JP3588195B2 - 固体レーザ増幅器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラッシュランプ励起やLD励起の熱複屈折補償型の固体レーザ増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フラッシュランプ励起の受動4パスNd:ガラス固定レーザ増幅器としては、例えば、IEEE Journal of Quantum Electronics誌、30巻、4号、1994年、884−886頁に記載されたものが知られている。また、半導体レーザ(LD)励起のNd:ガラス固定レーザ媒質中に生じた熱複屈折を水晶製90度旋光子を用いて補償する方法については、例えば、レーザ研究誌、24巻、3号、1996年、343−352頁に記載されたものが知られている。
【0003】
図2は、従来の熱複屈折補償型の受動4パス固体レーザ増幅器の構成を示す概略平面図である。この固体レーザ増幅器において、フラッシュランプやLD等の励起光源9により光励起された固体レーザ媒質(通常は、Nd,Yb,Tm,Ho,Er等の活性原子をドープした固体レーザ材料である。)7及び8は、同一の寸法を有しており、同一の状態に光励起されている。このため、レーザ媒質7及び8には、同一分布の熱複屈折が生じている。
【0004】
ここで、図2の固体レーザ増幅器の動作を説明する。パルスレーザ発振器1からの種光としてのP偏光(水平方位に偏光した光)の出力光2は、偏光ビームスプリッタ3を損失無しで透過し、ファラデー旋光子4に入射する。これにより、種光の方位角は45度回転させられる。この後、種光は、2分の1波長板20によりファラデー旋光子4による回転方向とは逆の方向に45度だけ方位角が回転させられて、再びP偏光となり、その後、偏光ビームスプリッタ5を損失無しで通過する。
【0005】
偏光ビームスプリッタ5を通過した種光は、光励起されたレーザ媒質7、8に順次に入射して増幅されるとともに、レーザ媒質7及び8内で熱複屈折による影響を受ける。しかしながら、レーザ媒質7及び8は同一の熱複屈折分布を有しており、レーザ媒質7及び8の中間には水晶製90度旋光子10が設置されているので、この水晶製90度旋光子10によってこれらのレーザ媒質による熱複屈折効果が補償されることになる。具体的に説明すると、旋光子10がない場合、P直線偏光の種光はレーザ媒質7の熱複屈折効果により楕円偏光となってレーザ媒質7から出射するが、旋光子10を設置した場合には熱複屈折が補償され、レーザ媒質8を右方向に出射する光はs直線偏光(垂直方位に偏光した光)となる。なお、この場合において、光励起されたレーザ媒質7及び8には一般に熱レンズ効果が生じるが、この熱レンズ焦点距離がレーザ増幅器の寸法に比べて十分に長ければ、熱レンズ効果は無視することができる。もし、熱レンズ焦点距離が短い場合には、90度旋光子10の付近に凹レンズを配置することで熱レンズ効果を容易に補償できるので、90度旋光子10によって熱複屈折を補償することに問題はない。
【0006】
レーザ媒質8から右方向にs偏光として出射する増幅されたパルスレーザ光は、4分の1波長板11を右方向に通過して円偏光となり、全反射鏡12により反射されて左方向に進行方向を変える。この円偏光の反射レーザ光は、4分の1波長板11を左方向に通過してp偏光となる。このp偏光は、光励起されたレーザ媒質8、90度旋光子10、及び光励起されたレーザ媒質7を順次に通過して再び増幅される。ここでも、レーザ媒質内で生じた熱複屈折は旋光子10により補償され、この結果として、このレーザ光はs偏光となってレーザ媒質7から左方向に出射する。
【0007】
この後、レーザ光は、偏光ビームスプリッタ5により全反射されて全反射鏡6に入射し、ここで反射された後、再び偏光ビームスプリッタ5に入射して全反射され、右方向に進行するようになる。これによって、このs偏光のレーザ光は、レーザ媒質7及び8によって3回目の光増幅を受けるとともに、90度旋光子10によって熱複屈折が補償され、レーザ媒質8を右方向に出射するときにはp偏光となる。次いで、このp偏光レーザ光は、全反射鏡12での反射によって4分の1波長板11を往復し、s偏光となって再びレーザ媒質8に入射する。このレーザ光は、レーザ媒質8、7を左方向に順次に通過することで4回目の光増幅を受けるとともに、熱複屈折が90度旋光子10によって補償され、p偏光となってレーザ媒質7から左方向に出射する。
【0008】
