JPS61107225A

JPS61107225A - ビームの光学的位相変調方法及び装置並びにレーザービームの高利得増幅装置

Info

Publication number: JPS61107225A
Application number: JP60234382A
Authority: JP
Inventors: アラン　パーテルミ; バーナード　コロンボ; クロウド　フローリイ; ミツシエル　バンピユイエ
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1985-10-19
Publication date: 1986-05-26
Also published as: ATE59239T1; FR2572196B1; US4776678A; FR2572196A1; DE3580967D1; EP0180509B1; EP0180509A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は一定の幾何構造を有するビームを安定にしかも
制御可能に光学的位相変調を行なう装置及び方法並びに
レーザビームの高利得増幅装置に関、シ、特に２πラジ
アンよシも大きい光学的な位相シフト（移相）を有し、
レーザ放射の高利得増幅のために位相変調波を生成する
のに適用可能である上記装置及び方法に関する。

（従来技術の説明）光学的な位相変調は、既に、ガラス形平面波即ち周辺近
傍よシも中央部分に大きい電界強度を有する平面波につ
いて異なったパワー（電力）の波が通過する際に、自己
誘導により屈折率の変化する材料の特性である電気光学
的カー効果（Ｋｅｒｒが非直線材料を貫通する際平面波
に位相シフト（移相）を設定するのに使用することがで
きる。

しかしながら、平面波のパワー（電力）が非常に小さい
場合、位相シフトは２πラジアンより小さいままであり
有益なものに応用することに対しては小さすぎる。逆に
、平面波のパワー（電・力）、が高い場合、非直線材料
内で自己集束（ｓｅｌｆ　ｆｏｅｕｓｓｉｎｇ）が起シ
こ几が非安定で制御不可能な位相変調現象に対応し上記
波が上記材杢内で爆発する（ｅｘｐｌｏｄｅ）ことの原
因となる。

従って、光ビームが上記非直線材料を出る際に爆発する
ことがなくて十分な電界強度である光ビームに於て安定
し且つ制御可能な位相変調を生成することが出来ないか
という問題がある。

このことについて既にＭ　、　Ｖａｍｐｏｕｉｌｌｅ（
パンビュイエ〕とＪ　、　Ｍａｒｔｙ　（マーティ〕と
による１９８１年発行の雑誌「光及び母子エレクトロニ
クス」の第１３号第３９３頁から第４００頁に掲載の「
単モード光ファイバに於る位相変調制御」という題名の
論文にて特に提案さｎている。該論文に於ては適当な時
間関係を利用して随意に整形し単モードでしかも放散し
ない形の光ファイバに沿つて送出される非ガウス形のノ
（ルスを使用して位相変調制御を行なうようにしている
。

（従来技術の問題点）にもかかわらず、位相変調制御を単モードの光ファイバ
を使用して行なうには大きな制約があり応用の範囲が、
大きく限らｎてしまう。単モードのファイバには非常に
直径の小さい芯（ｃｏｒｅ）を有し、そのため、はんの
小さい電力のもののみ損失なく運ぶことができるのであ
る。

実際は、ある領域の波長においては、シリカでできたフ
ァイバ即ち幾分非直線性であり真に関係のある性能を得
らｎることか出来ない単モードのファイバのみで行なう
ことはとても不可能である。

最初の時間幅が３０ピコ秒のパルスからなるレーザビー
ムに於る光学的カー（ｋｅｒｒ）　　効果を示す材料に
貫通する時の自己集束現象はＭ、・ノくンピュイエ（Ｖ
ａｍｐｏｕｉｌｌｓ）、　Ｂ　、コロンボ　　（Ｃｏｌ
ｏｍｂｅａｕ）。

及びＣ，フローリイ（Ｆｒｏｅｈｌｙ）の論文即ち１９
８２年発行“光及び量子エレクトロニクス”第１４号の
第２５３ページから第２６１ページまでに掲載の「二硫
化炭素（ｃｓ２）に於る自己集束制御をピコ秒クラスの
レーザパルスを短縮することについての応用ｊという題
名の論文で解析されている。この論文に於ては、非直線
性の光学材料に於る自己集束現象の空間的分布を得るた
めの幾つかの実験に於る条件を述べ得らｎた変調効果の
特性を述べているが、常にガラス形の入射平面波の自己
集束を避けるための試みは与えていない。この論文で述
べた装置の応用分野は従って限定さ几、特に２πラジア
ンより大きい非直線性の位相シフトで完全に制御された
方法で伝搬する安定し念ビームを生成することができな
い。

