JP5376652B2 - Laser apparatus and laser amplification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー光源から発した超短パルスレーザーを増幅し、高強度の超短パルスレーザーを出力するレーザー装置の構成に関する。また、これに用いられるレーザー増幅方法に関する。 The present invention relates to a configuration of a laser apparatus that amplifies an ultrashort pulse laser emitted from a laser light source and outputs a high-intensity ultrashort pulse laser. Moreover, it is related with the laser amplification method used for this.
レーザー光は、計測や加工等、様々な分野で広く用いられているが、その中でも、短い時間で高強度のレーザー光をパルス状に発振するパルスレーザーは、様々な分野で使用されている。特にこうしたパルスレーザーの中でも、数十フェムト秒（ｆｓ：１ｆｓ＝１０−１５ｓ）程度以下と極端に短いパルス幅（発振時間）内でそのパワーを集中的に発する超短パルスレーザー光が近年得られるようになった。例えばレーザー加工においては、こうした超短パルスレーザー光を用いることにより、極端に短い時間内においてのみ局所的に試料に強い熱的効果を与えるため、試料全体における温度の上昇を起こさずに精密な加工ができる。従って、超短パルスレーザー光は、極めて有効である。 Laser light is widely used in various fields such as measurement and processing. Among them, pulse lasers that oscillate high-intensity laser light in a short time in a short time are used in various fields. Among such pulse lasers, in particular, ultra-short pulse laser light that intensively emits its power within an extremely short pulse width (oscillation time) of about tens of femtoseconds (fs: 1 fs = 10 −15 s) or less has recently been obtained. It came to be able to. For example, in laser processing, by using such an ultrashort pulse laser beam, a strong thermal effect is locally applied to the sample only within an extremely short time, so that precise processing is performed without causing a temperature rise in the entire sample. Can do. Therefore, ultrashort pulse laser light is extremely effective.
高強度のパルスレーザー光を得るためには、レーザー光源が発振した超短パルスレーザー光を、増幅媒質で構成されたレーザー増幅器中で増幅し、高強度とすることが必要になる。しかしながら、広く用いられている安価なＣＯ２レーザーやＹＡＧレーザー等とは異なり、こうした超短パルスレーザーにおいては、上記のパルス幅内におけるレーザー光のピーク強度を極めて高くする必要がある。こうした場合、ピーク強度が高すぎて、レーザー増幅器にこのパルスレーザー光を入射させても正常な増幅が行われない、あるいは増幅媒質が損傷するという問題が発生する。このため、超短パルス幅で高いピーク強度をもつパルスレーザー光を得るためには特別な工夫が必要となり、例えば特許文献１に記載されるＣＰＡ（Ｃｈｉｒｐｅｄ Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法という手法が用いられている。ＣＰＡ法においては、入射したパルスレーザー光のパルスをチャープする（光学材料の分散特性を利用してパルス幅を制御する）技術が用いられ、これによってレーザー増幅器で適切な増幅が行えるようなピーク強度とされた後に増幅が行われる。 In order to obtain a high-intensity pulsed laser beam, it is necessary to amplify the ultrashort pulsed laser beam oscillated by the laser light source in a laser amplifier composed of an amplification medium to obtain a high intensity. However, unlike the widely used inexpensive CO 2 laser, YAG laser, and the like, in such an ultrashort pulse laser, it is necessary to extremely increase the peak intensity of the laser beam within the above pulse width. In such a case, there is a problem that the peak intensity is too high and normal amplification is not performed even if this pulse laser beam is incident on the laser amplifier, or the amplification medium is damaged. For this reason, in order to obtain a pulsed laser beam having an ultrashort pulse width and a high peak intensity, a special device is required. For example, a technique called a CPA (Chirped Pulse Amplification) method described in Patent Document 1 is used. . In the CPA method, a technique of chirping the pulse of incident pulsed laser light (controlling the pulse width using the dispersion characteristics of the optical material) is used, so that the peak intensity can be appropriately amplified by the laser amplifier. After that, amplification is performed.
図６は、ＣＰＡ法を用いてパルスレーザー光を増幅するレーザー装置の構成及び原理を示す図である。ここで、図６上は、このレーザー装置の構成を示し、図６下の表は、図６上に示された各構成要素を通過後（図中（１１）〜（１４）で表示）のパルスレーザー光のパルス波形（横軸：時間）を単純化して示す。ここで発振されるパルスレーザー光の波長は、広がりをもつ。図６下の表の上段においては、このパルスレーザー光の出力エネルギーを縦軸とし、下段においては、３種類の波長（λ）毎に見たこの出力を縦軸として示している。従って、この表の上段における出力は、下段における波長毎の出力を波長について積分したものとなる。なお、この波長については、下側で短く、上側で長い３種類について模式的に示しているが、実際にはパルスレーザー光は連続的なスペクトルをもつ。 FIG. 6 is a diagram showing the configuration and principle of a laser apparatus that amplifies pulsed laser light using the CPA method. Here, the upper part of FIG. 6 shows the configuration of the laser device, and the lower table of FIG. 6 shows the components after passing through the constituent elements shown in FIG. 6 (indicated by (11) to (14) in the figure). The pulse waveform (horizontal axis: time) of the pulse laser beam is shown in a simplified manner. The wavelength of the pulsed laser light oscillated here has a broadening. In the upper part of the table in the lower part of FIG. 6, the output energy of this pulsed laser beam is shown on the vertical axis, and in the lower part, this output seen for each of the three types of wavelengths (λ) is shown on the vertical axis. Therefore, the output in the upper part of this table is obtained by integrating the output for each wavelength in the lower part with respect to the wavelength. In addition, about this wavelength, although it has shown typically about three types with short on the lower side and long on the upper side, a pulse laser beam has a continuous spectrum in fact.
このレーザー装置においては、まず、レーザー発振器９１が、図６に示される形状の増幅前のパルスレーザー光（１１）を発振する。このパルスレーザー光を波長λ毎に見ても、その発振波形は図６中の（１１）に示されるように、その上段の波形と下段の３種類の波形はいずれも相似形である。すなわち、パルスの立ち上がり、立ち下がりタイミングは同一である。 In this laser apparatus, first, the laser oscillator 91 oscillates the pulse laser beam (11) before amplification having the shape shown in FIG. Even when this pulsed laser beam is viewed for each wavelength λ, the oscillation waveform thereof is shown by (11) in FIG. 6, and the upper waveform and the lower waveform are all similar. That is, the rise and fall timings of the pulse are the same.