この増幅されたp偏光のパルスレーザ光は、偏光ビームスプリッタ5を損失無く通過してから、2分の1波長板20を左方向に通過する。これによって、レーザ光の方位角は45度回転してもとの方位角に戻るが、ファラデー旋光子4を左方向に通過中に方位角はさらに45度回転するので、結果として方位角は90度回転し、レーザ光はs偏光となる。このレーザ光は、ファラデー旋光子4から左方向に出射し、偏光ビームスプリッタ3によって全反射される。これによって、s直線偏光のパルスレーザ出力光13が得られるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図2の熱複屈折補償型受動4パス固体レーザ増幅器においては、レーザ媒質中に蓄積されたエネルギーを飽和増幅して十分に抽出するためには、種光の光パワー、すなわちレーザ発振器1のパルスレーザ出力を相当に大きくする必要があり、より少ない種光のパワーで飽和増幅を達成することのできる固体レーザ増幅器の実現が要望されている。
【0010】
本発明は、かかる要望に応えるもので、比較的低出力のパルスレーザ発振器の出力レーザ光を種光として用いて飽和レーザ増幅を達成することのできる固体レーザ増幅器を実現することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a)6角形の上面及び下面、第1及び第2の互いに対向する反射側面、互いに隣接する第1及び第2の入出力側面、並びに互いに隣接し第1及び第2入出力側面と対向する第3及び第4の入出力側面を有する板状レーザ媒質と、(b)このレーザ媒質の励起光をレーザ媒質に照射することができるようになっている励起光源と、を備える固体レーザ増幅器であり、被増幅光が、励起光源によって励起されたレーザ媒質の第1〜第4の入出力側面を介してレーザ媒質に対する入出力を繰り返し、上記の反射側面で反射されながら前記レーザ媒質中を少なくとも8回通過してから外部に出力されるようになっていることを特徴としている。
【0012】
このように、本発明の固体レーザ増幅器では、被増幅光が従来よりも多い8回というパス数でレーザ媒質中を通過するので、被増幅光の増幅効率が極めて大きくなる。
【0013】
ここで、本発明の固体レーザ増幅器は、所定の第1の方位に偏光する直線偏光の被増幅光を増幅するようになっていても良く、このとき、(d)上記のレーザ媒質において、第1及び第2の反射側面は互いに平行であり、このレーザ媒質は、これらの反射側面に平行な縦軸に対してほぼ対称な形状を有しており、(e)上記の励起光源は、上記の縦軸に対してほぼ対称な反転分布をレーザ媒質中に形成することができるようになっており、(f)被増幅光は、上記の縦軸に対してほぼ対称な二つの媒質内光路を同じ回数ずつ通過して増幅されるようになっており、(g)また、被増幅光は、第1入出力側面からレーザ媒質に入射して、第3及び第4入出力側面のいずれか一方から出射するようになっており、この入出力面から出射した被増幅光が、第3及び第4入出力側面間の光路上に配置された90度旋光子を透過した後、第3及び第4入出力側面の他方からレーザ媒質に再入射するようになっていると良い。
【0014】
このような構成によれば、二つの媒質内光路がほぼ同一の熱複屈折分布の中に形成されることになるので、これらの媒質内光路の中間に上記の90度旋光子を配置することで、媒質内で生じた熱複屈折により楕円偏光に変換された被増幅光を直線偏光に戻して、熱複屈折効果を適切に補償することができる。
【0015】
また、本発明に係る固体レーザ増幅器は、(h)被増幅光の光源及びレーザ媒質間を結ぶ主光路上に、第1方位に偏光した(すなわち、第1方位に偏波面が振動した)直線偏光を主光路上に出射させ、第1方位と直交する第2の方位に偏光する直線偏光をこの主光路とは別の副光路上に出射させる第1の光路切替手段(偏光ビームスプリッタ等)が設置され、(i)主光路上において第1光路切替手段及びレーザ媒質間に、第1光路切替手段を出射した被増幅光の偏光方位を被増幅光の進行方向を軸として90度回転させる偏光方位変換手段(例えば、ファラデー旋光子及び1/2波長板の組合せ)が設置され、(j)主光路上において偏光方位変換手段及びレーザ媒質間には、第2方位に偏光する直線偏光を主光路上に出射させ、第1方位に偏光する直線偏光を主光路とは別の副光路上に出射させる第2の光路切替手段(偏光ビームスプリッタ等)が設置されており、(k)第2の光路切替手段の副光路上には、レーザ媒質から出射し、第2光路切替手段を介してこの副光路上に出射した被増幅光を主光路上に戻して再びレーザ媒質に入射させる再入射手段(反射鏡等)が設置されており、(l)レーザ媒質の第2入出力側面から出射する被増幅光が入射する位置に設置され、この被増幅光の偏光方位を90度回転させてから前記レーザ媒質に再入射させる偏光方位変換再入射手段(例えば、1/4波長板等の位相子と反射鏡との組合せ)を更に備えていても良い。
【0016】
このような構成によれば、被増幅光の偏光状態の違いに応じて、被増幅光がレーザ媒質中を繰り返し通過するようにするための光路と、レーザ増幅された光を出力するための光路とを切り替えることができ、レーザ媒質を所定の回数通過して増幅された光を偏光状態の違いを利用して外部に出力することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0018】