そこで、本発明は上記問題に鑑み、２πラジアンよりも
大きい位相シフトを得ることの出来る一定の幾何構造の
ビームを安定且つ制御可能に位相変調する技術を提供す
ることを簗１の目的とする。

１′　又、問題となる自己集束現象のない一定の幾何構
造を保ちつつ高利得のビーム増幅の技術を提供すること
を第２の目的とする。

（問題点を解決する念、めの手段及び作用）上記目的を
達成するために本発明は二次元的正弦波のタイリング（
ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ　ｔｉｌｉｎｇ）を構成する一定
のセルに分断されるビームが自己誘導により屈折率が変
化する材料を伝ばんする一定の幾何構造のビームに光学
的位相変調を行なう方法を特徴としている。

、この分断されたビームは干渉装置あるいは周期性の間
隔変調装置を通過するレーザビームからできている。

使用されるレーザビームは所定の法則にし念がって空間
と時間との関数で変化する位相シフトを得るためにロッ
クモードのレーザ光源により供給される。

好ましくは、上記干渉装置は上記レーザビームの振幅を
分けて相関関数の積の平均値が零である４つの波を形成
する複屈折を利用している。一定の幾何構造のビームを
無限焦点系（ａｆｏｃａｌ　ｓｙａｔｅｍ）　　ｅ経て
像を発生するりａス放散（ｃｒｏｓｓｅｄ　ｄｉ　　　
　’５ｐｅｒｉｉｏｎ）系により分断している。

又、一定の幾何構造のビームは回折（ｄｉｆｆｒａｃｔ
よシ、分断しているものもある。

本発明は、又、短いレーザパルス源と、自己誘導により
屈折率が変化する材料とからなる安定し且つ制御可能な
位相変調を行なう装置であり更に干渉装置とマスキング
装置とからなるグループから選択された装置を有し、該
装置は上記短いレーザパルス光源と自己誘導によ郵°屈
折率が変化する材料間に配設さｎ相関関数の積の平均値
が零である４つの分断された波を形成するようになって
いるのが特徴となっている。

第１の実施例では、上記干渉装置は上記レーザ光源から
出た主のパルス化された波の通路上に配設され該主のパ
ルス化された波を第１の平面Ｐｌに在る２つの二次的で
発散する波に分離するための広い偏向角を有する第１の
ウオラストン（ＷｏＩＩａｓｔｏｎ）プリズムからなシ
半波長板が上記２つの二次波の一方の通路上に配設さｆ
’Ｌ第１及び第２のミラー（＊）が上記第１の平面Ｐｌ
と直交する２つの二次波の通路上に配設され上記発散し
ている二次波を収束させている。又、上記干渉装置は、
上記２つの二次波の収束点にあシ上記第１の平面Ｐ１に
直交する平面にある２つの二次波の各々を分離しその結
果４つの分散する三次波を作り出すための大きな偏向角
を有する第２のウォラストンプリズムからなり、第２の
半波長板が上記４つの発散する三次的波のうちの２つの
通路上に配役さｎ第３、第Φ、第５及び第６のミラーが
上記第１及び第２のミラーに対して成る角度で上記４つ
の発散する三次的波の通路上に屈折率が自己誘導により
変化する材料中に収束するように配設されている。

次に第２の実施例では、上記干渉装置は上記レーザ源に
より放射さｎ念主なパルス化の波の通路上に配設され最
初にこのパルス波を第１の平面ＰＬにある２つの幾分発
散する二次波に分離するために配設さ：ｔ’Ｌ７ｊ小さ
い偏向角を有する第１のＷｏｌｌｉｓｔｏｎ（ウォラス
トンプリズムと半波長板が上記２つの二次波の一方の通
路に配設され、上記２っの二次波の通路にあシ上記第１
の平面Ｐ１と直交する平面に上記２つの二次波を分離し
４つの幾分発散する三次的な波を作り出す小さい偏向角
のＷｏｌｌａｇｔｏｎ　（ウォラストンプリズムとから
なシこの４つの三次波のうちの２つの通路に第２の半波
長板と、上記４つの幾分発散する三次波の通路上にあり
この４つの三次的な波を自己誘導により屈折率が変化す
る材料内に収束嘔せるための無限焦点系（ａｆｏｃａｌ
　ｓｙｓｔｅｍ）とを有する。