このパルスレーザー光がパルス伸張器９２に入射する。パルス伸張器９２は、例えば屈折率に正の分散特性を有する光学材料で構成され、短波長側では長波長側よりも大きな屈折率を有する。従って、短波長側では光の伝搬速度が低下するため、パルス伸張器９２を通過後の出力（１２）においては、短波長側でのパルスの到着は長波長側よりも遅れ、いわゆる正にチャープされた状態となる（図６中の表（１２）下段）。従って、これを通過後のパルスレーザー光の出力（図６中の表（１２）上段）のパルス幅は、通過前と比べて広くなる。また、単一のパルスで放射される全エネルギーは増大しないため、このパルスレーザー光のピーク強度はこれに応じて低くなる。すなわち、このパルス伸張器９２を通過後には、パルスレーザー光のパルス幅が長くなり、ピーク強度が低くなる。 This pulse laser beam is incident on the pulse stretcher 92. The pulse stretcher 92 is made of, for example, an optical material having a positive dispersion characteristic in the refractive index, and has a larger refractive index on the short wavelength side than on the long wavelength side. Therefore, since the light propagation speed is reduced on the short wavelength side, the arrival of the pulse on the short wavelength side is delayed from the long wavelength side in the output (12) after passing through the pulse stretcher 92, so-called chirping is performed. (The lower part of Table (12) in FIG. 6). Therefore, the pulse width of the output of the pulse laser light after passing through this (the upper stage of table (12) in FIG. 6) becomes wider than before the passage. In addition, since the total energy emitted by a single pulse does not increase, the peak intensity of this pulsed laser light decreases accordingly. That is, after passing through the pulse stretcher 92, the pulse width of the pulse laser beam becomes longer and the peak intensity becomes lower.
このパルスレーザー光は、増幅媒質で構成されたレーザー増幅器９３に入射し、ここで増幅される。ここで入射するパルスレーザー光においては、レーザー発振器９１から発振直後と比べてピーク強度が低下しているため、増幅媒質の損傷を発生させずに、適正に増幅を行うことができる。従って、図６中の表（１３）に示されるように、レーザー増幅器９３に入射前の波形を忠実に保ち、ピーク強度が増大したパルスレーザー光が得られる。この増幅は波長によらずに一様に行われるため、増幅されたパルス形状は、波長に関する積分値（上段）においても、波長毎の出力（下段）についても同様である。 This pulsed laser light enters a laser amplifier 93 composed of an amplification medium and is amplified here. The incident pulsed laser light has a peak intensity lower than that immediately after oscillation from the laser oscillator 91, so that it can be appropriately amplified without causing damage to the amplification medium. Therefore, as shown in the table (13) in FIG. 6, a pulse laser beam having a peak intensity increased while maintaining the waveform before incidence in the laser amplifier 93 is obtained. Since this amplification is performed uniformly regardless of the wavelength, the amplified pulse shape is the same for the integrated value (upper) of the wavelength and the output for each wavelength (lower).
次に、増幅されたパルスレーザー光は、パルス圧縮器９４に入射する。パルス圧縮器９４も屈折率に分散特性を有する光学材料で構成されるが、その特性はパルス伸張器９２と逆、すなわち、長波長側で短波長側よりも大きな屈折率（負の分散特性）を有する。従って、これを通過後には、長波長側でのパルスの到着は、短波長側よりも遅れ、入射光を、前記と逆のいわゆる負にチャープされた状態とすることができる。従って、このパルス圧縮器９４に正にチャープされたパルスレーザー光を通過させれば、パルス伸張器９２で発生したパルス遅延を補償することができ、図６中の表（１４）下段に示されるように、各波長毎のパルス発振タイミングを再び統一させることができる。この積分結果が図６中の表（１４）上段に示す波形である。すなわち、パルス幅は再び短くなり、増幅前のパルスレーザー光（１１）と等しくなっている。この際、各波長毎に増幅された出力（図６中の表（１４）下段）は同一タイミングで出力されるため、そのピーク強度は高くなる。すなわち、増幅前のパルスレーザー光（１１）と同じ超短パルス幅で高いピーク強度をもつパルスレーザー光（１４）が出力される。 Next, the amplified pulsed laser light is incident on the pulse compressor 94. The pulse compressor 94 is also composed of an optical material having a dispersion characteristic in the refractive index, but the characteristic is opposite to that of the pulse stretcher 92, that is, the refractive index (negative dispersion characteristic) larger on the long wavelength side than on the short wavelength side. Have Therefore, after passing through this, the arrival of the pulse on the long wavelength side is delayed from that on the short wavelength side, and the incident light can be brought into a negatively chirped state opposite to the above. Therefore, if the pulse laser beam positively chirped is passed through the pulse compressor 94, the pulse delay generated by the pulse stretcher 92 can be compensated, and is shown in the lower part of Table (14) in FIG. Thus, the pulse oscillation timing for each wavelength can be unified again. This integration result is the waveform shown in the upper part of Table (14) in FIG. That is, the pulse width is shortened again and is equal to the pulse laser beam (11) before amplification. At this time, the output amplified for each wavelength (table (14) lower stage in FIG. 6) is output at the same timing, so that the peak intensity becomes high. That is, the pulse laser beam (14) having the same ultrashort pulse width as that of the pulse laser beam (11) before amplification and having a high peak intensity is output.
従って、ＣＰＡ法を用いて、高強度の超短パルスレーザーを得ることができる。 Therefore, a high-intensity ultrashort pulse laser can be obtained using the CPA method.
更に、特許文献２には、上記のレーザー増幅器９３において特に光パラメトリック増幅をパルスレーザー光の増幅に用いたＯＰＣＰＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ｃｈｉｒｐｅｄ Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法が有効であることが記載されている。この方法によれば、例えばＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４）結晶を増幅媒質として用いた場合に、高い増幅利得を得ると同時に、レーザー増幅器の大きさを特に小さくすることができ、装置全体をコンパクト化することができる。 Further, Patent Document 2 describes that an optical parametric amplified pulse amplification (OPPCA) method using optical parametric amplification for amplification of pulsed laser light is effective in the laser amplifier 93 described above. According to this method, for example, when a BBO (β-BaB 2 O 4 ) crystal is used as an amplification medium, a high amplification gain can be obtained, and at the same time, the size of the laser amplifier can be particularly reduced, and the entire apparatus can be reduced. It can be made compact.
