JP5232782B2 - 精密に制御された波長変換平均出力を有する光源の制御方法、および波長変換システム - Google Patents
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Description
このことに関連して本発明の実施形態が生じる。
不定冠詞「A」または「An」は、別様に明記されない限り、前記冠詞に続く1個以上の事項の数量を意味する。
ブリルアン散乱は、媒質を通過する光波と音波の間の相互作用に起因する媒質における光の自然散乱を含む、非線形光学現象を言う。
連続波(CW)は、放射をショートバーストではなく、むしろパルスレーザのように連続的に放出するレーザを言う。
利得とは、ある点から別の点に伝送される信号の強度、パワーまたはパルスエネルギの
増幅器による増加を言う。
ガーネットは特殊な酸化物結晶であり、たとえばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(GGG)、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット(GSGG)、イットリウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット(YSGG)を含む。
レーザは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(放射の誘導放出による光増幅)の頭字語である。レーザはレーザ化可能な材料を含むキャビティである。これは原子がポンピング、たとえば光または放電によって準安定状態に励起され得る任意の材料、たとえば結晶、ガラス、液体、半導体、色素、気体である。光は、準安定状態から放出される。光の放出は、通過する光子が存在することによって誘導され、通過する光子は、放出される光子に誘導する光子と同じ位相および方向を持たせる。光(ここでは誘導された放射を意味する)は、キャビティ内で発振し、その一部は、キャビティから押し出されて出力ビームを形成する。
差周波発生(DFG)。これは周波数f1の入力光の光子が、周波数f2の他の入力光の光子と相互作用することによって、周波数f1−f2を有する出力光の光子を生み出す。
+k2 =k3 であるとき位相整合すると言われる。ここにkiは、プロセスに関与するi番目の波の波数ベクトルである。たとえば周波数倍増においては、基本高調波位相速度と第2次高調波位相速度が整合する場合にプロセスは、最も効率的である。典型的に位相整合条件は、非線形材料における光波長、偏光状態および伝搬方向を慎重に選択することによって達成される。
パルス周期(T)とは、2個以上のパルスの系列において連続するパルスの等値点の間の時間を言う。
Qは、共振器(キャビティ)の性能指数であり、(2π)×(共振器内に蓄積された平均エネルギ)/(サイクル当りの消散エネルギ)として定義される。光共振器の表面の反射率が高く、且つ吸収損失が低いほど、Qは大きく、且つ所望されたモードに対するエネルギ損失は少なくなる。
Qスイッチレーザとは、レーザキャビティ内のQスイッチを使用することによってレーザ媒質内で高レベルの反転(光利得とエネルギの蓄積)が達成されるまでレーザ作用を阻止するレーザを言う。スイッチが、たとえば音響光学変調器または電気光学変調器または
可飽和吸収体によってキャビティのQを急速に増大させると、莫大なパルスが生成される。
疑似位相整合(QPM)材料:疑似位相整合材料において、材料の非線形率の符号を周期的に変換することによって基本高調波放射と高次高調波放射が位相整合される。符号変換の周期(kQPM)は、位相整合式に新しい項を付加する。たとえばkQPM+k1 +
k2 =k3。QPM材料において、基本高調波と高次高調波は、同一の偏光を持つこと
ができ、しばしば効率を改善する。疑似位相整合材料の例は、周期分極反転タンタル酸リチウム(PPLT)、周期分極反転ニオブ酸リチウム(PPLN)、化学量論組成周期分極反転タンタル酸リチウム(PPSLT)、周期分極反転リン酸チタニルカリウム(PPKTP)または周期分極反転微細構造グラスファイバを含む。
誘導ラマン散乱(SRS)は、強い光線で引き起こすことができるラマン散乱の一種である。ラマン散乱光は利得を受け、そのパワーは指数関数的に増加する。入射光のパワーがある限界値を超えると入射光の大部分は入射光よりも周波数の低いラマン散乱光に変換される。誘導ラマン散乱はしばしば誘導ラマン効果またはコヒーレント・ラマン効果としても知られている。