次に第３の実施例では、位相変調装置は以下に列挙する
要素からなるマスク装置からなる。即ちチェッカボード
のパターンに配設された開口部の格子からなる二進のマ
スクとｉｌの発散レンズと、クロスの形態で配設さ几た
４つの開口部を有する間隔フィルタと、自己誘導により
屈折率が変化する材料にフリンジ（縞）のネットワーク
を形成する第２の発散レンズとである。

この場合、二進のマスクとフィルタとは上記第１の収束
レンズの焦点平面にあシフィルタと自己誘導による屈折
率の変化する材料は上記第２の収束レンズの焦点平面に
ある。

又、第４の実施例に於ては、位相変調装置は反射または
発射により動作する二次元の回折格子により構成さｎｆ
ｃ４波のマスキング装置へ、自己誘導により屈折率が変
化する材料にフリンジのネットワークを形成する無限焦
点系（ａｆｏｃａｌ　ｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ）　
　とからなる。

本発明に係る方法を通常の幾何構造のビームに於て高い
利得を得るためにレーザ放射を増幅することに応用する
場合自己誘導により屈折率が変化する材料として増幅材
料からなる。

好ましくは、分断した波は増幅材料により構成された光
ガイドの共振伝ばんモードの横強度分布となる。

上記増幅材料はＹ　Ａ　Ｇ　（Ｙｔｔｉｕｍ　Ａｌｌｕ
ｍｉｎｉｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ）　；　Ｎ　ｄ　（ｎｅｏ
ｄｙｍｉｕｍ）結晶又は〔例えばｎｅ。

ｄｙｍ　ｊ　ｕｎ　　による〕ドープされたガラスの棒
（バー）であシ四角断面の光ガイドを構成するようにカ
ットさｎている。

上記方法をレーザの放射の増幅に応用する場合好ましく
は分断されたビームは干渉装置に増幅させるレーザビー
ムを通過させることで発生させる〇又、この干渉装置は
複屈折を使用してレーザビームの振幅を相関関数の積の
平均値が零となる４つの波に分けるようにしている。

別の実施例でレーザビームを増幅する方法に応用する場
合、一定幾何構造のビームは無限焦点系（ａｆｏｃａｌ
　ｓｙｓｔｅｍ）を介してイメージ（像）を作シ出すク
ロスの放散系により分断される。

本発明をレーザ増幅に応用する全ての場合、パワーレー
ザ増幅器チェーンの増幅器のパーにおいて破壊的自己収
束発生を防止している。

（実施例の説明）第１図から第３図までは、レーザ光源〔図示せず〕好ま
しくはロックモードのレーザ光源からのコーヒレントな
光である主な波１００ｆ、受光する４波の干渉装置の概
略を示す。上記主のビーム１００は、大きな偏向角を有
し入射ビーム１００を分離し上記主の波１００の振幅に
対して低い振幅の偏光波である２つの発散する二次的な
ビーム１０１．１０２を形成する２ビーム偏光子の役割
をする第１のウオラストン（ＷｏｌｌｉｓｔＯｎ）プリ
ズム１１に当てらｎる。又、ウォラストンプリズム１１
により作シ出した直交の偏光を並列にするために、第１
の半波長板１８が上記２つの二次波１０１゜１０２の一
方の例えば第２の波１０２側の通路上に配設さｎている
。上記放散する二次波１０１゜１０２はその後平面鏡１
５．１６によ９６４点１０１３．１０４にて反射される
。この平面鏡は上記二次波１０１，１０２により定義さ
れた平面Ｐ１に対し直交するよう配設さｎかつ上記主の
波１００に対して対称である限シ互いに並列で対向して
いる。その結果、広い偏向角を有する第２のウォラスト
ンプリズム１２のある点１０５に上記二次の波１０１，
１０２が焦点させるようになっている。

上記第２のウォラストンプリズム１２は上記第１のウォ
ラストンプリズム１１に対して直交するように配設さｎ
ておシ合計４つの三次の波１０１　ａ。

１０１ｂ　、１０２ａ　、１０２ｂｔ−第１図の平面Ｐ
Ｌに直交する平面に作シ出すため上記二次波１０１゜１
０２の各々を２倍に（ｄｏｕｂｌｅ　ｕｐ）　している
。又、第２の半波長板１４が、三次の波１０１ｂ、１０
２ｂの通路上に配設さｎている。一方、他の三次の波１
０１ａ、１０２ａはこｎら半波長板はなく妨害さｎない
ようになっている。上記半波長板１４は第１の半波長板
１８と類似する仕方で上記第２のウォラストンプリズム
１２にょシ作シ出し念直交の偏光を光線１０１ａ、１０
１ｂ又は１０２ａ。