しかしながら、こうした構成を用いた場合でも、超短パルスレーザーを発振するレーザー装置の構成は、従来より広く用いられているＣＯ２レーザーやＹＡＧレーザー等と比べて複雑であり、その構成要素の数が多くなっていた。従って、こうしたレーザー装置は高価であった。 However, even when such a configuration is used, the configuration of a laser device that oscillates an ultrashort pulse laser is more complicated than that of a conventionally used CO 2 laser, YAG laser, etc., and the number of components is small. It was a lot. Therefore, such a laser device is expensive.
また、レーザー装置に限らず、光学装置がその性能を充分に発揮するためには、各構成要素間のアライメントが高精度でなされていることが必要である。構成要素の数が多い場合、アライメントを高精度で保つ必要のある箇所が増大するため、安定して高性能を発揮させることも困難となる。従って、高性能を安定して維持するという観点からも、構成を単純化することは重要である。 Further, not only the laser device but also the optical device needs to be aligned with high accuracy so that the optical device can sufficiently exhibit its performance. When the number of components is large, the number of locations where alignment needs to be maintained with high accuracy increases, and it is difficult to stably exhibit high performance. Therefore, it is important to simplify the configuration from the viewpoint of stably maintaining high performance.
こうしたレーザー装置の構成が複雑となる大きな原因は、パルスの伸張を行った場合には、その後に再びパルスの圧縮を行うことが必要であることである。すなわち、パルス伸張器とパルス圧縮器を共に備えることが必要であるために、構成要素が多くなった。 A major cause of the complexity of the configuration of such a laser device is that when the pulse is expanded, it is necessary to compress the pulse again thereafter. That is, since it is necessary to provide both a pulse stretcher and a pulse compressor, the number of components has increased.
従って、パルスレーザー光におけるパルスの伸張・圧縮を行うレーザー装置の構成を単純化することは困難であった。 Therefore, it has been difficult to simplify the configuration of a laser apparatus that performs pulse expansion / compression in pulsed laser light.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an invention that solves the above problems.
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のレーザー装置は、レーザー光源から発したパルスレーザー光を増幅して出力するレーザー装置であって、チャープされた前記パルスレーザー光をシグナル光とし、該シグナル光と共にポンプ光が入射され、増幅された前記シグナル光と、前記シグナル光と逆方向にチャープされたアイドラー光とを出力する光パラメトリック増幅器と、屈折率に分散特性をもつ光学材料で構成され、前記光パラメトリック増幅器に入射する前の前記パルスレーザー光、及び前記アイドラー光をチャープさせるパルス伸張・圧縮器と、を具備することを特徴とする。
本発明のレーザー装置において、前記ポンプ光は、前記パルス伸張・圧縮器に入射前の前記パルスレーザー光を分岐させて生成されることを特徴とする。
本発明のレーザー装置において、前記パルス伸張・圧縮器は、前記パルスレーザー光を正にチャープすることを特徴とする。
本発明のレーザー増幅方法は、レーザー光源から発したパルスレーザー光を増幅して出力するレーザー増幅方法であって、屈折率に分散特性をもつ光学材料で構成されたパルス伸張・圧縮器に、前記パルスレーザー光を透過させることによって前記パルスレーザー光をチャープし、前記チャープされたパルスレーザー光をシグナル光とし、ポンプ光と共に光パラメトリック増幅器に入射させ、該光パラメトリック増幅器が出力したアイドラー光を、前記パルス伸張・圧縮器に透過させることによって、前記アイドラー光を前記パルスレーザー光と逆方向にチャープし、出力することを特徴とする。
本発明のレーザー増幅方法は、前記パルス伸張・圧縮器に入射前の前記パルスレーザー光を分岐させて前記ポンプ光を生成することを特徴とする。
本発明のレーザー増幅方法において、前記パルス伸張・圧縮器は、前記パルスレーザー光を正にチャープすることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations .
The laser device of the present invention is a laser device that amplifies and outputs pulsed laser light emitted from a laser light source. The chirped pulsed laser light is used as signal light, and pump light is incident along with the signal light to be amplified. The optical parametric amplifier that outputs the signal light and the idler light chirped in the opposite direction to the signal light, and an optical material having a dispersion characteristic in the refractive index, and before entering the optical parametric amplifier And a pulse stretcher / compressor for chirping the pulsed laser light and the idler light.
In the laser apparatus of the present invention, the pump light is generated by branching the pulse laser light before being incident on the pulse stretcher / compressor.
In the laser apparatus of the present invention, the pulse stretcher / compressor chirps the pulse laser beam positively.
The laser amplification method of the present invention is a laser amplification method for amplifying and outputting a pulsed laser beam emitted from a laser light source, wherein the pulse stretching / compressor composed of an optical material having dispersion characteristics in the refractive index The pulsed laser beam is chirped by transmitting the pulsed laser beam, the chirped pulsed laser beam is used as signal light, is incident on the optical parametric amplifier together with the pump light, and the idler light output from the optical parametric amplifier is The idler light is chirped in the opposite direction to the pulsed laser light by being transmitted through a pulse stretcher / compressor, and is output.
The laser amplification method of the present invention is characterized in that the pump laser beam is generated by branching the pulse laser beam before being incident on the pulse stretcher / compressor.
In the laser amplification method of the present invention, the pulse stretcher / compressor positively chirps the pulse laser beam.
本発明は以上のように構成されているので、パルスレーザー光におけるパルスの伸張・圧縮を行うレーザー装置の構成を単純化することができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to simplify the configuration of a laser apparatus that performs pulse expansion / compression in pulsed laser light.
以下、本発明の実施の形態に係るレーザー装置について説明する。図１は、このレーザー装置１０の構成を示す図である。このレーザー装置１０においては、レーザー発振器１１が発振した超短パルスレーザー光を増幅して、高強度の超短パルスレーザーを出力する。この際、以下に説明するレーザー増幅方法を用い、超短パルス幅で高いピーク強度をもつパルスレーザー光を出力する。 Hereinafter, a laser apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the laser device 10. In the laser apparatus 10, the ultrashort pulse laser light oscillated by the laser oscillator 11 is amplified, and a high-intensity ultrashort pulse laser is output. At this time, a laser amplification method described below is used to output a pulsed laser beam having an ultrashort pulse width and a high peak intensity.
