JP2023081998A - 多重パス増幅器を有するレーザシステム及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、引用によりその内容全体が本明細書に組み込まれている2016年12月6日出願の「新規の多段増幅器を有するレーザシステム及び使用方法」という名称の米国仮特許出願第62/430、862号に対する優先権を主張するものである。
120 利得媒体デバイス
132 反射器
144 高反射率の区域又は領域
148 寄生信号
Claims (50)
- 多重パス増幅器システムを有するレーザシステムであって、
シード信号波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成された少なくとも1つのシード源と、
少なくとも1つのポンプ信号波長を有する少なくとも1つのポンプ信号を供給するように構成された少なくとも1つのポンプ源と、
前記少なくとも1つのシード信号を増幅してそれに応答して少なくとも1つの増幅シード信号を発生させるように構成された少なくとも1つの第1増幅器段と、
前記少なくとも1つの増幅シード信号を受信するように構成された少なくとも1つの多重パス第2増幅器段と、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器内に位置決めされた少なくとも1つの利得媒体デバイスであって、該利得媒体デバイスが、少なくとも1つの細長ファセットと少なくとも1つの小型ファセットとを有し、該少なくとも1つの利得媒体デバイスが、前記少なくとも1つのポンプ信号によってポンピングされ、かつ前記少なくとも1つの増幅シード信号を受信して出力波長範囲を有する少なくとも1つの増幅器出力信号を出力するように構成される前記少なくとも1つの利得媒体デバイスと、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器段内に位置決めされた第1のミラー及び少なくとも第2のミラーであって、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該第1のミラーと少なくとも該第2のミラーの間に位置決めされ、該第1のミラー及び少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記出力波長範囲での高反射率の区域と該出力波長範囲の外側の波長での高透過率の区域とを有する前記第1のミラー及び少なくとも第2のミラーと、
少なくとも1つの前記多重パス増幅器システムと通信し、かつ前記少なくとも1つの増幅器出力信号を受信して前記出力波長範囲内の少なくとも1つの出力信号を出力するように構成された少なくとも1つの光学システムと、
を含むことを特徴とするレーザシステム。 - 前記少なくとも1つのシード源は、少なくとも1つの利得スイッチ式ダイオードレーザシステムを含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、少なくとも1つのファイバ増幅式ダイオードレーザシステムを含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、1000nmから1100nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、1064nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、1030nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ源は、複数のファイバ結合式ダイオードを含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ源は、細長プロファイルを有する少なくとも1つのポンプ信号出力を生成するように該少なくとも1つのポンプ源の1又は2以上の光ファイバ導管を位置決めするように構成された少なくとも1つの位置決め特徴部を含むことを特徴とする請求項7に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ信号波長は、1000nm未満であることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、100kHz又はそれよりも高い繰返し速度を有するパルスシード源を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、10kHz又はそれよりも高い繰返し速度を有するパルスシード源を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの増幅シード信号は、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスの前記少なくとも1つの細長ファセット上に入射することを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ信号は、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスの前記少なくとも1つの細長ファセット上に入射することを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ信号及び少なくとも1つの増幅シード信号は、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスの前記少なくとも1つの細長ファセット上に入射することを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つ上に形成された高透過率の前記少なくとも1つの区域は、増幅処理中に前記少なくとも1つのポンプ信号及び少なくとも1つの寄生信号のうちの少なくとも1つを透過するように構成されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの寄生信号が、ラマン発生信号を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、曲面ミラーを含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記曲面ミラーの曲率半径が、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスを通って横断する時に前記少なくとも1つの増幅出力シード信号のビーム半径を実質的に一定のビーム半径に維持するように構成されることを特徴とする請求項17に