１０２ｂにより定義さｒしる平面の各々に於ける単一な
平面に並列状態になるように働く。上記ｇ２のウォラス
トンプリズム１２から発散した上記三次の波１０１ａ　
、１０１ｂ　、１０２ａ　、１０２ｂはその後四角で上
記ｆｉ１５．１６の平面に対し、４５度の角度で傾いた
その側面に沿って配設された平面鏡１７ａ、１７ｂ、１
８ａ、１８ｂ上の点１０８ａ、１０８ｂ、１０４ａ、１
０４ｂにて反射されるこの反射した三次の波１０１　ａ
　、　１０　ｌｂ、１０２ｇ　、１０２ｂは、その後非
直線性材料１９１　　からの出口で安定した位相シフト
となる干渉フリンジ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｒ
ｉｎｇｅｓ）　　ｔ−作シ出すために、例えば、硫化炭
素（ＣＳ２）のような非直線性の光学材料１９に収束す
る。

例えば、第１及び第２のウォラストンプリズム１１：　
、１２間の距離は約５０ｃｍで、上記第２のウォラスト
ンプリズム１２と非直線性材料１９間の距離は、約１ｍ
である。

次に、第４図から第６図１では、第１図から第３図に示
す装置と幾分類似するが偏向角の小さい第１′及び第２
のウォラストンプリズム２１．２２を利用している四肢
の干渉計装置を示す。

上記第２のウォラストンプリズムｚ２は上記第１のウォ
ラストンプリズム２１に上記上の波１００を合せること
によυ作シ出した２つの二次偏光波１０１．１０２の一
方（１０２）の通路の上記第１ウオラストンプリズム２
１の後にある上記第１の半波長板２８の直後にある。上
記第２のウォラストンプリズム２２は上記二次の波１０
１，１０２の一部に配置さ几該波は４つの発散する三次
の波１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｍ、１０２ｂを形成す
るために第４図に示す平面に直交する平面に上記二次の
波、１０１　、１０２を分離するために幾分発散する。

２つの収束レンズ２５．２６からなる無限焦点系（ａｆ
ｏｃａｌ　ｓｙａｔｓｍ）は該レンズ２５．２６間で並
行ビームを得、上記４つの三次の波１０１ａ、１０１ｂ
、１０’２ａ、１０２ｂが上記第２のレンズ２６の下方
に有る上記非直線性の材料１９上に収束するように働く
。又、第２の半波長板２４）Ｓ上記レンズ２５の後ろの
上記三次の波１０　ｌ　ｂ。

１０２ｂの通路上に上記三次の波が全て同一の方向に偏
光していることを確認するために配置さｎでいる。上記
無限焦点系２５．２６は上記４つの三次の波から形成さ
Ａ７を垂直干渉を上記非直線性材料１９に送込む（ｆｒ
ａｍｓｐｏａｅ）。上記無限焦点系は、使用される電力
が極端に高い場合〔例えば、およそ、１ギガワツト〕な
らば、空中でイオン化されるのを避けるために、空中に
て真の焦点を作シ出すのを避ゆるようになっている。

第１図から第８図までに示す装置もま念上記第２のウォ
ラストンプリズム１２と非直線性材料１９間の空間にて
焦点の発生を避けるべく鏡１７ａ。

１７ｂ、１８ａ、１８ｂを使用しているため、鏡を含む
装置によって占めら几る容積は、無限レンズ焦点系（ａ
ｆｏｃａｌ　１ｅｎｓ　ｓｙｓｔｅｍ）　　を使用した
装置によう占める容積よシ幾分大きい。

第７図は、一定のセルに分離する波を作る別のモードの
装置を示すものである。

該装置は第１図から第６図までに示す干渉装置の代わシ
に、マスク８１が使用さｎておシ、該マスク８１はレー
ザ光源〔図示せず〕により出た主のビーム１８０の通路
上にあシ格子を構成するため一定のチェッカボードパタ
ーンに配設された四角の開口部３１０を有する。上記マ
スク８１は第１の収束レンズ８８の対物焦点平面にあシ
その像焦点面は上記格子８１にょシできた多数のスポッ
トから４つの光スポット１８１，１１２，１８３．１３
４のみを通過させるようにクロス構成となって配置さｎ
７？−４つの開口部３２１のあるフィルタ３２を含む。