図２に、このレーザー装置１０における各構成要素を通過後のパルスレーザー光のパルス波形（横軸：時間）を、図１中の（１）〜（５）に対応させ、単純化して示す。レーザー発振器１１が発振するパルスレーザー光の波長は、広がりをもつ。図２の表の上段においては、このパルスレーザー光の出力エネルギーを縦軸とし、下段においては、これを３種類の波長（λ）毎に見た出力を縦軸として示している。従って、この表の上段における出力は、下段に示された波長毎の出力を波長について積分したものとなる。なお、この波長については、下側で短く、上側で長い３種類について模式的に示しているが、実際にはパルスレーザー光は連続的なスペクトルをもつ。以下では、このレーザー装置１０の動作原理を、これらの波形に基づいて説明する。 FIG. 2 shows the pulse waveform (horizontal axis: time) of the pulse laser beam after passing through each component in the laser apparatus 10 in a simplified manner corresponding to (1) to (5) in FIG. The wavelength of the pulsed laser light oscillated by the laser oscillator 11 has a broadening. In the upper part of the table of FIG. 2, the output energy of the pulse laser beam is indicated on the vertical axis, and in the lower part, the output obtained by viewing each of the three types of wavelengths (λ) is indicated on the vertical axis. Therefore, the output in the upper part of this table is obtained by integrating the output for each wavelength shown in the lower part with respect to the wavelength. In addition, about this wavelength, although it has shown typically about three types with short on the lower side and long on the upper side, a pulse laser beam has a continuous spectrum in fact. Below, the principle of operation of this laser apparatus 10 is demonstrated based on these waveforms.
図１において、レーザー発振器１１としては、例えばチタンサファイアレーザー発振器（中心波長１０２０ｎｍ）が用いられる。これによって発振されるパルスレーザー光の発振パルス幅は数十ｆｓ程度であり、波長にも広がりをもつ。レーザー発振器１１が発振した直後のパルスレーザー光強度及びその波長毎の強度は、図２の（１）に示され、いずれも同じタイミングで立ち上がり、立ち下がる相似形をなしている。すなわち、波長毎の出力（図２下段）で見た場合でも、立ち上がり、立ち下がりが同一タイミングとなる。このパルスレーザー光が以降で増幅され、高強度となって出力される。 In FIG. 1, as the laser oscillator 11, for example, a titanium sapphire laser oscillator (center wavelength: 1020 nm) is used. The oscillation pulse width of the pulsed laser light oscillated thereby is about several tens of fs, and the wavelength is also widened. The intensity of the pulse laser beam immediately after the laser oscillator 11 oscillates and the intensity for each wavelength are shown in FIG. 2 (1), and both have similar shapes that rise and fall at the same timing. That is, even when viewed at the output for each wavelength (the lower part of FIG. 2), the rise and fall are the same timing. This pulsed laser beam is amplified later and output with high intensity.
このパルスレーザー光は、パルス伸張・圧縮器１２に入射する。パルス伸張・圧縮器１２は、屈折率に分散特性（正の分散）を有する光学材料で構成され、上記のパルスレーザー光の短波長側では、長波長側よりも大きな屈折率を有する。具体的には、この光学材料としてＳＦ１１等の光学ガラス材料を用いることができる。短波長側では屈折率が大きくなるため、光の伝搬速度が低下し、パルス伸張・圧縮器１２通過後には、長波長側と比べてパルスが遅延する、いわゆる正にチャープされた状態となる。従って、これを通過後の波長毎の波形は図２（２）の下段の通りとなり、これを波長で積分した出力（図２（２）上段）におけるパルス幅は長くなる。すなわち、パルス伸張・圧縮器１２を通過させることによってこのパルスレーザー光は伸張する。また、この際に、また、単一のパルスで放射される全エネルギーは増大しないため、パルスレーザー光のピーク強度は、パルス幅が伸張した分だけ低下する。以上の動作は、従来より知られるＣＰＡ法と同様である。 This pulsed laser light is incident on the pulse stretcher / compressor 12. The pulse stretcher / compressor 12 is made of an optical material having dispersion characteristics (positive dispersion) in the refractive index, and has a larger refractive index on the short wavelength side of the pulse laser light than on the long wavelength side. Specifically, an optical glass material such as SF11 can be used as the optical material. Since the refractive index increases on the short wavelength side, the light propagation speed decreases, and after passing through the pulse stretcher / compressor 12, the pulse is delayed compared to the long wavelength side, so-called positively chirped. Therefore, the waveform for each wavelength after passing through this is as shown in the lower part of FIG. 2 (2), and the pulse width in the output (the upper part of FIG. 2 (2)) obtained by integrating this with the wavelength becomes longer. That is, the pulse laser beam is extended by passing through the pulse extension / compressor 12. At this time, since the total energy emitted by a single pulse does not increase, the peak intensity of the pulse laser beam decreases by the amount of the pulse width extension. The above operation is the same as the conventionally known CPA method.
このパルスレーザー光は、光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１３に入射する。光パラメトリック増幅器１３は、例えば特許文献２に記載されるものと同様であり、例えば厚さ７ｍｍ程度の非線形光学材料であるＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４）で構成される。ＯＰＡ１３は、入射光（シグナル光）と共にポンプ光を入射させることによってポンプ光のエネルギーをシグナル光に移行させ、増幅されたシグナル光と、一般的にはこれと異なる波長のアイドラー光とを出力する。従って、ポンプ光がオンとされている間だけこの増幅を行う。このポンプ光としてもパルスレーザー光を用いることができるが、そのパルス幅はここで出力する超短パルスレーザー光のパルス幅よりも長くてもよい。従って、このポンプ光は適宜設定することができ、例えば、図１中の（１）の箇所のパルスレーザー光、すなわち、伸張前のパルスレーザー光を分岐して取り出し、適宜作成して用いることもできる。なお、アイドラー光の強度もシグナル光と同程度に高くなっている。 This pulsed laser light is incident on an optical parametric amplifier (OPA) 13. The optical parametric amplifier 13 is the same as that described in Patent Document 2, for example, and is made of BBO (β-BaB 2 O 4 ), which is a nonlinear optical material having a thickness of about 7 mm, for example. The OPA 13 causes the energy of the pump light to shift to the signal light by making the pump light incident together with the incident light (signal light), and outputs the amplified signal light and generally idler light having a wavelength different from this. . Therefore, this amplification is performed only while the pump light is on. A pulse laser beam can also be used as this pump beam, but the pulse width may be longer than the pulse width of the ultrashort pulse laser beam output here. Therefore, the pump light can be set as appropriate. For example, the pulse laser light at the position (1) in FIG. 1, that is, the pulse laser light before stretching is branched and extracted, and can be appropriately created and used. it can. Note that the intensity of idler light is as high as that of signal light.