図1は、本発明に係る受動型固体レーザ増幅器の実施形態の構成を示す概略平面図である。この固体レーザ増幅器は、主要な構成要素として、レーザ媒質15、及び励起光をレーザ媒質15に照射する2個の励起光源9を備えている。また、図1には、増幅すべき種光(被増幅光)2をパルス発振して固体レーザ増幅器に入射させるパルスレーザ発振器1が図示されている。
【0019】
レーザ媒質15は、ほぼ6角形の上面及び下面を有する平行平板状のスラブ固体媒質である。このレーザ媒質15は、通常、Nd,Yb,Tm,Ho,Er等の活性原子をドープした材料を用いて形成することができる。図1において符号30で示される一点鎖線はレーザ媒質15の縦軸であり、レーザ媒質15はこの縦軸30に沿って長くなっており、縦軸30に沿って互いに平行に延びる二つの対向側面32及び33を有している。図1に示されるように、レーザ媒質15は、縦軸30を対称軸として(図1で見て)上下対称の形状を有している。側面32に連結している側面34及び側面33に連結している側面35は隣接しており、縦軸30に対して対称に配置されている。この点は、側面36及び37についても同様である。
【0020】
後述するように、側面32及び33は、レーザ媒質15に入射した種光(被増幅光)を内面反射する作用を有している。また、側面34〜37は、これらの面を介して被増幅光がレーザ媒質15に入射し、或いはレーザ媒質15から出射するようになっており、光の入出力面として機能する。レーザ発振器1からの種光は、まず、入出力側面34から媒質15に入射するようになっている。入出力側面35と対向する位置には、1/4波長板11及び全反射鏡12が設置されている。また、入出力側面36、37と対向する位置には、それぞれ全反射鏡16、17が配置されており、これら二つの全反射鏡の一方で反射された光が他方の全反射鏡に向かい、そこで反射されてレーザ媒質15に再入射するようになっている。さらに、全反射鏡16及び17間の光路上には、レーザ媒質15内で生じる熱複屈折効果を補償するための水晶製90度旋光子10が配置されている。
【0021】
上記のように各種の光学部品を配置することで、縦軸30に対して(図1で見て)上下対称な二つのジクザク光路40及び42がレーザ媒質15内に形成されるようになる。環境(媒質の温度等)の変化に応じてわずかなズレはあるものの、レーザ媒質15に入射した種光は、ほぼこの二つの媒質内光路上を繰り返し通過して増幅されるようになっている。
【0022】
レーザ媒質15を励起するための2個の励起光源9は同一のものを使用しており、これらは縦軸30を軸として(図1で見て)ほぼ上下対称に配置されていて、これにより、励起光源9からの励起光がレーザ媒質15に照射されたときに、レーザ媒質15中に縦軸30に対してほぼ対称な反転分布及び熱複屈折分布が形成されるようになっている。なお、励起光源9としては、通常、フラッシュランプや半導体レーザ(LD)を用いることができる。
【0023】
レーザ発振器1及びレーザ媒質15間の光路上には、レーザ発振器1の側から、偏光ビームスプリッタ3、ファラデー旋光子4、1/2波長板20、偏光ビームスプリッタ5、及び全反射鏡14が順次に配置されている。
【0024】
偏光ビームスプリッタ3及び5は、入射してくる光を偏光方位に応じて選択的に透過させ、或いは反射する作用を有しており、レーザ媒質15の上面に水平な偏波面を有する直線偏光(以下、「p偏光」と呼ぶ。)を透過させ、レーザ媒質15の上面に垂直な偏波面を有する直線偏光(以下、「s偏光」と呼ぶ。)を反射するように配置されている。
【0025】
偏光ビームスプリッタ3及び5間の光路上に配置されたファラデー旋光子4は、入射する直線偏光の進行方向を軸として直線偏光の偏光方位を45度回転させる作用を有している。また、ファラデー旋光子4及び偏光ビームスプリッタ5間の光路上に配置された1/2波長板20は、(図1で見て)左方向から入射するp偏光(及び右方向から入射するs偏光)の偏光方位をファラデー旋光子4による偏光方位の回転方向と同じ方向(及び逆方向)に45度回転させるようになっている。
【0026】
また、レーザ媒質15の入出力側面34とほぼ垂直に進行して全反射鏡14で反射された光が偏光ビームスプリッタ5を透過して到達する位置には、偏光ビームスプリッタ5と対向するようにして全反射鏡6が配置されており、偏光ビームスプリッタ5を透過したレーザ媒質15からのp偏光を反射してレーザ媒質15に再入射させるようになっている
次に、本実施形態の固体レーザ増幅器の動作を説明する。パルスレーザ発振器1は、p偏光の種レーザ光2を出力するようになっており、この種レーザ光2は、偏光ビームスプリッタ3を無損失で図1の右方向に通過した後に、ファラデー旋光子4に入射する。この種レーザ光は、ファラデー旋光子4を右方向に進行する間に45度方位角が回転するが、1/2波長板20によって同方向に更に45度方位角が回転させられてs偏光となる。こうしてs偏光に変換された種レーザ光は、偏光ビームスプリッタ5で全反射され、さらに全反射鏡14で反射されて、レーザ媒質15の入出力側面34にほぼ垂直に入射する。