の適当な値を有してよく、Pulse−to−pulseベースで論理121によって調整されてよい。一例を挙げると、パルス周期Tは、1ミリ秒以下であってよい。
動的Qスイッチ型マイクロレーザの一例は、ウェルズリー(マサチューセッツ州)のティーム・フォトニクスから出ているマイクロチップマイクロレーザである。適当なモードロック型レーザの例は、チューリッヒ(スイス)のタイム・バンドウィトス・プロダクツ社から出ているリンクスである。適当な連続波型ダイオード励起固体レーザの例は、ミルピタス(カリフォルニア州)のJDSユニフェイズから出ているモデル125非平面リング発振器(NPRO)レーザである。
ηの変化に起因する。更に留意されることとして、波長変換出力111に加えて波長変換器110から出る全体出力は、変換されない基本放射と、ラマンシフト放射とのうちの少なくとも一方を含んでよいことである。
付き、品番例LMA−EYDF−25/300若しくはLMA−TDF−25/250、またはビアケレズ(デンマーク)のクリスタル・ファイバA/Sから出ているモデルDC−200−41−PZ−Ybであってよい。例を挙げると、ファイバ404のコアは、希土類元素、たとえばエルビウム(Er)、イッテルビウム(Yb)またはネオジム(Nd)を添加されてよい。
00は、制御装置101に動作結合される。例を挙げると、制御装置101内の論理121が、第1非線形結晶502および第2非線形結晶504のいずれか一方または両方の温度、歪み、配向角または電界を調整するデバイスを制御することによって、波長変換効率を最大化、制御、および安定化のうちの少なくとも1つを行なうことができる。
繰返周波数(PRF)に影響を与える何らかの手段を含んでよい。たとえば結合光学素子112は、ユーザが最終出力113の全部または一部を選択的に遮断できるように光シャッターを含んでよい。択一的に、結合光学素子112は、最終出力113のパルス繰返周波数を減少させるためにパルスピッカーを含んでよい。
に波長変換器110内で生じる正確な非線形プロセス、使用する非線形材料、およびシステムジオメトリー、たとえば非線形素子の長さ、そして基本放射(たとえば増幅出力109)の非線形素子への収束に依存する。波長変換効率ηは、一般に増幅出力109を構成するパルスのピーク出力Ppk、増幅出力109の波長λ、および増幅出力109の偏光Пに依存する。従って波長変換出力は、次のように表現されてよい。
Pω2 avg=Pω1 avg×η(Ppk,λ,П)=Pω1 avg×ηPpk(Ppk)×ηλ(λ)×ηΠ(П)…(式1)
ピーク出力(Ppk)、波長(λ)、および偏光(П)は、シード源信号104を構成するパルスのパルス周期Tと比較可能な時間スケールにわたって制御されてよい。特に制御装置101は、シード源102、光増幅器103、および波長変換光学システム100のうちの少なくとも一方のその他のコンポーネントの適当な特性を制御することによって、Ppk、λ、およびПのうちの少なくとも1つに影響し、パルス周期Tと比較可能な時間スケールにわたって平均波長変換出力Pω2 avgを変化させることができる。
基本制御出力は、シード源102の負荷サイクルとパルス繰返率のうちの少なくとも1つを変化させることによって制御されてよい。広い動作窓にわたってピーク基本出力は、負荷サイクルDの減少に連れて単調増加し、ピーク基本出力Ppkは、パルス繰返周波数の減少に連れて単調増加する。増幅出力109における基本ピーク出力の制御の詳細は、部分的に光増幅器103に、更に具体的には、出力増幅器108が飽和であるか、不飽和であるかに依存してよい。ラージモードエリアを使用する出力増幅器108の典型的な飽和出力レベルは、Ybグラスファイバで約300mWである。飽和動作に対して出力増幅器108の出力は、少なくともこのレベルの3倍、たとえば約1Wよりも大きくなければならない。
力が負荷サイクルに逆比例することを含意する。出力増幅器108のピーク出力パワーは、増幅器の飽和状態に関わりなくピーク入力パワーに対応する。従って上述したように波長変換光学システム100の波長変換平均出力を、出力増幅器に対する平均入力パワーの追加的な制御素子で制御してよい。たとえば、制御装置101は、シード源102と前置増幅器106のうちの少なくとも1つに供給されるポンプエネルギを調整することによって、前置増幅器出力107の一定の平均出力を維持してよい。
式2において経験的に決定された定数は、約0.6の値を有する。Bは、波長変換器110で使用される3ホウ酸リチウム(LBO)の長さに依存する経験的に決定された定数である。一定のBは、最小値約5KWを有する。説明の目的で値B=10KWが使用されてよい。図6は、変換効率と基本ピーク出力Ppkの間で結果として生じる関係のグラフを示す。数値結果は、状況が異なれば異なるが、すべての状況は、類似の特性を共有し、波長変換効率は、広い動作範囲にわたってピーク基本出力の増大に連れて単調増加する。