ＯＰＡ１３に入射したシグナル光が正にチャープされている場合には、増幅されたシグナル光が、そのまま正にチャープされた状態で出力される。一方で、ＯＰＡ３０では位相整合条件が成立し、アイドラー光の偶数次数の分散の符号は、シグナル光と逆になるため、アイドラー光とシグナル光の位相が逆転するという現象が生ずる。従って、例えばＡ．Ｐｉｓｋａｒｓｋａｓ、Ａ．Ｓｔａｂｉｎｉｓ、ａｎｄ Ａ．Ｙａｎｋａｕｓｋａｓ、”Ｐｈａｓｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ｉｎ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ ｌｉｇｈｔ ｐｕｌｓｅｓ”、Ｓｏｖｉｅｔ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｕｓｐｅｋｈｉ、１９８６年、ｖｏｌ．２９、ｐ８６９に記載されているように、アイドラー光は、シグナル光とは逆に負へチャープされた形態で出力される。すなわち、ＯＰＡ１３からは、図２（３）に示す増幅されたシグナル光が出力されると共に、図２（４）にその波形を示すアイドラー光も出力される。増幅されたシグナル光（３）における波長毎の波形は、ＯＰＡ１３に入射前の波形と同様に、短波長側で遅延した状態（正にチャープされた状態）となっているが、アイドラー光（４）の波形は、これと逆に、長波長側で遅延し、パルス立ち上がり直後で短波長化した状態（負にチャープされた状態）となっている。また、アイドラー光のピーク強度も、シグナル光のピーク強度と同様に、入射光よりも高くなっている。 When the signal light incident on the OPA 13 is positively chirped, the amplified signal light is output in a state of being positively chirped as it is. On the other hand, in OPA30, the phase matching condition is satisfied, and the sign of the even-order dispersion of the idler light is opposite to that of the signal light, so that the phase of the idler light and the signal light is reversed. Thus, for example, A. Piskarskas, A.M. Stabinis, and A.M. Yankauskas, “Phase phenomena in parametric amplifiers and generators of ultrashort light pulses”, Soviet Physics Uspeki, 1986, vol. 29, p869, idler light is output in a form chirped negatively, contrary to signal light. That is, the amplified signal light shown in FIG. 2 (3) is outputted from the OPA 13, and idler light whose waveform is shown in FIG. 2 (4) is also outputted. The waveform for each wavelength in the amplified signal light (3) is in a state of being delayed on the short wavelength side (positively chirped state), similar to the waveform before being incident on the OPA 13, but idler light (4 On the contrary, the waveform of) is delayed on the long wavelength side and shortened immediately after the rise of the pulse (a state of being negatively chirped). Also, the peak intensity of idler light is higher than that of incident light, similarly to the peak intensity of signal light.
レーザー装置１０においては、出力光を生成するために、増幅されたシグナル光（３）は用いずに、従来使用されていなかったアイドラー光（４）を用いる。 In the laser apparatus 10, in order to generate output light, idler light (4) that has not been used conventionally is used instead of amplified signal light (3).
このアイドラー光は、前記と同一のパルス伸張・圧縮器１２に入射する。前記と同様に、このアイドラー光においては、長波長側と比べて短波長側が遅延する。従って、図２の（５）に示すように、このアイドラー光がパルス伸張・圧縮器１２を通過後の波形は正にチャープされ、長波長側でのパルスの遅延が補償される。 This idler light is incident on the same pulse stretcher / compressor 12 as described above. Similar to the above, in this idler light, the short wavelength side is delayed compared to the long wavelength side. Therefore, as shown in (5) of FIG. 2, the waveform of the idler light after passing through the pulse stretcher / compressor 12 is chirped positively, and the delay of the pulse on the long wavelength side is compensated.
すなわち、このレーザー装置１０においては、パルスレーザー光が先にパルス伸張・圧縮器１２を通過した際に正にチャープされ、これがその後にＯＰＡ１３を通過した際に、負に逆転してチャープされたアイドラー光が出力される。このアイドラー光を、同一のパルス伸張・圧縮器１２が再び正にチャープすることによって、波長毎の遅延が補償され、チャープされていない状態に戻る。従って、図２（５）の下段に示すように、全ての波長におけるパルスの立ち上がりと立ち下がりは同一タイミングとなり、波長について積分した強度（図２（５）中段）におけるパルス幅は再び短くなり、レーザー発振器１１が発振した直後の状態と等しくすることができる。ただし、このパルスレーザー光のピーク強度は、ＯＰＡ１３によって、レーザー発振器１１が発振した直後よりも高くなっている。従って、このパルスレーザー光を出力として取り出せば、高出力の超短パルスレーザーを得ることができる。 That is, in this laser apparatus 10, the pulsed laser beam is positively chirped when it first passes through the pulse stretcher / compressor 12, and then when it passes through the OPA 13, it is negatively reversed and chirped. Light is output. The same pulse stretcher / compressor 12 again chirps the idler light positively, so that the delay for each wavelength is compensated and the state is returned to the state where it is not chirped. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 2 (5), the rise and fall of the pulse at all wavelengths are at the same timing, and the pulse width at the intensity integrated with respect to the wavelength (middle part of FIG. 2 (5)) is shortened again. It can be made equal to the state immediately after the laser oscillator 11 oscillates. However, the peak intensity of the pulse laser beam is higher than that immediately after the laser oscillator 11 oscillates due to the OPA 13. Therefore, if this pulse laser beam is taken out as an output, a high output ultrashort pulse laser can be obtained.