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記利得媒体デバイスに対して角度を成していることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの第1増幅器段は、そこに少なくとも1つの第1増幅器段の利得媒体を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの第1増幅器段の利得媒体が、Nd:YVO4材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの第1増幅器段の利得媒体が、Nd:GdVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:CaF2、Yb:CALGO、Yb:Lu2O3、Yb:S-FAP、Yb:ガラス、半導体利得媒体、及びセラミックレーザ材料から構成される群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの第2増幅器段内に位置決めされた前記利得媒体デバイスは、Nd:YVO4材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの第2増幅器段内に位置決めされた前記利得媒体デバイスは、Nd:GdVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:CaF2、Yb:CALGO、Yb:Lu2O3、Yb:S-FAP、Yb:ガラス、半導体利得媒体、及びセラミックレーザ材料から構成される群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの光学システムは、少なくとも1つの追加の増幅器を含むことを特徴とする請求項1に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 多重パス増幅器システムを有するレーザシステムであって、
シード信号波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成された少なくとも1つのシード源と、
少なくとも1つのポンプ信号波長を有する少なくとも1つのポンプ信号を供給するように構成された少なくとも1つのポンプ源と、
前記少なくとも1つのシード信号を増幅してそれに応答して少なくとも1つの増幅シード信号を発生させるように構成された少なくとも1つの第1増幅器段と、
前記少なくとも1つの増幅シード信号をそこに受信するように構成された少なくとも1つの多重パス第2増幅器段と、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器内に位置決めされた少なくとも1つの利得媒体デバイスであって、該利得媒体デバイスが、少なくとも1つの細長ファセット及び少なくとも1つの小型ファセットを有し、該少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該少なくとも1つの細長ファセット上で前記少なくとも1つのポンプ信号によってポンピングされ、該少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該少なくとも1つの細長ファセット上で前記少なくとも1つの増幅シード信号を受信し、かつ出力波長範囲を有する少なくとも1つの増幅器出力信号を出力するように構成される前記少なくとも1つの利得媒体デバイスと、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器段内に位置決めされた第1のミラー及び少なくとも第2のミラーであって、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該第1のミラー及び少なくとも該第2のミラーの間に位置決めされ、該第1のミラー及び該少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記出力波長範囲での高反射率の区域と該出力波長範囲の外側の波長での高透過率の区域とを有する前記第1のミラー及び少なくとも第2のミラーと、
少なくとも1つの前記多重パス増幅器システムと通信し、かつ前記少なくとも1つの増幅器出力信号を受信して前記出力波長範囲内の少なくとも1つの出力信号を出力するように構成された少なくとも1つの光学システムと、
を含むことを特徴とするレーザシステム。 - 前記少なくとも1つのシード源は、1000nmから1100nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、約1064nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、約1030nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのポンプ源は、細長プロファイルを有する少なくとも1つのポンプ信号出力を生成するように前記少なくとも1つのポンプ源の1又は2以上の光ファイバ導管を位置決めするように構成された少なくとも1つの位置決め特徴部を含むことを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記利得媒体デバイスは、Nd:YVO4材料を含むことを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記利得媒体デバイスは、Nd:GdVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:CaF2、Yb:CALGO、Yb:Lu2O3、Yb:S-FAP、Yb:ガラス、半導体利得媒体、及びセラミックレーザ材料から構成される群から選択されることを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、曲面ミラーを含むことを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記曲面ミラーの曲率半径が、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスを通って横断する時に前記少なくとも1つの増幅出力シード信号のビーム半径を実質的に一定のビーム半径に維持するように構成されることを特徴とする請求項33に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記利得媒体デバイスに対して角度を成していることを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記増幅器出力信号を反射するように構成された高反射率の少なくとも1つの領域と前記出力波長範囲内ではない光信号を透過するように構成された高透過率の少なくとも1つの領域とを含むことを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの光学システムは、少なくとも1つの追加の増幅器を含むことを特徴とする請求項26に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 多重パス増幅器システムを有するレーザシステムであって、