上述のように、波長変換効率は、基本波長によって変化する。多くの波長変換材料は、狭いスペクトル許容帯域幅を有する。多くの主発振器電力増幅器(MOPA)レーザシステムに対して、光増幅器103における利得は、波長変換器110内の非線形素子の波長変換帯域幅よりもはるかに広くてよい。波長変換平均出力Pω2 avgは、波長変換器110の波長変換帯域幅における基本光の一部分を変化させることによって制御されてよい。これを行う可能な1つの方法は、シード源によって生み出されたシード放射の波長を変化させることである。択一的に、高いピーク出力が光増幅器103内で誘導ラマン散乱(SRS)を引き起こしてよく、その結果として基本放射のスペクトルが拡大する。それゆえ、上述したようにピーク出力を制御することによって、たとえばパルス負荷サイクルまたはパルス繰返周波数を制御することによって、光増幅器103内で誘導ラマン散乱が誘発される結果としてスペクトルを拡大してよい。基本放射の光スペクトルの制御によって波長変換効率ηの調整は、高い帯域幅と精度による波長変換平均出力を可能にする。
ηλ={[sin(Π×λ−λ0/Δλ /(Δλ/Π)}2 …(式3)
式3においてλは、基本波長であり、λ0は、波長変換器で使用される非線形素子における完璧な位相整合に対する波長であり、Δλは、非線形素子のスペクトル許容帯域幅である。スペクトル許容帯域幅Δλは、一般に非線形素子の長さ、使用される非線形材料のタイプ、および波長変換プロセスの性質に依存する。たとえば、λ0=1064nmの長
さ2cmの3ホウ酸リチウム(LBO)結晶における第2次高調波発生に対して、スペクトル帯域幅Δλは、約3.8nmである。λ0およびΔλのこれらの値を式3に適用すると、図7に示すグラフが得られる。
上述したように、波長変換効率は、基本偏光によって変化してよい。タイプIの変換では、唯一の偏光状態が変換される。タイプIIの変換では、変換に両方の偏光状態が必要である。いずれの場合も波長変換出力は、波長変換器110に入る増幅出力109の偏光状態を制御することによって調整されてよい。
ηП(Π)=(cosine(Π))2 …(式4)
式4において、Пは、波長変換器110に入る基本放射の偏光状態の、最適な周波数変換を与える偏光状態に対する角度である。図8は、式4のグラフを示す。式4および図8から見られるように、偏光角Пの制御によって波長変換パルスエネルギの正確な制御が可能となる。たとえば制御装置101から出る信号は、シード源102または結合光学素子105内の電気光学偏光回転器に動作結合される。たとえば結合光学素子105は、電気光学スイッチまたは圧電素子付きリールファイバ等の調節可能な複屈折素子を含んでよく、これらは制御装置101から出る信号に応答することによって制御され得る。増幅出力109の偏光を適切に調整することによって、波長変換器110の波長変換効率ηが制御され得る。PPLN等特定のタイプの非線形材料では偏光角Пは、圧電材料等を用いて非線形材料に伸張を加えることによって制御されてよい。そのような伸張は、制御装置101から出る信号に応答することによって制御されてよい。
好適な実施形態において、増幅された出力109のパルスは、シード放射104のパルスと実質的に等しい形状を有し、増幅出力109は、シード放射104と等しい負荷サイクルDを有する。またこの好適な実施形態において、出力増幅器108は、高飽和し、増幅出力109の平均出力は、ほぼシード放射104の平均出力Pω1 avgからほぼ独立する。増幅出力109のパルスのピーク出力Ppkは、Ppk=Pω1 avg/Dによって与えられる。平均波長変換出力Pω2 avgは、シード放射104の負荷サイクルDを変えることによって変更される。負荷サイクルDが変化するとピーク出力Ppkが変化し、それによって変換効率η、従って波長変換出力Pω2 avgが変化する。こうして波長変換出力は、シード放射104の負荷サイクルを変えることによって制御され、出力増幅器108の動作条件は変えない。
出力増幅器108が飽和していない場合。(2)増幅出力109のパルスが出力増幅器108内の歪みのためにシード放射104のパルスと同じ形状を有しない場合。および(3)変換効率ηを変化させる他の方法。以下に、これらの実施形態およびその他の実施形態について記載する。