以上により、このレーザー装置１０によって、レーザー発振器１１が発した超短パルスレーザー光を増幅し、高強度の超短パルスレーザーを出力させることができる。この際、図６に示した従来のレーザー装置９０と比較して、パルス伸張器とパルス圧縮器とを兼用とした単一のパルス伸張・圧縮器１２を用いているため、装置構成が単純となり、低コスト化が図れる。更に、特許文献２に記載されるように、パルスレーザー光の増幅にＯＰＡ１３を用いているため、装置を小型化することもできる。 As described above, the laser apparatus 10 can amplify the ultrashort pulse laser beam emitted from the laser oscillator 11 and output a high-intensity ultrashort pulse laser. At this time, as compared with the conventional laser device 90 shown in FIG. 6, since the single pulse stretcher / compressor 12 serving both as a pulse stretcher and a pulse compressor is used, the configuration of the device becomes simple. Cost reduction can be achieved. Furthermore, as described in Patent Document 2, since the OPA 13 is used for amplification of the pulse laser beam, the apparatus can be downsized.
また、図６に示した従来のレーザー装置においては、その性能を発揮するためには、各構成要素間のアライメント精度を高く保つことが必要である。例えば、レーザー発振器９１とパルス伸張器９２間、パルス伸張器９２とレーザー増幅器９３間、レーザー増幅器９３とパルス圧縮器９４間、のぞれぞれのアライメントを正確に行い、かつこれらの精度を常に正確に保つ必要がある。ところが、こうしたアライメント精度は動作環境によって劣化しやすく、これによって本来の性能が発揮できなくなる場合がある。こうした状況は、特にこのレーザー装置を移動させて使用する場合に顕著である。 Further, in the conventional laser apparatus shown in FIG. 6, it is necessary to keep the alignment accuracy between the components high in order to exhibit the performance. For example, the laser oscillator 91 and the pulse stretcher 92, the pulse stretcher 92 and the laser amplifier 93, the laser amplifier 93 and the pulse compressor 94 are accurately aligned, and the accuracy is always maintained. Need to keep accurate. However, such alignment accuracy is likely to be deteriorated depending on the operating environment, and the original performance may not be exhibited. Such a situation is particularly noticeable when the laser apparatus is moved and used.
これに対して、このレーザー装置１０においては、構成要素が減少した分だけ、こうした高い精度が必要な箇所が減少する。従って、このレーザー装置１０を持ち運んで使用する際にも、安定して性能を発揮することができ、環境の変動に際しても安定に動作させることが可能である。 On the other hand, in the laser apparatus 10, the number of parts that require such high accuracy is reduced by the amount of reduction in the number of components. Accordingly, even when the laser apparatus 10 is carried and used, the performance can be stably exhibited, and the laser apparatus 10 can be stably operated even when the environment changes.
なお、上記の例では、パルスレーザー光を初めに正にチャープして伸張し、後でこれを圧縮する例につき記載した。しかしながら、逆の場合、すなわち、初めに負にチャープして後でこれを圧縮する場合（パルス伸張・圧縮器１２において、パルスレーザー光の長波長側でパルス遅延を生じさせる場合）においても、同様の効果を奏することは明らかである。 In the above example, an example is described in which the pulse laser beam is first chirped positively and expanded, and then compressed. However, in the reverse case, that is, in the case where the negative chirp is first performed and then compressed later (in the case of generating a pulse delay on the long wavelength side of the pulse laser beam in the pulse stretcher / compressor 12), the same applies. It is clear that the effects of
この際、複数の光学素子（回折格子やプリズム等）を組み合わせることにより、正負のチャープを実現することができることが知られており、これによってパルス伸張・圧縮器１２を構成することもできる。ただし、正のチャープを起こすことができる材料としては前記のＳＦ１１等を初めとした多数が用いられるのに対し、負の分散特性をもつ光学材料は一般的ではなく、特に負のチャープを実現するためには、こうした回折格子対やプリズム対が用いられる場合が多い。 At this time, it is known that positive and negative chirps can be realized by combining a plurality of optical elements (diffraction gratings, prisms, etc.), whereby the pulse stretcher / compressor 12 can also be configured. However, many materials such as the above-described SF11 are used as materials capable of causing positive chirp, whereas optical materials having negative dispersion characteristics are not general, and in particular, negative chirp is realized. For this purpose, such diffraction grating pairs and prism pairs are often used.
従って、図６に示した従来のレーザー装置において、例えばＳＦ１１等の光学材料をパルス伸張器９２に用いた場合、こうした回折格子対等を用いてパルス圧縮器９４を構成することが必要になる場合が多い。こうした場合には、上記と同様に、これらの回折格子間のアライメントも更に重要になる。これに対して、上記のレーザー装置１０においては、ＳＦ１１等の光学材料で構成されたパルス伸張・圧縮器１２のみを用いればよいため、従来のレーザー装置９０と比べて、アライメント精度を維持すべき箇所は大幅に少なくなる。 Therefore, in the conventional laser apparatus shown in FIG. 6, when an optical material such as SF11 is used for the pulse stretcher 92, it may be necessary to configure the pulse compressor 94 using such a diffraction grating pair or the like. Many. In such a case, as described above, the alignment between these diffraction gratings becomes more important. On the other hand, in the laser apparatus 10 described above, since only the pulse stretcher / compressor 12 made of an optical material such as SF11 needs to be used, the alignment accuracy should be maintained as compared with the conventional laser apparatus 90. The number of places is greatly reduced.
（実施例）
以下では、実際に上記の構成を用いて超短パルスレーザー光を増幅させた簡単な実験結果について示す。
(Example)
In the following, a simple experimental result in which an ultrashort pulse laser beam is actually amplified using the above configuration will be described.
図３は、この実験に用いたレーザー装置の具体的構成を示す図である。レーザー発振器２１はモードロックチタンサファイアレーザー発振器であり、中心波長１０２０ｎｍ、パルス幅５７ｆｓのパルスレーザー光を発振し、この光が増幅され、出力された。このレーザー装置においては、このパルスレーザー光が増幅され、超短パルス幅かつ高いピーク強度で出力される。このパルスレーザー光は、ビームスプリッタ２２で２つに分割され、一方がＯＰＡにおけるポンプ光、他方がシグナル光として用いられた。 FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of the laser apparatus used in this experiment. The laser oscillator 21 is a mode-locked titanium sapphire laser oscillator that oscillates a pulse laser beam having a center wavelength of 1020 nm and a pulse width of 57 fs, and this light is amplified and output. In this laser apparatus, the pulse laser beam is amplified and output with an ultrashort pulse width and high peak intensity. This pulse laser beam was split into two by the beam splitter 22, one of which was used as the pump light in the OPA and the other was used as the signal light.
