｏ．１との間に配置される。それにより、伸張係数を様々な出力圧縮器の圧縮係数に適合させることが可能になる。中間出力（出力１〜出力Ｍ−１）は、このように大きさ的に最適化されている。これにより、伸張器の回折コンポーネントを電動化しなくて済むこと、および可能な限りコンパクトな圧縮器を得ること、のいずれもが可能になる。

本発明の別の主題は、先行する請求項のうちの１つに記載のパルス増幅チェーンを使用するための方法であって、以下のステップ、すなわち、
−伸張器でパルスを伸張するステップと、
−前記出力圧縮器の中から選択された出力圧縮器に応じて、光スイッチを介して部分圧縮装置にパルスを送るか、または直接次のステップに移行するか、のいずれかのステップと、
−増幅器のカスケードを通して、第１の増幅器から、選択された出力圧縮器と関連付けされた増幅器へとパルスを送るステップと、
−パルスを前記選択された出力圧縮器に送るステップと、
を含むことを特徴とする方法である。

伸張器からのビーム出力は、光スイッチによって、部分圧縮装置に送るか、または直接増幅器Ｎｏ．１に送ることができる。したがって、ユーザは、先行技術のように伸張器を再調整することなく、ある動作モードから別の動作モードに迅速に移行する。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、非限定的な例として与えられる以下の詳細な説明を読めば、明らかになるであろう。

既に説明した、先行技術による単一出力チャープ増幅チェーンを概略的に示す。 既に説明した、先行技術による多出力チャープ増幅チェーンを概略的に示す。 既に説明した、先行技術の伸張器の一例を概略的に示す。 先行技術の圧縮器の一例を概略的に示す。 本発明による多出力チャープ増幅チェーンを概略的に示す。 本発明による増幅チェーンの、係数が一定の部分圧縮器の一例を概略的に示す。 本発明による増幅チェーンの、折り畳み二面体を備える係数が調整可能な部分圧縮器の第１の例を概略的に示す。 本発明による増幅チェーンの、２対の回折格子を備える係数が調整可能な部分圧縮器の第２の例を概略的に示す。

すべての図において、同じ要素には、同じ参照符号が付されている。

前文で示されるように、増幅チェーンは、伸張器と、増幅器と、圧縮器と、を本質的に含む。回折格子を備える伸張器および圧縮器を考慮する。

伸張器と圧縮器とは類似している。伸張器は、回折格子間に負の等価距離を有する圧縮器であり、この距離は、−１倍率の光学系によって生み出され、これが前文で言及した慣例の所以である。

２つの回折格子１１、１２を備える伸張器１０の一例が図２に示される。単一の回折格子を備える伸張器を使用することもまた可能である。単一の回折格子を備える伸張器の原理は同じであるが、単一の回折格子は、オフナー型トリプレットの曲率の中心から遠く離れて配置される。

伸張器１０は、以下の幾何学的パラメータによって特徴付けされる。
−２つの回折格子間の距離：Ｇ＿ＥＴＲ。単一の回折格子を有する伸張器の場合には、Ｇ＿ＥＴＲは、回折格子と、オフナー型トリプレットの曲率の中心との間の距離の２倍である。
−第１の回折格子１２上の（または単一の回折格子上の）入射角度：θ＿ＥＴＲ。
−各回折格子の溝の密度：Ｎ＿ＥＴＲ。
既に示されているように、伸張器を通る１つまたは複数の通路を実現することが可能である。

伸張係数は、以下の通りである。

式中、
λ０＝パルスのスペクトルの平均波長、
ｃ＝光の速度、
θｄ＿ＥＴＲ＝波長λ０に対して第１の回折格子１２（または単一の回折格子）によって回折される一次角度であり、これは、以下の公式から得られる。
ｓｉｎ（θｄ＿ＥＴＲ）＋ｓｉｎ（θ＿ＥＴＲ）＝λ０ Ｎ＿ＥＴＲ