上記のコンセプトは、数値例で説明されてよい。以下の例において本発明の範囲を制限することは、全く意図されていない。この例では、数学的な便宜上、正方形の入力パルスが仮定されてよい。しかしながら、パルス形状に関するそのような制限は、実用的に必要ない。100KHzのパルス繰返周波数PRF、および10ナノ秒(ns)のパルス帯域幅τが仮定される。これらの値から10−3または0.1%の負荷サイクルDが得られる。出力増幅器108に適用されるポンピング出力は、40ワットであると仮定され、出力増幅器108から出る増幅出力109のPω1 avgは、30ワットであると仮定される。これは出力増幅器108の変換効率の75%を意味する。このような値は、Ybグラスファイバ等の利得媒質にとって合理的である。ピーク出力Ppkは、Pω2 avg/D=30ワット/10−3=キロワット(kW)から決定されてよい。式2および図6の長さ2cmの3ホウ酸リチウム(LBO)における第2次高調波変換に対して、この値のピーク出力で得られる変換効率ηは52.9%である。これは平均波長変換出力Pω2 avgが15.9ワットであることを意味する。
上述した実施形態において数値バリエーションが考案されてよい。たとえばシード源102から出るシード放射の波長を調節することによって、平均波長変換器の出力が調整されてよい。特に半導体レーザ装置は、熱的に調整されてよい。このような調節は、典型的に遅く、たとえば数キロヘルツまたはそれ以下のスケールで行われる。択一的に、若干の特殊な分布反射型(DBR)デバイスは、電気音響的に調整されてよく、これは1メガヘルツ以上といった非常に高速の調節を許す。
分布の選択された量の放射を含むシード放射608を生成してよい。シード放射は、前置増幅器106または、出力増幅器108に挿入されてよい。第2波長λ2は、波長変換器110のスペクトル許容範囲外にあるので、第1波長λ1と結付いた増幅放射のみが、波長変換出力111に寄与する。このように波長変換平均出力Pω2 avgは、2個のシード放射出力の比率を調整することによって調整され得る。
本発明の実施形態を制限することなく数値例を挙げるために、シリカファイバ内の誘導ラマン散乱周波数シフトを約440cm−1とする。これは1064nm放射から117nm放射へのシフトに相応する。例を挙げると、Yb添加シリカファイバが出力増幅器108内の利得媒質として使用される。このようなファイバは、1117nmの放射から利得を取り出すことができる。しかし増幅出力パルス704のラマンシフト部分708は、波長変換器110における非線形素子の許容帯域幅の十分外にあってよい。このような場合、ラマンシフト部分708は、波長変換出力111には寄与しないであろう。
16は、限界値PSRSを下回るピーク出力P2によって特徴付けられてよい。P1、P2、および高出力部分714、および低出力部分716のうちの少なくとも1つを調整することによって、シードパルス712によって生成される誘導ラマン散乱の量が制御されてよい。
本発明の実施形態は、幾つかの利点を提供する。たとえば、本発明の実施形態は、高帯域動作を許容する。波長変換パルスに含まれるパワーおよびエネルギは、Pulse−to−pulseベースで精密に調整され得る。帯域幅は、一次的に公称システムパルス繰返率によって制限される。本発明の実施形態は、波長変換パルスエネルギの精密な制御を可能にする。更に増幅ポンプ源、たとえばレーザダイオードは、一定またはほぼ一定の平均出力によって駆動されてよい。これによって熱制御ループは単純化され、ポンプ源波長を増幅吸収スペクトルに合わせて最適化するのを容易にする。これはポンプ源の寿命を増大し、高出力エレクトロニクスに対する要件を低減し得る。高出力波長変換レーザシステムは、経済的に製造および使用され得る。本発明の実施形態は、ポンプダイオードにかかる熱負荷が更に安定化されるため、ポンプダイオードの波長安定性も増大させる。これによってダイオード波長が利得材料の吸収ピークに適合するように近接して保持されるので、長さの短いファイバを使用することが可能となる。
Claims (43)
- 波長変換平均出力の制御方法であって、前記制御方法は、
1個以上のシードパルスを生成することと;
光増幅器へのポンプ出力を一定に維持しつつ、前記シードパルスを前記光増幅器によって増幅することによって、1個以上の増幅パルスを生成することと;
前記増幅パルスを波長変換することによって、1個以上の波長変換パルスを生成することと;
1個以上の波長変換パルスの波長変換平均出力を決定することと;
前記増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって前記増幅パルスの平均出力を調整することなく、前記周期スケールにわたって波長変換平均出力を制御することと