【0027】
このパルスレーザ光は、反射側面32及び33で反射されてレーザ媒質15内の第1のジグザグ光路40を進行する間に1回目の増幅を受けるとともに、熱複屈折効果によって偏光状態がs直線偏光から楕円偏光に変換される。楕円偏光となったレーザ光は、入出力側面36から出射して全反射鏡16で反射され、90度旋光子10に向かう。このレーザ光は、旋光子10を通過することによって方位角が90度回転させられた後、全反射鏡で反射されてレーザ媒質15に向かい、入出力側面37にほぼ垂直に入射して、第2のジグザグ光路42を進行する。
【0028】
上述のように第1及び第2のジグザグ光路42は縦軸30に対して対称に延びており、また、レーザ媒質15は励起光源9によって縦軸30に対して対称に励起されているので、入出力側面37から媒質15に再入射したレーザ光は、1回目の場合とほぼ同一のレーザ利得部と熱複屈折分布部を通過して2回目の増幅を受けるとともに、1回目の増幅の際に受けた熱複屈折効果が補償され、p直線偏光となる。こうしてp偏光に変換されたレーザ光は、入出力側面35からほぼ垂直に出射して、1/4波長板11を通過した後、全反射鏡12で反射されて再び4分の1波長板11を通過し、これによってs偏光に変換されてから、入出力側面35にほぼ垂直に入射する。
【0029】
こうしてレーザ媒質15に再入射したレーザ光は、第2のジグザグ光路42を通過して入出力側面37からほぼ垂直に出射し、全反射鏡17、90度旋光子10及び全反射鏡16を介して入出力側面36からレーザ媒質15に再入射して、第1のジグザグ光路40を再び通過する。ジグザグ光路42に沿った3回目のパス、及びジグザグ光路40に沿った4回目のパスの間にパルスレーザ光はさらに増幅される。この間にも、上述のように、90度旋光子10の作用によって熱複屈折効果が補償されている。
【0030】
こうしてp偏光となったレーザ光は、入出力側面34から出射して全反射鏡14で反射され、偏光ビームスプリッタ5に向かう。この後、レーザ光は、偏光ビームスプリッタ5を損失なく通過して全反射鏡6に向かい、ここで反射されて再び偏光ビームスプリッタ5を損失なく通過した後、全反射鏡14で全反射されてレーザ媒質15に向かう。こうしてp偏光のパルスレーザ光が、入出力側面34に対してほぼ垂直に再入射し、最初に入射したときと同様に進行する。
【0031】
ジグザグ光路40に沿った5回目のパス、及びジグザグ光路42に沿った6回目のパスの間にパルスレーザ光はさらに増幅され、また、90度旋光子10により熱複屈折効果が補償される。これによってパルスレーザ光は、s偏光に変換されて入出力側面35から出射する。このs偏光のレーザ光は、1/4波長板11を往復で2回通過することによりp偏光に変換されてから、入出力側面35にほぼ垂直に再入射する。以上の点は、1回目及び2回目のパスの場合と同様である。
【0032】
こうしてレーザ媒質15に再入射したp偏光のレーザ光は、ジグザグ光路42に沿った7回目のパス、及びジグザグ光路40に沿った8回目のパスの間にレーザ増幅され、また、90度旋光子10の作用により熱複屈折効果が補償される。この結果、最終的に、s偏光のレーザ増幅光が入出力側面34から出射する。
【0033】
このs偏光のレーザ光は、全反射鏡14で全反射された後、偏光ビームスプリッタ5によって全反射され、1/2波長板20に向かう。このレーザ光は、1/2波長板を通過することでその方位角が45度元の方向に回転させられ、続いて、ファラデー旋光子4を通過する間に、種光2が偏光ビームスプリッタ3からファラデー旋光子4方向に通過する際にファラデー旋光子4により45度回転させられた方向と同じ方向に更に45度回転させられる。この結果、このレーザ光は、レーザ発振器1からの種光2(p偏光)に対して偏光方位が90度回転させられた状態、すなわちs偏光となる。このs偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ3で全反射され、パルスレーザ出力光13として出力される。
【0034】
このように、本発明を実施した固体レーザ増幅器では、被増幅光がレーザ媒質中を通過する回数(パス数)が8回であり、従来の4回よりも倍増しているので、被増幅光の増幅効率が非常に高くなる。このため、比較的低出力のパルスレーザ発振器からの高品質なレーザ出力光を種光として用いても飽和レーザ増幅を行うことが可能であり、レーザ媒質中に蓄積されたエネルギーを高効率で抽出することができる。また、本実施形態のように、レーザ媒質の適当な入出力側面に対向するようにして設けられた被増幅光の折り返し光路中に熱複屈折率効果を補償する光学部品(本実施形態では、90度旋光子)を配置することで、熱複屈折による影響を排除することができ、より効率の良いレーザ増幅を行うことが可能である。
【0035】