圧縮器３０_ｉの図が図４に示される。この圧縮器は、２対の回折格子３１_ｉ、３２_ｉと、３３_ｉ、３４_ｉと、を含む。４つの回折格子はすべて、１ｍｍ当たり同じ数の溝を有する。回折格子３１_ｉおよび３４_ｉは、同じ寸法を有する。回折格子３２_ｉおよび３３_ｉについても同様であるが、後者の寸法は、回折格子３１_ｉおよび３４_ｉの寸法よりも大きくてもよい。第１の回折格子３１_ｉ上に入射するパルス５は、第１の回折格子に平行な第２の回折格子３２_ｉに向けて回折される。パルスは、この第２の回折格子によって回折され、この回折格子がパルスを第３の回折格子３３_ｉに送り、この回折格子が、第４の回折格子３４_ｉに向けてパルスを回折する。この第４の回折格子３４_ｉの出口では、パルス５の持続時間は圧縮されている。

圧縮器の幾何学的パラメータは、
−各対の２つの回折格子間の距離：Ｇ＿ＣＰＲ、
−第１の回折格子上の入射角度：θ＿ＣＰＲ、
−回折格子の溝の密度：Ｎ＿ＣＰＲである。

圧縮係数は、以下の通りである。

−θｄ＿ＣＰＲは、波長λ０に対して第１の回折格子によって回折された角度であり、以下の公式から得られる。
ｓｉｎ（θｄ＿ＣＰＲ）＋ｓｉｎ（θ＿ＣＰＲ）＝λ０ Ｎ＿ＣＰＲ

伸張器のスペクトル位相、および圧縮器のスペクトル位相は、
Ｇ＿ＣＰＲ＝Ｇ＿ＥＴＲ ｘ ｎｂｒｅ＿通路＿ＥＴＲ
θ＿ＣＰＲ＝θ＿ＥＴＲ
Ｎ＿ＣＰＲ＝Ｎ＿ＥＴＲ
である場合には、正反対である。

分散性材料が増幅チェーン内に置かれていない理想的な場合では、スペクトル位相はゼロであり、レーザパルスはトランスフォームリミットであり、すなわち、その持続時間は理論上、可能な限り最短である。当然、増幅チェーンのレーザビームは、分散性材料、例えば、増幅結晶を通過する。しかしながら、このような分散性要素の伸張係数は、伸張器の、または圧縮器の伸張係数に対して無視できるものである。したがって、これらの分散性要素によって導入される伸張係数（言い換えるとスペクトル位相）は、本明細書では無視される。

本発明によれば、部分圧縮装置５０が、伸張器１０と、増幅器Ｎｏ．１（２０_１）との間に配置される。

本発明によるＭ個の出力チャープ増幅チェーン１００の一例を、図５を参照しながら説明する。

それは、
−伸張器１０と、この伸張器が接続している
−光スイッチ４０であって、
−部分圧縮装置５０であって、その機能が、伸張係数を各出力圧縮器の圧縮係数に適合させることを可能にすることである部分圧縮装置に、および
−第１の増幅器２０_１であって、第１の出力圧縮器３０_１と関連付けされた第１の増幅器に接続されている光スイッチと、
−他の増幅器２０_２，．．．，２０_Ｍであって、すべてが、カスケードで配置されている増幅器２０_２，．．．，２０_Ｍであるとともに、それぞれが、１つの他の出力圧縮器３０_２，．．．，３０_Ｍと関連付けされた他の増幅器２０_２，．．．，２０_Ｍと、
を備える。出力圧縮器の圧縮係数は、ランクとともに増加し、最後の圧縮器、すなわち圧縮器Ｍは、最も高い圧縮係数を有する。

選択された出力に応じて、増幅器２０_１，．．．，２０_Ｍ−１からのレーザパルス出力は、最後の増幅器以外の各増幅器の出力に配置された（図示されない）光スイッチを介して、この増幅器と関連付けされた圧縮器、または次の増幅器のいずれかに向けられる。

光スイッチ４０（および任意選択的に増幅器の出力のスイッチ）は、光学不変量である。それは、１つの同じ電動並進素子に取り付けられた２つの平行なミラー、または部分圧縮器に対処するために、またはそれを回避するために回転ステージ上に取り付けられたミラー、を備える格納式システムのミラーとすることができる。このように、部分圧縮装置は、このシステムのミラーの位置に応じて選択、または回避することができる。