を含み、
前記パルス周期は、1ミリ秒未満であり、
前記波長変換平均出力を制御することは、シードパルスの負荷サイクルを変更することで、前記増幅パルスのピーク出力を調整することを含む、
制御方法。 - 前記増幅パルスのピーク出力の調整は、
前記シードパルスのパルス繰返周波数を調整することと、
前記シードパルスの持続時間を調整することと
のうちの少なくとも一方を含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記制御方法は更に、前記シードパルスの一定の平均出力を維持することを含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記制御方法は更に、前記シードパルスを増幅するために使用される前記光増幅器内で誘導されるブリルアン散乱を避けるために前記シードパルスをチャーピングすることを含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記増幅パルスの波長変換は、第2次高調波発生、第3次高調波発生、第4次高調波発生、および更に高次の高調波発生、およびこれらと前記シードパルスの周波数との間の和周波発生、差周波発生、および1個以上の高調波発生と光パラメトリック発振発生のうちの少なくとも1つから選択された非線形相互作用を含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記増幅パルスの波長変換は、ラマン散乱、ブルリアン散乱、および自己位相調整のうちの少なくとも1つから選択された非線形相互作用を含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記制御方法は更に、波長変換パルスの出力を監視することによって、フィードバック信号を生成することを含み、
波長変換平均出力の制御は、前記フィードバック信号に応答することによって波長変換出力を調整することを含む、
請求項1記載の制御方法。 - 更に前記制御方法は、波長変換パルスの少なくとも一部をターゲットに結合させて前記ターゲットからフィードバック信号を検出することを含み、
波長変換平均出力の制御は、前記フィードバック信号に応答することによって波長変換出力を調整することを含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記前記フィードバック信号に応答して前記波長変換出力を調整することは、波長変換器の波長変換出力を変更すべく前記フィードバック信号に応答してシード源を調整することを含み、
前記波長変換器は、所望の波長変換平均出力を生成するかあるいは前記波長変換パルスのパルスエネルギを生成するように前記増幅パルスを変換する、
請求項8記載の制御方法。 - 1個以上の前記シードパルスの生成は、増幅自然放出光源によって1個以上の前記シードパルスを生成することを含む、
請求項1記載の制御方法。 - 前記波長変換平均出力を制御することは、制御装置からの信号に応答して1個以上の前記シードパルスを生成するために用いられるシード源を調整することを含む、
請求項1記載の制御方法。 - シード源と;
前記シード源に光学的結合された光増幅器と;
前記光増幅器に光学的結合された波長変換器と;
前記シード源、前記光増幅器、および前記波長変換器のうちの少なくとも1個に光学的結合した制御装置と
を含む波長変換光学システムであって、
前記制御装置は、前記光増幅器からの1個以上の増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって1個以上の前記増幅パルスの平均出力を調整することなく、前記周期スケールにわたって前記波長変換器の出力の波長変換平均出力を制御するように構成された論理を含み、
前記論理は、前記光増幅器へのポンプ出力を一定に維持するように構成され、
前記パルス周期は、1ミリ秒未満であり、
前記波長変換平均出力を制御することは、シードパルスの負荷サイクルを変更することで、前記増幅パルスのピーク出力を調整することを含む、
波長変換光学システム。 - 前記論理は、
前記シード源によって生成されることで前記光増幅器に入力される1個以上のシードパルスのパルス繰返周波数を調整することと、
前記シードパルスの持続時間を調整することと
のうちの少なくとも一方を行なうように構成される、
請求項12記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、前記シードパルスの一定の平均出力を維持するように構成される、