第２の収束レンズ８４は、その対物焦点平面にフィルタ
８２を有し又その像焦点平面が上記非直線性材料１９と
同じ高さにあり該非直線性材料１９内で非直線性材料１
９がらの出口で安定した位相シフト（移相）の生成に対
応するフリンジ（縞）を有するＥ記マスク８１により与
えらｎる二次元の光タイリングの像１３５を形成する。

尚、第７図は同一の焦点距離を有するレンズ３３．３４
を示す。しかしながら、このことは必須なことでなく、
異なる゛焦点距離のレンズも使用してよい。

第７図に示す装置によりフィルタ３ｚにである程度のエ
ネルギが失わｎるけｎど、非常に簡単な方法により一定
のセルに分断される波を作シ出すという利点がある。

又、第７図の変形例として上記フィルタ３２の使用する
必要を避けるため、上記マスク格子８１は反射又は送光
により格子が動作する二次元の回折格子４１により構成
されるクロスの放散系によって構成してもよい。該回折
格子４１は例えば第８図、第８ａ図、第８ｂ図に示す通
シである。

上記格子４１は二方向に定規を引いておシ、第１の奥行
きと第１のピッチを有する第１の連続の溝４１１と、第
２の奥行きと第２のピンチとを有する第２の連続する溝
４１２を有する。

上述の種々の装置により２πラジアンよシ大きい位相シ
フトが上記非直線性材料１９からの出口で得らｎ一方安
定した制御された方法で進む光ビームを与える。こｎは
、ガウス形平面波が直接非直線材料に当てらｎる従来装
置〔即ち自己誘導による屈折率の変化を有する装置〕と
違い、本発明に係る、一定のセルに分断された波を上記
非直線性の材料に当てていることによる。上記分断波は
、腹屈折媒体に於て元の光源波の振幅を分離することに
より形成するか、間隔フィルタリングにより得てもよい
。

この光ビームの位相の制御により、数多くの色々な応用
が可能になシ、特に外部の光ビームを使用し光学素子の
特性を時間の関数として制御したり、損失なく又リアル
タイムに一方の光ビームを別のビームで、およそ１ピコ
秒の反応時間で、制　制御できる。

又、本発明に於ては、第１図から第６図までに示す干渉
装置は非常に高いレーザの電力増幅の為にレーザビーム
の通路上に配置さｎてもよい。この場合、上記材料１９
はレーザビームの強度が高い時無視出来ない非直線性を
有する材料として動く増幅材料で構成さｎている上記干
渉装置内にある入射したレーザビームを分断することに
より、上記波が上記増幅材料内で問題になる自己集束作
用を引起こさずに運ぶことのできる電力を増加すること
を可能にする。

その結果、所与の増幅器バーのサイズについては入射波
が一定のセルに分断させる干渉装置無しで得らｎる電力
よりも相当大きい。従って、本発明に係る増幅装置は、
利得を増加させるｔめに、従来のレーザ増幅装置であシ
ミ力密度を減らし自己集束を避けるために大きい直径の
短いディスクの形をしたバーを含むのを必要としたもの
と違い通常小さい断面で非常に長さの長い増幅器バーを
含んでもよい。

特に、本発明に係る非常に高い電力のレーザ増幅装置に
おいては、上記増幅器バー内の波の伝ばん安定度は、干
渉フリンジの幅の関数として増幅器の厚さを選ぶことに
より改善さ詐る。

従って、増幅媒体によりなる光ガイドの共振伝ばんモー
ドに対応する強度分布が設定される。その結果、上記バ
ーの縁部にフリンジを持たせるようにすることを避ける
屯うになっている。

増幅器媒体はビームの相互作用の長さを増加するための
光ガイドを増幅器媒体に提供するようにカットされてい
る。分断されたビームは、したがって、増幅器媒体内に
制限さｎいずＣの自己集束なく非常に長く光と物の相互
作用が、起き几後、この増幅器媒体からの出口で回復さ
れる。