出力圧縮器の圧縮係数に応じて、部分圧縮装置５０に対して複数の構成が想定される。

以下のことが定義されている。
−ｔｘ＿伸張＿抵抗＿フラックス：レーザ増幅チェーンの光学系がフラックスに耐えるのに必要な伸張器１０の最小伸張係数。
−ｔｘ＿伸張（ｉ）、すなわち、圧縮器Ｎｏ．ｉ（圧縮器３０_ｉ）内の口径食を制限すること、および、この圧縮器の上流のレーザ増幅チェーンの光学系、すなわち、圧縮器Ｎｏ．ｉが、フラックスに耐え得ることを保証することの両方に必要な伸張器１０の伸張係数であり、したがって、
ｔｘ＿伸張（ｉ）＞ｔｘ＿伸張＿抵抗＿フラックス
であり、圧縮器Ｎｏ．ｉが受け取ったエネルギーが、圧縮器Ｎｏ．ｉ−１（圧縮器３０_ｉ−１）が受け取ったエネルギーよりも高いので、
ｔｘ＿伸張（ｉ）≧ｔｘ＿伸張（ｉ−１）
である。圧縮器Ｎｏ．Ｍに関して、この圧縮器、圧縮器Ｎｏ．Ｍ（すなわち、圧縮器３０_Ｍ）の回折格子間の距離を制約するのは、様々なレーザ増幅器２０_１〜２０_Ｍの光学系のフラックス抵抗ではなく、口径食である。
−ｔｘ＿伸張＿ｍａｘ＝ｍａｘ［ｔｘ＿伸張（ｉ）］＝ｔｘ＿伸張（Ｍ）
である。伸張器１０の伸張係数は、ｔｘ＿伸張＿ｍａｘである。
−ｔｘ＿圧縮＿部分は、部分圧縮装置５０の圧縮係数であり、それは最適化されるパラメータである。

出力ｉについては、それは以下を遵守する。
ｔｘ＿伸張（ｉ）≦ｔｘ＿伸張＿ｍａｘ−ｔｘ＿圧縮＿部分
伸張器１０からのレーザビーム出力は、光スイッチ４０によって部分圧縮装置５０に向けられる。

（ｔｘ＿伸張（ｉ）＞ｔｘ＿伸張＿ｍａｘ−ｔｘ＿圧縮＿部分のような）他の出力については、伸張器１０からのレーザビーム出力は、部分圧縮装置５０を回避するために、光スイッチ４０によって逸脱される。ビームは、直接増幅器Ｎｏ．１へと逸脱される。これは、最後の出力（＝圧縮器Ｎｏ．Ｍの出力）の場合に、特にあてはまる。

このように、レーザパルスは、最初に伸張器１０を通過する。ｉが１からＭまで変わる場合に、使用されるＮｏ．ｉの出力に応じて、パルスは、部分圧縮装置５０に送られるか、または次のステージに直接送られるか、のいずれかである。

次に、レーザパルスは、一連の増幅器２０_１〜２０_ｉを通過する。次に、レーザパルスは、圧縮器３０_ｉに向かって逸脱される。レーザパルスは、増幅器２０_ｉ＋１を通過しない。

様々な出力の様々な圧縮器は、伸張器の幾何学的パラメータと等価の幾何学的パラメータを有する。θ＿ＣＰＲ（ｉ）およびＮ＿ＣＰＲ（ｉ）は、伸張器のパラメータθ＿ＥＴＲおよびＮ＿ＥＴＲに近い。それらは、理論上は等しいが、伸張器と圧縮器との間の分散性材料（例えば、増幅結晶）のために実際には近似している。圧縮器の回折格子間距離Ｇ＿ＣＰＲ（ｉ）は、所望の圧縮係数に応じて設定される。