請求項13記載の波長変換光学システム。 - 前記波長変換光学システムは更に、出力モニタとフィードバックループを含み、
前記出力モニタは、前記波長変換器の出力の少なくとも一部を受取り、この受取った部分に応答することによってフィードバック信号を生成するように構成され、
前記フィードバックループは、前記出力モニタと前記制御装置との間に結合され、
前記論理は、前記フィードバック信号に応答することによって波長変換平均出力を調整するように構成される、
請求項12記載の波長変換光学システム。 - 前記制御装置は、前記フィードバック信号に応答して前記波長変換器の波長変換効率を変更すべく、前記フィードバックループにおいて前記シード源に結合される、
請求項15記載の波長変換光学システム。 - 前記波長変換光学システムは更に、フィードバックセンサとフィードバックループを備え、
前記フィードバックセンサは、前記波長変換器の出力の少なくとも一部とターゲットとの相互作用に応答することによって、フィードバック信号を生成するように構成され、
前記フィードバックループは、前記フィードバックセンサと制御装置との間に結合され、
前記論理は、前記フィードバック信号に応答することによって波長変換平均出力を調整するように構成される、
請求項12記載の波長変換光学システム。 - 前記シード源は、増幅自然放出光源である、
請求項12記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、前記波長変換器の出力の前記波長変換平均出力を制御すべく前記シード源を調整するように構成される、
請求項12記載の波長変換光学システム。 - 波長変換パルスエネルギの制御方法であって、前記制御方法は、
1個以上のシードパルスを生成することと;
光増幅器へのポンプ出力を一定に維持しつつ、前記シードパルスを前記光増幅器によって増幅することで、1個以上の増幅パルスを生成することと;
前記増幅パルスを波長変換することによって、1個以上の波長変換パルスを生成することと;
前記増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって前記増幅パルスのパルスエネルギを変化させることなく波長変換効率を調整することによって、前記増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって1個以上の波長変換パルスの波長変換パルスエネルギを制御することと
を含み、
前記パルス周期は、1ミリ秒未満であり、
前記波長変換効率を調整することは、前記増幅パルスの光スペクトルを調整することと、前記増幅パルスの偏光を調整することとのうちの少なくとも一方を含む、
制御方法。 - 1個以上の前記シードパルスの生成は、シード源が増幅自然放出光源によって1個以上の前記シードパルスを生成することを含む、
請求項20記載の制御方法。 - 前記制御方法はさらに、前記増幅パルスの光スペクトルを調整するために、前記シード
パルスの光スペクトルを変化させることを含む、
請求項20記載の制御方法。 - 前記制御方法はさらに、1個以上の前記シードパルスの少なくとも一部のピーク出力を
調整することによって、前記シードパルスは前記光増幅器中に誘導されたラマン散乱を生
成するようになっていることを含み、
前記光増幅器での前記誘導されたラマン散乱は、前記増幅パルスの光スペクトルを調整
する、
請求項20記載の制御方法。 - 前記制御方法はさらに、前記増幅パルスを波長変換するための波長変換器に結合された
第1放射と第2放射の比率の調整を含み、
前記第1放射は、前記波長変換器のスペクトル許容帯域幅内にある第1波長によって特
徴付けられ、
前記第2放射は、前記波長変換器のスペクトル許容帯域幅外にある第2波長によって特
徴付けられ、
前記第1放射と前記第2放射との比率を調整することで、前記増幅パルスの光スペクト
ルが調整される、
請求項20記載の制御方法。 - 前記第2放射は、所定波長範囲内にあって、
前記第2放射は、前記シードパルスを増幅するために使用される前記光増幅器によって増幅される、
請求項24記載の制御方法。 - 1個以上の前記シードパルスを生成することは、前記第1波長と前記第2波長の電磁放射を包含する前記シードパルスの生成を含む、
請求項24記載の制御方法。 - 前記増幅パルスの偏光の調整は、前記光増幅器と波長変換器との間に光学的結合された調節可能な複屈折素子を使用することを含む、
請求項24記載の制御方法。 - 1個以上のパルスの生成は、前記増幅パルスの波長変換に使用される波長変換器のスペクトル帯域よりも広いスペクトル帯域によって特徴付けられた1個以上の前記シードパルスを生成することを含む、