シード信号波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成された少なくとも1つのシード源と、
少なくとも1つのポンプ信号波長を有する少なくとも1つのポンプ信号を供給するように構成された少なくとも1つのポンプ源と、
前記少なくとも1つのシード信号を増幅してそれに応答して少なくとも1つの増幅シード信号を発生させるように構成された少なくとも1つの第1増幅器段と、
前記少なくとも1つの増幅シード信号をそこに受信するように構成された少なくとも1つの多重パス第2増幅器段と、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器内に位置決めされた少なくとも1つの利得媒体デバイスであって、該利得媒体デバイスが、少なくとも1つの細長ファセット及び少なくとも1つの小型ファセットを有し、該少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該少なくとも1つの細長ファセット上で前記少なくとも1つのポンプ信号によってポンピングされ、該少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該少なくとも1つの細長ファセット上で前記少なくとも1つの増幅シード信号を受信し、かつ出力波長範囲を有する少なくとも1つの増幅器出力信号を出力するように構成される前記少なくとも1つの利得媒体デバイスと、
前記少なくとも1つの多重パス第2増幅器段内に位置決めされた第1のミラー及び少なくとも第2のミラーであって、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスが、該第1のミラーと該少なくとも1つの第2のミラーの間に位置決めされ、該第1のミラー及び該少なくとも該第2のミラーのうちの少なくとも1つが、高反射率の区域と高透過率の区域を有し、該第1のミラー及び該少なくとも該第2のミラーが、前記少なくとも1つの増幅器出力信号を反射し、かつ前記少なくとも1つのポンプ信号及び該少なくとも1つの多重パス第2増幅器段内の少なくとも1つの寄生信号のうちの少なくとも1つの反射を抑制するように位置合わせされる前記第1のミラー及び少なくとも第2のミラーと、
少なくとも1つの前記多重パス増幅器システムと通信し、かつ前記少なくとも1つの増幅器出力信号を受信して前記出力波長範囲内の少なくとも1つの出力信号を出力するように構成された少なくとも1つの光学システムと、
を含むことを特徴とするレーザシステム。 - 前記少なくとも1つのシード源は、1000nmから1100nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、1064nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのシード源は、1030nmの波長を有する少なくとも1つのシード信号を出力するように構成されることを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記利得媒体デバイスは、Nd:YVO4材料を含むことを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記利得媒体デバイスは、Nd:GdVO4、Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:ガラス、Yb:YAG、Yb:KGW、Yb:CaF2、Yb:CALGO、Yb:Lu2O3、Yb:S-FAP、Yb:ガラス、半導体利得媒体、及びセラミックレーザ材料から構成される群から選択されることを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、曲面ミラーを含むことを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記曲面ミラーの曲率半径が、前記少なくとも1つの利得媒体デバイスを通って横断する時に前記少なくとも1つの増幅出力シード信号のビーム半径を実質的に一定のビーム半径に維持するように構成されることを特徴とする請求項44に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、前記利得媒体デバイスに対して角度を成していることを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記少なくとも1つの光学システムは、少なくとも1つの追加の増幅器を含むことを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 前記第1のミラー及び前記少なくとも1つの第2のミラーのうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの反射防止コーティングがそこに塗布され、それによって高透過率の前記少なくとも1つの区域を形成する反射器本体と、該反射器本体に選択的に塗布され、それによって高反射率の前記少なくとも1つの区域を形成する少なくとも1つの反射材料とを含み、
高反射率の前記少なくとも1つの区域は、波長依存反射器を含む、
ことを特徴とする請求項38に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。 - 前記少なくとも1つの反射防止コーティングは、それを通して前記少なくとも1つのポンプ信号及び少なくとも1つの寄生信号のうちの少なくとも1つを透過するように構成されることを特徴とする請求項48に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
- 少なくとも1つの寄生信号が、ラマン発生信号を含むことを特徴とする請求項48に記載の多重パス増幅器システムを有するレーザシステム。
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