縦続接続で複数の増幅器バーを配設することにより増幅
器チェインを作ることは勿論可能である。

レーザビームを増幅しようとするときに、最初のレーザ
ビームが極度に減衰することを避けるために、干渉装置
をレーザ源と第１図と第２図又は第３図と第４図とに示
すように介設するのが好ましい。第７図に示す周期的間
隔変調装置は、２つの間隔周波数フィルタが必要であシ
、よシ大きいエネルギを吸収する限シ本応用には向いて
いない。

（発明の効果）上述したように、本発明に係る一定、の幾何構造のビー
ムを安定にしかも制御可能に２πラジアンよりも大きい
位相シフト（移相）゛が得ら扛るように位相変調を行な
うことができる。

しかも、一定の幾何構造を保つビームを高利得で問題と
なる自己集束作用が起らないように増幅することが達成
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置に使用可能な第１の四肢干
渉装置の概略平面図であり、第２図は、第１図に示す装
置の概略側面図であシ、第３図は、第１図及び第２図に
示す線■−■に沿った断面図であり、第４図は、本発明
に係る装置に使用可能な第２の干渉装置の概略平面図で
あり、第５図は第４図の装置の概略側面図であり、第６
図は第４１　　　図と第５図の線Ｖｌ−Ｖｌに沿った断
面１図であシ、第７図は間隔周波数フィルタリング装置
の概略斜視図であり、第８図は第７図のフィルタ装置の
マスクに代ることのできる二次元回折格子の斜視図であ
り、　第８１図及び第８ｂ図は第８図の二次元回折格子
の前面及び側面図である。（符号の説明）１１・・・ａｌｌのウォラストンプリズム、１２・・・
第２のウォラストンプリズム、１３・・・第１の半波長
板、１４・・・第２の半波長板、１５．１６・・・平面
鏡、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ・・・平面鏡、１
９・・・非直線性材料、２１・・・第１のウォラストン
プリズム、２２・・・第２のウォラストンプリズム、２
３・・・レンズ、２４・・・第２の半波長板、２５．２
６・・・無限焦点系、８１・・・マスク、８２・・・フ
ィルタ、８３．３４・・・レンズ、４１・・・二次元回
折格子、１００・・・主の波（ビーム）、１０１，１０
２・・・発散する二次波、１０３．１０４・・・点、１
０３ａ。１０３　ｂ　、　１０４ａ　、　ｌ　０４ｂ−−・点、
１３０−・・主のビーム、１３１，１３２，１３３，１
３４・・・光スポット、１３５・・・二次元の光のタイ
リング、：８１０・・・四角の開口部、３２１・−４つ
の開口部、　□４１１・・・第１の連続の溝、４１２・
・・第２の連続の溝。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二次元の正弦タイリング（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ
　ｔｉｌｉｎｇ）を構成する一定のセルに分断されたビ
ームが自己誘導により屈折率が変化する材料内を伝ばん
することを特徴とする一定幾何構造のビームの光学的位
相変調方法。
（２）前記分断されるビームは干渉装置あるいは周期的
な間隔変調装置を通過するレーザビームから作られるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項の方法。
（３）所定の法則に従つた空間と時間の関数として変化
する位相シフトを得るために、使用されるレーザビーム
はロックモードのレーザ源により供給されることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の方法。
（４）前記干渉装置は複屈折を使用して前記レーザビー
ムの振幅を分割して相関関数の積の平均値が零である４
つの波を形成することを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の方法。
（５）前記一定の幾何構造のビームは回折を行なう間隔
周波数フィルタリングにより分断することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の方法。
（６）前記一定の幾何構造のビームは無限焦点系を介し
て像を生成するクロス式放散系により分断されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
（７）前記自己誘導による屈折率が変化する材料は、光
学的位相が２πラジアンより大きいものが得られるに十
分な非直線性を有することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の方法。
（８）前記自己誘導による屈折率が変化する材料は、硫
化炭素（ＣＳ２）であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。
（９）前記方法は、前記一定の幾何構造のビームに高い