ポンプ光として用いられる側のパルスレーザー光は、パルス伸張用偏波保存ファイバ２３を通った後に、Ｙｂ添加ＹＬＦで構成された増幅媒質からなるレーザー増幅器２４で増幅された。その後、この光は回折格子対からなるパルス圧縮器２５で圧縮され、パルス幅が２ｐｓとされた後に、２倍波発生器２６を通り、半分の波長（５１０ｎｍ）に変換された。その後、この光は、反射鏡４０を介し、時間遅延調整用ライン２７を通り１ｍｍ程度の大きさにダウンコリメートされ、ＯＰＡ３０のポンプ光とされた。このポンプ光のエネルギーは０．９ｍＪであり、ＯＰＡ３０で増幅作用を充分に発揮させることができる。 The pulse laser beam on the side used as pump light was amplified by a laser amplifier 24 made of an amplification medium composed of Yb-added YLF after passing through a pulse-stretching polarization-maintaining fiber 23. Thereafter, this light was compressed by a pulse compressor 25 composed of a diffraction grating pair. After the pulse width was set to 2 ps, the light passed through the second harmonic generator 26 and was converted to a half wavelength (510 nm). After that, this light was down-collimated to a size of about 1 mm through the time delay adjusting line 27 via the reflecting mirror 40, and used as the pump light of the OPA 30. The energy of the pump light is 0.9 mJ, and the OPA30 can sufficiently exhibit the amplification effect.
シグナル光として用いられる側のパルスレーザー光は、反射鏡４１を介し、厚さ５０ｍｍのＳＦ１１からなるパルス伸張・圧縮器３１に入射し、正にチャープされた。この光は、反射鏡４２、４３を介し、ＯＰＡ３０のシグナル光とされた。この際、シグナル光のパルス幅は３９０ｆｓまで伸張されていた。 The pulse laser beam on the side used as the signal light was incident on the pulse stretcher / compressor 31 made of SF 11 having a thickness of 50 mm via the reflecting mirror 41 and was chirped positively. This light was converted to OPA30 signal light via the reflecting mirrors 42 and 43. At this time, the pulse width of the signal light was extended to 390 fs.
ＯＰＡ３０は、厚さ７ｍｍであるタイプＩのＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４）結晶からなる。このＯＰＡ３０に上記のポンプ光とシグナル光を交差角１．２°で入射させ、光パラメトリック増幅が行われた。ここでは、この際に発生したアイドラー光を反射鏡４４、４５を介して再びパルス伸張・圧縮器３１に入射させ、その出力光を取り出した。 The OPA 30 is made of type I BBO (β-BaB 2 O 4 ) crystal having a thickness of 7 mm. The pump light and the signal light were incident on the OPA 30 at a crossing angle of 1.2 °, and optical parametric amplification was performed. Here, the idler light generated at this time is incident again on the pulse stretcher / compressor 31 via the reflecting mirrors 44 and 45, and the output light is extracted.
シングルショット自己相関器でこの出力光の自己相関波形を測定した結果が図４である。ここでは、比較対照として、パルス伸張・圧縮器３１に入射前のアイドラー光の測定結果も同時に示している。この結果より、パルス伸張・圧縮器３１によってアイドラー光のパルス圧縮が行われていることが確認できる。また、増幅の利得は３×１０３程度であり、１パルス当たり６μＪの出力が得られた。 The result of measuring the autocorrelation waveform of this output light with a single shot autocorrelator is shown in FIG. Here, as a comparison, the measurement result of idler light before entering the pulse stretcher / compressor 31 is also shown. From this result, it can be confirmed that pulse compression of idler light is performed by the pulse stretcher / compressor 31. The amplification gain was about 3 × 10 3 , and an output of 6 μJ per pulse was obtained.
なお、図４の結果において、入射前のパルス半値幅が２７０ｆｓであったのに対し、出力光のパルス半値幅は７４ｆｓであり、パルス伸張・圧縮器３１によって圧縮はされているが、元のパルス幅（５７ｆｓ）よりもわずかに広くなっている。また、シグナル光（増幅前）のスペクトルと出力光のスペクトルを測定した結果を図５に示す。この結果より、出力光が、増幅前の光と比べて４０ｎｍ程度短波長化していることが確認できる。これらの差異は、上記の単純化した実験装置においては、ＯＰＡ３０におけるシグナル光とポンプ光の交差角度を１．２°としたことに起因する。この角度を平行（０°）に近くすることによって、出力光のパルス幅及び波長を元のパルス幅及び波長に更に近づけることが可能である。 In the result of FIG. 4, the pulse half-width before incidence is 270 fs, whereas the pulse half-width of the output light is 74 fs and is compressed by the pulse stretcher / compressor 31. It is slightly wider than the pulse width (57 fs). Moreover, the result of having measured the spectrum of signal light (before amplification) and the spectrum of output light is shown in FIG. From this result, it can be confirmed that the output light is shortened by about 40 nm compared to the light before amplification. These differences are attributed to the fact that the crossing angle between the signal light and the pump light in the OPA 30 is 1.2 ° in the above-described simplified experimental apparatus. By making this angle close to parallel (0 °), the pulse width and wavelength of the output light can be made closer to the original pulse width and wavelength.
更に、上記の単純化された実験装置においては、様々な箇所でパワーロスが生じており、これを改善することによって更なる利得の向上が見込まれる。例えば、パルス伸張・圧縮器３１やＯＰＡ３０等の表面に無反射コーティングを施すことにより、これらにおけるパワーロスを減少させ、より高い利得を得ることが可能である。 Furthermore, in the above-described simplified experimental apparatus, power loss occurs at various locations, and further improvement of the gain is expected by improving this. For example, by applying a non-reflective coating to the surface of the pulse stretcher / compressor 31, the OPA 30, or the like, it is possible to reduce the power loss and obtain a higher gain.