部分圧縮装置は、例えば、図６を参照しながら説明する、他の圧縮器３０_ｉ、および伸張器１０の幾何学的パラメータと等価の幾何学的パラメータ、すなわち、同じθ＿ＣＰＲ、同じＮ＿ＣＰＲを有するトレーシー（Ｔｒｅａｃｙ）型圧縮器５０ａである。それは、
第１の回折格子５１ａと、第２の回折格子５２ａと、を備える。回折格子５１ａおよび５２ａは、同じ本数の溝を有している。それらの回折格子は平行であり、それらの溝は互いに平行である。それらの回折格子はサイズが異なっていてもよく、典型的には、５２ａの幅は５１ａの幅よりも大きい。二面体６０ａにより、レーザ光線を５２ａの方へ向け直し、レーザ光線の高さを変えることが可能になる。したがって、レーザ光線は、５１ａ、５２ａ、６０ａ、５２ａおよび５１ａの順番に通過する。

距離Ｇ＿ＣＰＲ＿部分（ｉ）は、およそ、
Ｇ＿ＣＰＲ＿部分（ｉ）＝Ｇ＿ＥＴＲ ｘ ｎｂｒｅ＿通路＿ＥＴＲ−Ｇ＿ＣＰＲ（ｉ）
である。部分圧縮器の圧縮係数、すなわち、ｔｘ＿圧縮＿部分は、そこから導き出すことができる。ｔｘ＿圧縮＿部分（ｉ）＝ｔｘ＿伸張（Ｍ）−ｔｘ＿伸張（ｉ）と書くこともまた可能である。

中間出力圧縮器Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｍ−１（圧縮器３０_１〜３０_Ｍ−１）がすべて、同じ圧縮係数を有する場合、部分圧縮装置５０は、典型的には、一定の圧縮係数の単一の部分圧縮器５０ａを含み、その一例が、図６に示されている。

圧縮器Ｎｏ．１〜Ｎｏ．Ｍ−１が同じ圧縮係数を有していない（圧縮係数が増加する圧縮器）場合、部分圧縮装置５０は、複数の部分圧縮器、典型的には、圧縮係数が異なる圧縮器３０_ｉと同じ数の部分圧縮器を含むことができる。これらの部分圧縮器のそれぞれの部分圧縮係数は、一定であり、部分圧縮器に対応する１つ（または２つ以上）の出力圧縮器に応じて設定される。これらの部分圧縮器は、平行に配置される。

別の選択肢の１つによれば、部分圧縮装置５０は、１つ（または２つ以上）の部分圧縮器を含み、その圧縮係数は、対応する出力圧縮器に応じて調整可能である。この調整可能な係数は、例えば、圧縮器であって、
−その一例が図７に示されている、２つの回折格子＋折り畳み二面体を備える圧縮器５０ａの場合には、第２の回折格子５２ａが、５１ａと５２ａとの間のスペクトルの中心の波長に対応する中央の光線の方向に並進するように電動化され、次に、この二面体６０ａが、図２に示されている伸張器と同じ理由で過大な寸法になっている圧縮器、または、
−図８に示されるような、２対の回折格子５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ、５４ｂを備える圧縮器５０ｂの場合には、第２の回折格子５２ｂ、および第３の回折格子５３ｂが、５２ｂと５３ｂとの間のスペクトルの中心の波長に対応する中央の光線の方向に並進するように電動化された圧縮器、を使用して得られる。

本発明によるこの増幅チェーンにより、伸張器の回折コンポーネントを電動化しなくて済むこと、および可能な限りコンパクトな中間圧縮器（圧縮器３０_１〜３０_Ｍ−１）を使用すること、のいずれもが可能になる。

次の仕様を有する例示的な実施形態を以下で説明する。
−８００ｎｍを中心とした、半値全幅６０ｎｍのガウススペクトル。７２０〜８９０ｎｍのスペクトルの口径食を最小限に抑えなければならない。
−Ｔｉ：Ｓａ結晶が５３２ｎｍのレーザで励起された３つのレーザ増幅器。
−３つの出力圧縮器（各レーザ増幅器の後に１つ）。
−最小伸張係数：ｔｘ＿伸張＿抵抗＿フラックス＝９．５８ｐｓ／ｎｍ。この伸張係数は、レーザ増幅器の光学系へのダメージ予防を可能にする。

