JP7236448B2 - 空間的に局所化された高強度レーザビームを生成するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
-0.5ギガヘルツ以上の第1の繰り返し周波数(f1)において1ピコ秒以下の継続時間を有するレーザパルスを生成する工程と;
-第1の繰り返し周波数(f1)においてN個のレーザパルスのバーストを選択する工程であって、Nは1以上自然数である、工程と;
-N個のレーザパルスのバーストを共振光空洞内に注入する工程であって、共振光空洞はc/f1に等しい往復距離を有し、cは共振光空洞内の光速であり、共振光空洞はN個のレーザパルスのバーストを共振光空洞の相互作用領域へ集束させるようにされる、工程と;
-N個のパルスのバーストが極短且つ高エネルギージャイアントパルスを形成するために相互作用領域内の積極的干渉により時間的及び空間的に互いに重畳されるように、共振光空洞の往復距離に対して第1の繰り返し周波数(f1)を制御する工程と、を含む。
図1には、超短ジャイアントレーザパルス生成システムが示される。
Claims (8)
- 空間的に局所化された高強度レーザビームを生成するためのシステムであって、
-N個のレーザパルスのバーストを生成するようにされたレーザ源(80)であって、Nは1より高い自然数であり、前記N個のレーザパルスは第1の繰り返し周波数(f1)を有し、前記レーザパルスは1ピコ秒以下の継続時間を有する超短レーザパルスであり、前記第1の繰り返し周波数(f1)は0.5ギガヘルツ以上である、レーザ源と、
-N個のレーザパルスの前記バーストを受信し蓄積するようにされた共振光空洞(10)であって、前記共振光空洞(10)は、N個のレーザパルスの前記バーストを前記共振光空洞(10)の相互作用領域(25)へ集束させるようにされ、前記共振光空洞内の往復距離はc/f1に等しく、cは光速である、共振光空洞(10)と、
-前記バーストの前記N個のパルスが超短且つ高エネルギージャイアントパルスを形成するために前記相互作用領域(25)内の積極的干渉により時間的及び空間的に互いに重畳されるように、前記第1の繰り返し周波数(f1)を前記共振光空洞内の往復距離に対して制御するようにされたサーボ制御システム(13)とを含むシステムにおいて、
前記共振光空洞(10)は、平面構成で配置された2つの球面鏡(M3、M4)および2つの平面鏡(M1、M2)を含み、前記共振光空洞(10)は、レーザパルスのバーストをX形状折り返しループに従って伝播するようになっており、前記2つの球面鏡(M3、M4)は同心構成で配置されており、相互作用領域(25)が前記2つの球面鏡(M3、M4)の間の光軸上に位置しており、前記球面鏡(M3、M4)の各々は、支持体(23、24)に取り付けられており、支持体(23、24)の各々は、開口(26、27)を含み、この開口(26、27)は、注入された荷電粒子ビーム(40)が該開口を通過し、この荷電粒子ビーム(40)が前記相互作用領域(25)内のレーザパルス群の前記バーストの伝搬の方向に対し5度以下の入射角の元に、超短レーザパルスに同期して前記相互作用領域(25)内で伝播するようになっているシステム。 - 前記レーザ源は1GHz以上の第1の繰り返し周波数(f1)で発射する発振器(1)を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記レーザ源(80)は主光空洞を含む再生増幅器を含み、前記サーボ制御システム(13)は前記第1の繰り返し周波数(f1)を制御するように前記主光空洞の長さを調節するようにされる、請求項1に記載のシステム。
- 前記レーザ源(80)は4MHz以下の第2の繰り返し周波数(f2)を有するN個の超短レーザパルスのバーストを選択するようにされたパルスピッカー(3)を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記共振光空洞(10)はN個の超短レーザパルスの前記バーストを受信するようにされた少なくとも1つの開口(9)を含む真空槽(8)内に配置され、前記少なくとも1つの開口(9)は荷電粒子ビーム(40)を受信するようにされ、前記共振光空洞(10)は、前記荷電粒子ビーム(40)が前記相互作用領域(25)内のレーザパルス群の前記バーストの伝搬の方向に対し5度以下の入射角の元に前記相互作用領域(25)内で伝播するように配置される、請求項1~4のいずれか一項に記載のシステム。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のシステムを含むラマン分光装置であって、前記相互作用領域(25)は分析対象試料を収容するように意図されており、前記ラマン分光装置は前記相互作用領域(25)の前記試料上に前記超短ジャイアントパルスを散乱することにより形成されるラマン散乱光学ビームを測定するように配置されたラマン分光計を含む、ラマン分光装置。
- 空間的に局所化された高強度レーザビームを生成する方法であって、
-0.5ギガヘルツ以上の第1の繰り返し周波数(f1)において1ピコ秒以下の継続時間を有するレーザパルスを生成する工程と;
-前記第1の繰り返し周波数(f1)においてN個のレーザパルスのバーストを選択する工程であって、Nは1以上自然数である、工程と;
-N個のレーザパルスの前記バーストを共振光空洞(10)内に注入する工程であって、前記共振光空洞はc/f1に等しい往復距離を有し、cは共振光空洞内の光速であり、前記共振光空洞(10)は、N個のレーザパルスの前記バーストを前記共振光空洞(10)の相互作用領域(25)へ集束させるようにされる、工程において、前記共振光空洞(10)が、平面構成で配置された2つの球面鏡(M3、M4)および2つの平面鏡(M1、M2)を含み、前記共振光空洞(10)は、レーザパルスのバーストをX形状折り返しループに従って伝播するようになっており、前記2つの球面鏡(M3、M4)は同心構成で配置されており、相互作用領域(25)が前記2つの球面鏡(M3、M4)の間の光軸上に位置しており、前記球面鏡(M3、M4)の各々は、支持体(23、24)に取り付けられており、支持体(23、24)の各々は、開口(26、27)を含む、工程と、
-前記N個のパルスの前記バーストが極短且つ高エネルギージャイアントパルスを形成するために前記相互作用領域(25)内の積極的干渉により時間的及び空間的に互いに重畳されるように、前記共振光空洞(10)の往復距離に対して前記第1の繰り返し周波数(f1)を制御する工程と、
-注入された荷電粒子ビーム(40)を、この荷電粒子ビーム(40)が前記相互作用領域(25)内のレーザパルス群の前記バーストの伝搬の方向に対し5度以下の入射角の元に、超短レーザパルスに同期して前記相互作用領域(25)内で伝播するように、前記開口を通過させる工程と、を含む方法。 - 前記共振光空洞(10)の前記相互作用領域(25)内に置かれた試料と請求項7に記載の方法に従って生成された前記超短ジャイアントパルスとの相互作用により非弾性散乱を測定する方法。
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