なお、ＯＰＡ３０から出力されるアイドラー光においてシグナル光から符号が反転するのは、偶数次数の分散だけであり、奇数次数の分散の符号は反転しない。従って、厳密に言えば、アイドラー光をパルス伸張・圧縮器３１に通した際には偶数次数の分散のみが補償される。一方で、奇数次数の分散は補償されずに増大し、この増大した成分の寄与分だけ出力光のパルス幅・波長は元のパルス幅・波長と相違することになる。しかしながら、例えば、ＳＦ１１をパルス伸張・圧縮器３１に用いた場合、これによるパルス伸張を５ｐｓ程度までの範囲とする場合には、その３次の分散は２次の分散と比べて無視できる程度である。従って、この場合には、パルス幅や波長の変化を無視できる程度としてパルスレーザー光の増幅を行うことができる。 In the idler light output from the OPA 30, the sign is inverted from the signal light only in the even-order dispersion, and the odd-order dispersion is not inverted. Therefore, strictly speaking, when idler light is passed through the pulse stretcher / compressor 31, only even-order dispersion is compensated. On the other hand, the odd-order dispersion increases without compensation, and the pulse width / wavelength of the output light differs from the original pulse width / wavelength by the contribution of the increased component. However, for example, when SF11 is used for the pulse stretcher / compressor 31, if the resulting pulse stretch is in the range of about 5 ps, the third-order dispersion is negligible compared to the second-order dispersion. is there. Therefore, in this case, the pulse laser beam can be amplified to such an extent that changes in pulse width and wavelength can be ignored.
また、上記の例では、超短パルスレーザーを出力する、あるいは超短パルスレーザー光をＯＰＣＰＡ法を用いて増幅する場合について記載した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、パルスレーザー光のパルス伸張・圧縮処理を行う全てのレーザー装置に対して適用できることは明らかである。すなわち、シグナル光とアイドラー光の位相が逆転するという性質を利用すれば、パルスレーザー光のパルス伸張と、アイドラー光のパルス圧縮とを単一の光学素子を用いて行うことができる。 In the above example, the case where an ultrashort pulse laser is output or the ultrashort pulse laser light is amplified using the OPCPA method is described. However, the present invention is not limited to this, and it is obvious that the present invention can be applied to all laser apparatuses that perform pulse stretching / compression processing of pulsed laser light. That is, if the property that the phases of the signal light and the idler light are reversed is utilized, the pulse expansion of the pulsed laser light and the pulse compression of the idler light can be performed using a single optical element.
また、上記の例では、チャープされたシグナル光と、チャープされていないポンプ光とをＯＰＡに入射させた場合について記載したが、この構成についても、同様の効果を奏する限りにおいて任意である。例えば、シグナル光をチャープせず、ポンプ光をチャープさせて、逆方向にチャープされたアイドラー光を得ることもできる。この場合においても、ポンプ光のチャープ（パルス伸張）と、アイドラー光のパルス圧縮とを、単一の光学素子を用いて行うことが可能である。このように、シグナル光とアイドラー光の位相が逆転するという性質を利用することにより、パルス伸張及び圧縮処理を行うレーザー装置の装置構成を単純化することが可能である。 In the above example, the case where the chirped signal light and the non-chirped pump light are incident on the OPA has been described. However, this configuration is optional as long as the same effect is obtained. For example, it is possible to obtain idler light chirped in the opposite direction by chirping pump light without chirping signal light. Even in this case, it is possible to perform chirping (pulse stretching) of the pump light and pulse compression of the idler light using a single optical element. As described above, by utilizing the property that the phase of the signal light and the idler light is reversed, it is possible to simplify the configuration of the laser apparatus that performs the pulse expansion and compression processing.
１０ レーザー装置
１１、２１、９１ レーザー発振器
１２、３１ パルス伸張・圧縮器
１３、３０ 光パラメトリック増幅器（ＯＰＡ）
２２ ピームスプリッタ
２３ パルス伸張用偏波保存ファイバ
２４、９３ レーザー増幅器
２５、９４ パルス圧縮器
２６ ２倍波発生器
２７ 時間遅延調整用ライン
４０、４１、４２、４３、４４、４５ 反射鏡
９２ パルス伸張器
10 Laser device 11, 21, 91 Laser oscillator 12, 31 Pulse stretcher / compressor
13, 30 Optical parametric amplifier (OPA)
22 Beam splitter 23 Polarization preserving fiber 24, 93 Laser amplifier 25, 94 Pulse compressor 26 Double wave generator 27 Time delay adjustment line 40, 41, 42, 43, 44, 45 Reflector 92 Pulse stretching vessel
Claims (6)
チャープされた前記パルスレーザー光をシグナル光とし、該シグナル光と共にポンプ光が入射され、増幅された前記シグナル光と、前記シグナル光と逆方向にチャープされたアイドラー光とを出力する光パラメトリック増幅器と、
屈折率に分散特性をもつ光学材料で構成され、前記光パラメトリック増幅器に入射する前の前記パルスレーザー光、及び前記アイドラー光をチャープさせるパルス伸張・圧縮器と、
を具備することを特徴とするレーザー装置。 A laser device that amplifies and outputs pulsed laser light emitted from a laser light source,
An optical parametric amplifier that uses the chirped pulsed laser light as signal light, pump light is incident together with the signal light, and outputs the amplified signal light and idler light chirped in the opposite direction to the signal light; ,
A pulse stretcher / compressor that is made of an optical material having a dispersion characteristic in refractive index, and chirps the pulsed laser light before entering the optical parametric amplifier and the idler light;
A laser apparatus comprising:
屈折率に分散特性をもつ光学材料で構成されたパルス伸張・圧縮器に、前記パルスレーザー光を透過させることによって前記パルスレーザー光をチャープし、
前記チャープされたパルスレーザー光をシグナル光とし、ポンプ光と共に光パラメトリック増幅器に入射させ、
該光パラメトリック増幅器が出力したアイドラー光を、前記パルス伸張・圧縮器に透過させることによって、前記アイドラー光を前記パルスレーザー光と逆方向にチャープし、出力することを特徴とするレーザー増幅方法。 A laser amplification method for amplifying and outputting pulsed laser light emitted from a laser light source,
The pulse laser beam is chirped by transmitting the pulse laser beam to a pulse stretcher / compressor composed of an optical material having a dispersion characteristic in refractive index,
The chirped pulsed laser light is used as signal light and incident on an optical parametric amplifier together with pump light.
A laser amplification method characterized in that the idler light output from the optical parametric amplifier is transmitted through the pulse stretcher / compressor to chirp the idler light in the direction opposite to the pulsed laser light and output it.
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