なお、上記において、光励起されたレーザ媒質15に熱レンズ効果が生じる場合には、水晶製90度旋光子10の前側又は後側の光路上に凹レンズを配置することにより、熱レンズ効果を補償することができるので、この場合も、熱複屈折効果を補償することが可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明によれば、平面形状がほぼ6角形のレーザ媒質を使用することで、能動電気光学素子を用いずに受動で従来よりもパス数の多い8パスの固体レーザ増幅器を実現することができ、比較的低出力のパルスレーザ発振器の出力レーザ光を種光として用いても容易に飽和レーザ増幅を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の熱複屈折補償型受動8パス固体レーザ増幅器の構成を示す概略平面図である。
【図2】従来例の熱複屈折補償型4パス固体レーザ増幅器の構成を示す概略平面図である。
【符号の説明】
1…パルスレーザ発振器、2…種レーザ光、3及び5…偏光ビームスプリッタ、4…ファラデー旋光子、6、12、14、16及び17…全反射鏡、9…励起光光源、10…90度旋光子、11…1/4波長板、13…出力光、7、8、15…レーザ媒質、20…1/2波長板、30…レーザ媒質15の縦軸、32及び33…反射側面、34〜37…入出力側面、40及び42…媒質内光路。
Claims (1)
- 所定の第1の方位に偏光する直線偏光の被増幅光を増幅する固体レーザ増幅器であって、
6角形の上面及び下面、互いに平行に対向する第1及び第2の反射側面、互いに隣接する第1及び第2の入出力側面、並びに互いに隣接し前記第1及び第2入出力側面と対向する第3及び第4の入出力側面を有し、前記第1及び第2の反射側面に平行な縦軸に対してほぼ対称な板状のレーザ媒質と、
前記レーザ媒質の励起光を前記レーザ媒質に照射して、前記縦軸に対してほぼ対称な反転分布を前記レーザ媒質中に形成する励起光源と、
を備え、
前記被増幅光が、前記励起光源によって励起された前記レーザ媒質の前記第1〜第4の入出力側面を介して前記レーザ媒質に対する入出力を繰り返し、前記反射側面で反射されながら前記縦軸に対してほぼ対称な二つの媒質内光路を同じ回数ずつ通過して増幅され、前記レーザ媒質中を少なくとも8回通過してから外部に出力されるようになっており、
前記被増幅光の光源及び前記レーザ媒質の第1入出力側面間を結ぶ主光路上に設置され、前記第1方位の直線偏光を前記主光路上に出射させ、前記第1方位と直交する第2の方位に偏光する直線偏光を前記主光路とは別の副光路上に出射させる第1の光路切替手段と、
前記主光路上において前記第1光路切替手段及び前記レーザ媒質間に設置され、前記第1光路切替手段を出射した前記被増幅光の偏光方位を前記被増幅光の進行方向を軸として90度回転させる偏光方位変換手段と、
前記主光路上において前記偏光方位変換手段及び前記レーザ媒質間に設置され、前記第2方位に偏光する直線偏光を前記主光路上に出射させ、前記第1方位に偏光する直線偏光を前記主光路とは別の副光路上に出射させる第2の光路切替手段と、
前記第3及び第4入出力側面間の光路上に配置された90度旋光子を含み、前記レーザ媒質の前記第3入出力側面から出射する前記被増幅光を前記第4入出力側面へ入射させるとともに、前記第4入出力側面から出射する前記被増幅光を前記第3入出力側面へ入射させる第1の再入射手段と、
前記第2の光路切替手段の副光路上に設置され、前記レーザ媒質から出射し、前記第2光路切替手段を介してこの副光路上に出射した前記被増幅光を前記主光路上に戻して再び前記レーザ媒質に入射させる第2の再入射手段と、
前記レーザ媒質の第2入出力側面から出射する前記被増幅光が入射する位置に設置され、この被増幅光の偏光方位を90度回転させてから前記レーザ媒質に再入射させる偏光方位変換再入射手段と、
を更に備える固体レーザ増幅器。
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FR2784809B1 (fr) * | 1998-10-16 | 2001-04-20 | Commissariat Energie Atomique | Amplificateur optique de puissance a guide d'onde planaire pompe optiquement et laser de puissance utilisant cet amplificateur |
US6483859B1 (en) * | 1999-06-24 | 2002-11-19 | Lockheed Martin Corporation | System and method for high-speed laser detection of ultrasound |
US7286241B2 (en) * | 1999-06-24 | 2007-10-23 | Lockheed Martin Corporation | System and method for high-speed laser detection of ultrasound |