増幅器のパラメータは、以下の通りである。

溝本数１４８０本／ｍｍの従来のホログラフィック回折格子に基づく圧縮器を用いて処理することが選択されている。

入射角度は、５６°の近辺（有用なスペクトル帯域における回折の有効性と、口径食の制限との間の妥協点）に選択されている。

ホログラフィック回折格子の最大フルエンスは、１１０ｍＪ／ｃｍ^２の近辺である。

３つの圧縮器の入力で、以下の直径が得られる。

距離Ｇ＿ＣＰＲ（３）＝９８０ｍｍが、圧縮器Ｎｏ．３における口径食を制限するために設定されている。

圧縮器Ｎｏ．３の圧縮係数は、１４．１ｐｓ／ｎｍである。したがって、圧縮係数は、単にフラックス抵抗を確保、すなわち、ｔｘ＿伸張＿抵抗＿フラックス＝９．５８ｐｓ／ｎｍよりも高くするために必要とされるよりも高い。

本発明によれば、伸張器は、チェーンの終わりにある圧縮器Ｍ、本事例では圧縮器Ｎｏ．３と同じ伸張係数を有するように設計されている。

出力１または出力２が使用される場合には、伸張器の伸張係数（１４．１ｐｓ／ｎｍ）マイナス部分圧縮装置の係数（４．５２ｐｓ／ｎｍ）が、ｔｘ＿伸張＿抵抗＿フラックス（９．５８ｐｓ／ｎｍ）に等しくなるように、レーザパルスは、伸張器から部分圧縮装置まで送られる。

様々な素子のパラメータは、以下の通りである。

したがって、圧縮器３は、明らかに容積が最も大きい。

この例では、圧縮器１および圧縮器２は、同じ圧縮係数を有する。部分圧縮装置は、この場合、一定の係数の単一の圧縮器を含む。

Claims (6)

1. Ｍ＞１の場合の、Ｍ個の出力チャープパルス増幅チェーン（１００）であって、
   −伸張係数がｔｘ＿伸張である伸張器（１０）と、
   −カスケードのＭ個の増幅器（２０_１，．．．．２０_Ｍ）と、
   −各増幅器の出力にそれぞれ配置されたＭ個の出力圧縮器（３０_１，．．．．３０_Ｍ）と、
   を備える増幅チェーンにおいて、
   −前記伸張器と第１の増幅器との間に配置された部分圧縮装置（５０）であって、少なくとも１つの部分圧縮係数であり、ｔｘ＿伸張よりも低い１つ（または２つ以上）の部分圧縮係数を有する、部分圧縮装置と、
   −前記伸張器（１０）からビーム出力を受け取り、かつ、前記Ｍ個の出力圧縮器の中から選択された前記出力圧縮器に応じて、前記カスケードの前記第１の増幅器（２０_１）、または前記部分圧縮装置（５０）に直接向けるように構成された光スイッチ（４０）と、
   を備えることを特徴とする増幅チェーン。
2. Ｍ＞２であり、かつ、前記部分圧縮装置が、圧縮係数が調整可能な部分圧縮器（５０ａ、５０ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の増幅チェーン。
3. 前記部分圧縮器が、少なくとも１つの並進するように電動化された回折格子を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の増幅チェーン。
4. Ｍ＞２であり、かつ、前記部分圧縮装置が、１＜Ｌ＜Ｍの場合の、Ｌ個の回折格子を備える部分圧縮器であって、それぞれが一定の圧縮係数を有する部分圧縮器を含むことを特徴とする、請求項１に記載の増幅チェーン。
5. 持続時間が１００ｆｓよりも短いパルスを増幅するように構成された、請求項１〜４のいずれか一項に記載の増幅チェーン。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のパルス増幅チェーンを使用するための方法において、以下のステップ、すなわち、
   −前記伸張器（１０）で前記パルスを伸張するステップと、
   −前記出力圧縮器の中から選択された出力圧縮器（３０_ｉ）に応じて、前記光スイッチ（４０）を介して前記部分圧縮装置（５０）に前記パルスを送るか、または直接次のステップに移行するか、のいずれかのステップと、
   −前記増幅器のカスケードを通して、前記第１の増幅器（２０_１）から、前記選択された出力圧縮器（３０_ｉ）と関連付けされた前記増幅器（２０_ｉ）へと前記パルスを送るステップと、
   −前記パルスを前記選択された出力圧縮器（３０_ｉ）に送るステップと、
   を含むことを特徴とする方法。

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