利得を得る為に放射レーザの増幅に応用され、且つ前記
屈折率が自己誘導により変化する材料は、増幅材料から
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
。
（１０）前記分断された波により前記増幅材料により構
成された光ガイドに共振伝ばんモードの横方向強度分布
が与えられることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
載の方法。
（１１）前記増幅材料は、ＹＡＧ；Ｎｄ結晶又は、ドー
プされたガラスのバーであり、四角の断面を有する光ガ
イドを構成するようにカットされることを特徴とする特
許請求の範囲第１０項記載の方法。
（１２）前記分断される波は、増幅すべきレーザビーム
からレーザビームを干渉装置に通過させることにより生
成させ、前記干渉装置は複屈折を使用して前記レーザビ
ームの振幅を相関関数の積の平均値が、零になる４つの
波に分けることを特徴とする特許請求の範囲第９項、第
１０項、又は第１１項記載の方法。
（１３）前記一定の幾何構造のビームは無限焦点系を介
して像を作り出すクロスの放散系により分断されること
を特徴とする特許請求の範囲第９項、第１０項、又は第
１１項記載の方法。
（１４）短いレーザパルス源と、自己誘導による屈折率
が変化する材料と、相関関数の積が零である４つの分断
された波を形成するために前記自己誘導による屈折率が
変化する材料と短いレーザ光源との間に配設された干渉
装置とマスク装置とにより構成されたグループから選択
された装置とからなることを特徴とする安定で且つ制御
可能なビームの光学的位相変調装置。
（１５）前記干渉装置は、前記主なパルス化された波を
第１の平面Ｐ１に位置する２つの二次的で発散する波に
一度分離するために前記レーザ光源から出た主のパルス
化された波の通路に配設された広い偏向角の第１ウオラ
ストンプリズムと、前記２つの二次波の一方の通路に配
置された半波長板と、前記第１平面Ｐ１と直交する前記
２つの前記二次波の通路に配設された第１及び第２の鏡
と、前記発散する二次波を収束し前記第１の平面Ｐ１と
直交する平面に前記二次平面の各々を分離し４つの発散
する三次波を作り出す前記２つの二次波の収束点に配置
された大きい偏向点を有する第２のウオラストンプリズ
ムと、前記４つの発散する波のうち２つの通路に配設さ
れた半波長板と、前記第１及び第２の鏡に対し前記４つ
の三次波が自己誘導により屈折率が変化する材料に収束
するようにある角度で前記４つの発散する三次波の通路
に配置された第３、第４、第５、及び第６の鏡とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装置
。
（１６）前記干渉装置は、前記レーザ光源からでた主の
パルス化された波の通路に配置され、前記パルス化され
た波を一度第１の平面Ｐ１に位置する２つの幾分発散す
る二次波に分離する小さい偏向角を有する第１のウオラ
ストンプリズムと、前記二次波の一方の通路に配置され
た半波長板と、４つの幾分発散する三次波を作り出すよ
うに前記第１の平面Ｐ１と直交する平面に前記２つの二
次波の各々を分離するために前記２つの二次波の通路に
配置された小さい偏向角の第２ウオラストンプリズムと
、前記４つの三次波のうち２つの通路上に配置された第
２の半波長板と、前記４つの幾分発散する三次波が自己
誘導により屈折率が変化する材料に収束させるために４
つの三次波の通路に配置された無限焦点系とからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装置。
（１７）前記干渉装置は、前記主なパルス化された波を
第１の平面Ｐ１に位置する２つの二次的で発散する波に
一度分離するために前記レーザ光源から出た主のパルス
化された波の通路に配設された広い偏向角の第１ウオラ
ストンプリズムと、前記２つの二次波の一方の通路に配
置された半波長板と、前記第１平面Ｐ１と直交する前記
２つの前記二次波の通路に配設された第１及び第２の鏡
と、前記発散する二次波を収束し前記第１の平面Ｐ１と
直交する平面に前記二次平面の各々を分離し４つの発散
する三次波を作り出す前記２つの二次波の収束点に配置
された大きい偏向点を有する第２のウオラストンプリズ
ムと、前記４つの発散する波のうち２つの通路に配設さ
れた半波長板と、前記第１及び第２の鏡に対し前記４つ
の三次波が自己誘導により屈折率が変化する材料に収束
するようにある角度で前記４つの発散する三次波の通路
に配置された第３、第４、第５、及び第６の鏡とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装置
。
（１８）前記装置には、反射又は送出により動作する二
次元の回折格子からなる４波のマスキングデバイスと、
前記自己誘導による屈折率の変化する材料にフリンジ（
縞）のネットワークを形成するための無限焦点系とから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装