US6999491B2 (en) | 1999-10-15 | 2006-02-14 | Jmar Research, Inc. | High intensity and high power solid state laser amplifying system and method |
JP2003524889A (ja) * | 1999-10-15 | 2003-08-19 | ジェイ エム エー アール リサーチ、インク | 光線補正レーザ増幅器 |
FR2803697B1 (fr) * | 2000-01-06 | 2003-05-30 | Cilas | Element actif pour source laser et source laser comportant un tel element actif |
US6373866B1 (en) | 2000-01-26 | 2002-04-16 | Lumenis Inc. | Solid-state laser with composite prismatic gain-region |
US6411757B1 (en) * | 2000-02-14 | 2002-06-25 | Agere Systems Guardian Corp. | Article comprising a waveguide structure with improved pump utilization |
US6339605B1 (en) | 2000-02-16 | 2002-01-15 | The Boeing Company | Active mirror amplifier system and method for a high-average power laser system |
US7200161B2 (en) * | 2001-01-22 | 2007-04-03 | The Boeing Company | Side-pumped solid-state disk laser for high-average power |
US6625193B2 (en) * | 2001-01-22 | 2003-09-23 | The Boeing Company | Side-pumped active mirror solid-state laser for high-average power |
US6810060B2 (en) | 2001-02-13 | 2004-10-26 | The Boeing Company | High-average power active mirror solid-state laser with multiple subapertures |
US6603793B2 (en) | 2001-05-18 | 2003-08-05 | The Boeing Company | Solid-state laser oscillator with gain media in active mirror configuration |
US6714307B2 (en) | 2001-10-16 | 2004-03-30 | Zygo Corporation | Measurement of complex surface shapes using a spherical wavefront |
FR2833417B1 (fr) * | 2001-12-12 | 2005-06-17 | Univ Rennes | Resonateur optique en anneau sans surface, appareil de telecommunication et/ou de projection video correspondant |
WO2004025791A1 (de) * | 2002-09-05 | 2004-03-25 | Las-Cad Gmbh | Seitlich mit fokussiertem licht von laserdioden in vielfachdurchläufen gepumpter festkörperlaser |
JP2005251981A (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Japan Atom Energy Res Inst | 固体レーザーの増幅法 |
US7310360B2 (en) * | 2004-10-25 | 2007-12-18 | The Boeing Company | Apparatus and method for face cooling of optical components of a laser system |