請求項20記載の制御方法。 - シード源と;
前記シード源に光学的結合された光増幅器と;
前記光増幅器に光学的結合された波長変換器と;
前記シード源、前記光増幅器、および前記波長変換器のうちの少なくとも1個に光学的結合した制御装置と
を含む波長変換光学システムであって、
前記制御装置は、前記光増幅器から出る増幅パルスのパルスエネルギを、前記増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって変化させることなく、波長変換効率を調整することによって前記波長変換器の波長変換出力のパルスエネルギを前記増幅パルスのパルス周期と比較可能な時間スケールとしての周期スケールにわたって制御するように構成された論理を含み、
前記論理は、前記光増幅器へのポンプ出力を一定に維持するように構成され、
前記パルス周期は、1ミリ秒未満であり、
前記波長変換効率を調整することは、前記増幅パルスの光スペクトルを調整することと、前記増幅パルスの偏光を調整することとのうちの少なくとも一方を含む、
波長変換光学システム。 - 前記シード源は、増幅自然放出光源である、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、
前記増幅パルスの光スペクトルを調整することと、
前記増幅パルスの偏光を調整することと
のうちの少なくとも1つを行なうように構成される、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、シードパルスの光スペクトルを調整するように構成される、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、1個以上のシードパルスの少なくとも一部のピーク出力を調整することによって、シードパルスは誘導されたラマン散乱を生成するように構成される、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、前記波長変換器に結合された第1放射と第2放射の比率を調整するように構成され、
前記第1放射は、前記波長変換器のスペクトル許容帯域幅内にある第1波長によって特徴付けられ、
前記第2放射は、前記波長変換器のスペクトル許容帯域幅外にある第2波長によって特徴付けられる、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記第2放射は、所定波長範囲内にあって、
前記第2放射は、前記光増幅器によって増幅されるようになっている、
請求項34記載の波長変換光学システム。 - 前記シード源は、
前記第1放射を生成するように構成された第1放射源と;
前記第2放射を生成するように構成された第2放射源と;
第1シード放射および第2シード放射に光学的結合された波長マルチプレクサとを含む、
請求項34記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、前記第1放射源と前記第2放射源のうちの少なくとも一方に光学的結合さ
れ、
前記論理と前記制御装置のうちの少なくとも一方は、前記マルチプレクサに結合された記第1放射と前記第2放射の量の比率を制御するように構成される、
請求項36記載の波長変換光学システム。 - 前記第2放射は、所定波長範囲内にあって、前記第2放射は、前記光増幅器によって増幅されるようになっている、
請求項37記載の波長変換光学システム。 - 前記波長変換光学システムは更に、複屈折素子を含み、
前記複屈折素子は、前記光増幅器と前記波長変換器との間に光学的結合され、且つ調節
可能である、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、調節可能な複屈折素子に結合され、
前記論理と前記制御装置のうちの少なくとも一方は、調節可能な複屈折素子によって伝送される偏光を調整するように構成される、
請求項39記載の波長変換光学システム。 - 前記シード源は、パルスの間欠バーストの形式でシードパルスを生成するように構成される、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記論理は、pulse−to−pulseベースでパルス周期を制御するように構成される、
請求項29記載の波長変換光学システム。 - 前記シード源からのシード放射のパルス波形は、前記光増幅器内で生じ得るパルスの歪
を補償するために事前に変形される、
請求項29記載の波長変換光学システム。
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