置。
（１９）前記装置は、次に掲げる要素からなる４波マス
キング装置からなる、即ちチェッカボードパターンに配
設された開口部を有する格子からなる二進のマスクと、
第１の収束レンズと、クロス形態で配設された４つの開
口部を有する間隔フィルタと、前記自己誘導により、屈
折率が変化する材料にフリンジ（縞）のネットワークを
形成する第２の収束レンズとからなることを特徴とする
特許請求の範囲第１４項記載の装置。
（２０）前記二進マスクとフィルタとは前記第１の収束
レンズの焦点平面にあり、前記フィルタと前記自己誘導
による屈折率の変化する材料とは前記第２の収束レンズ
の焦点平面に位置することを特徴とする特許請求の範囲
第１９項記載の装置。
（２１）レーザ光源と、増幅媒体と相関関数の積の平均
値が零となる４つの波を形成するために前記レーザ光源
と前記増幅媒体との間に配設された干渉装置とからなる
ことを特徴とする一定幾何構造を維持するレーザビーム
の高利得増幅装置。
（２２）前記干渉装置は、前記主なパルス化された波を
第１の平面Ｐ１に位置する２つの二次的で発散する波に
一度分離するために前記レーザ光源から出た主のパルス
化された波の通路に配設された広い偏向角の第１ウオラ
ストンプリズムと、前記２つの二次波の一方の通路に配
置された半波長板と、前記第１平面Ｐ１と直交する前記
２つの前記二次波の通路に配設された第１及び第２の鏡
と、前記発散する二次波を収束し前記第１の平面Ｐ１と
直交する平面に前記二次平面の各々を分離し４つの発散
する三次波を作り出す前記２つの二次波の収束点に配置
された大きい偏向点を有する第２のウオラストンプリズ
ムと、前記４つの発散する波のうち２つの通路に配設さ
れた半波長板と、前記第１及び第２の鏡に対し前記４つ
の三次波が自己誘導により屈折率が変化する材料に収束
するようにある角度で前記４つの発散する三次波の通路
に配置された第３、第４、第５、及び第６の鏡とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第２１項記載の装置
。
（２３）前記干渉装置は、前記レーザ光源から出た主の
パルス化された波の通路に配置され、前記パルス化され
た波を一度第１の平面Ｐ１に位置する２つの幾分発散す
る二次波に分離する小さい偏向角を有する第１のウオラ
ストンプリズムと、前記二次波の一方の通路に配置され
た半波長板と、４つの幾分発散する三次波を作り出すよ
うに前記第１の平面Ｐ１と直交する平面に前記２つの二
次波の各々を分離するために前記２つの二次波の通路に
配置された小さい偏向角の第２ウオラストンプリズムと
、前記４つの三次波のうち２つの通路上に配置されたを
第２の半波長板と、前記４つの幾分発散する三次波が自
己誘導により屈折率が変化する材料に収束させるために
４つの三次波の通路に配置された無限焦点系とからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第２１項記載の装置。
（２４）前記装置には反射又は送出により動作する二次
元の回折格子からなる４波のマスキングデバイスと、前
記自己誘導による屈折率の変化する材料にフリンジ（縞
）のネットワークを形成するための無限焦点系とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第２０項記載の装置
。
（２５）レーザ光源と、増幅媒体とからなり、前記増幅
媒体は光ガイドを構成するようにカットされ、前記増幅
媒体によつて構成される光ガイドに共振伝搬モードに対
応する強度分布を形成するために前記レーザ光源と前記
増幅媒体との間に配設された干渉装置が含まれることを
特徴とする一定幾何構造を保持するレーザビームの高利
得増幅装置。
（２６）前記干渉装置は、前記レーザ光源から出た主の
パルス化された波の通路に配置され、前記パルス化され
た波を一度第１の装置Ｐ１に位置する２つの幾分発散す
る二次波に分離する小さい偏向角を有する第１のウオラ
ストンプリズムと、前記二次波の一方の通路に配置され
た半波長板と、４つの幾分発散する三次波を作り出すよ
うに前記第１の平面Ｐ１と直交する平面に前記２つの二
次波の各々を分離するために前記２つの二次波の通路に
配置された小さい偏向角の第２ウオラストンプリズムと
、前記４つの三次波のうち２つの通路上に配置された第
２の半波長板と、前記４つの幾分発散する三次波が自己
誘導により屈折率が変化する材料に収束させるために４
つの三次波の通路に配置された無限焦点系とからなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２５項記載の装置。
（２７）前記装置には反射又は送出により動作する二次
元の回折格子からなる４波のマスキングデバイスと、前
記自己誘導による屈折率の変化する材料にフリンジ（縞
）のネットワークを形成するための無限焦点系とからな
ることを特徴とする特許請求の範囲第２５項記載の装置
。