US7590160B2 (en) * | 2004-11-26 | 2009-09-15 | Manni Jeffrey G | High-gain diode-pumped laser amplifier |
JP4883503B2 (ja) * | 2005-06-21 | 2012-02-22 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 多重光路の固体スラブレーザロッドまたは非線形光学結晶を用いたレーザ装置 |
JP2007059471A (ja) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Hamamatsu Photonics Kk | 光増幅器およびmopaレーザ装置 |
US7391558B2 (en) * | 2005-10-19 | 2008-06-24 | Raytheon Company | Laser amplifier power extraction enhancement system and method |
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WO2011120009A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Multi-pass amplifier architecture for high power laser systems |
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CN105514788B (zh) * | 2016-01-25 | 2019-06-11 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种板条泵浦的中红外光参量振荡器 |
CN106384932B (zh) * | 2016-11-29 | 2023-08-11 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种基于波前畸变校正的多程激光放大器及其使用方法 |
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---|---|---|---|---|
US3307113A (en) * | 1965-08-10 | 1967-02-28 | Hughes Richard Swart | Multipass nonregenerating laser amplifier crystal |
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US4710940A (en) * | 1985-10-01 | 1987-12-01 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for efficient operation of optically pumped laser |
US4955034A (en) * | 1989-03-01 | 1990-09-04 | Electro-Optics Technology, Inc. | Planar solid state laser resonator |
US5249196A (en) * | 1992-05-21 | 1993-09-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Internally folded scalable laser |
US5268787A (en) * | 1993-02-17 | 1993-12-07 | Energy Compression Research Corp. | Multiple-pass method and apparatus for laser amplification |
WO1994024734A1 (en) * | 1993-04-21 | 1994-10-27 | The Commonwealth Of Australia | Diode pumped slab laser |
WO1996016484A1 (en) * | 1994-11-15 | 1996-05-30 | Jmar Technology Company | Low cost, high average power, high brightness solid state laser |
US5610936A (en) * | 1995-09-28 | 1997-03-11 | Technology Development Corporation | Extended multiply folded optical paths |
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