KR20230029787A - 단펄스형 레이저 시스템 - Google Patents
단펄스형 레이저 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230029787A KR20230029787A KR1020237001421A KR20237001421A KR20230029787A KR 20230029787 A KR20230029787 A KR 20230029787A KR 1020237001421 A KR1020237001421 A KR 1020237001421A KR 20237001421 A KR20237001421 A KR 20237001421A KR 20230029787 A KR20230029787 A KR 20230029787A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser
- optical system
- laser pulse
- cell
- multipath
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 18
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 14
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 12
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 10
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 9
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001028048 Nicola Species 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/004—Systems comprising a plurality of reflections between two or more surfaces, e.g. cells, resonators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0057—Temporal shaping, e.g. pulse compression, frequency chirping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0085—Modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S3/0092—Nonlinear frequency conversion, e.g. second harmonic generation [SHG] or sum- or difference-frequency generation outside the laser cavity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2383—Parallel arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
본 발명은 광학 시스템에 관한 것으로, 광학 시스템은 입력 레이저 빔(EL) 내의 레이저 펄스의 시간적 시퀀스로 이루어지는 펄스형 레이저 방사선을 생성하는 레이저 소스(1), 빔 경로에서 레이저 소스(1) 뒤에 있고, 각각의 레이저 펄스를 공간적으로 및/또는 시간적으로 서로 분리된 레이저 펄스 레플리카로 분할하는 분할 엘리먼트(2), 빔 경로에서 분할 엘리먼트(2) 뒤에 있고, 출력 레이저 빔 내의 각각의 레이저 펄스 내에 레이저 펄스 레플리카를 중첩시키는 결합 엘리먼트(4)를 포함한다. 본 발명의 과제는 종래 기술에 비해 개선된 광학 시스템을 제공하는 것이다. 광학 시스템으로 특히 짧고 따라서 고출력의 스펙트럼 광대역 레이저 펄스를 생성하는 것이 가능해야 한다. 본 발명은 적어도 하나의 다중경로 셀(3)이 분할 엘리먼트(2)와 결합 엘리먼트(4) 사이의 빔 경로에 배열되고, 이를 통해 레이저 펄스 레플리카가 전파되며, 다중경로 셀(3)은 레이저 펄스 레플리카가 비선형 스펙트럼 확장을 겪는 매질을 함유하는 것을 제안한다.
Description
본 발명은 광학 시스템에 관한 것으로서, 상기 광학 시스템은,
-
레이저 소스로서, 상기 레이저 소스는 입력 레이저 빔에서 레이저 펄스들의 시간적 시퀀스로 구성된 펄스형 레이저 방사선을 생성하는, 상기 레이저 소스,
-
빔 경로에서 레이저 소스 뒤에 있는 분할 엘리먼트(splitting element)로서, 상기 분할 엘리먼트는 레이저 펄스들을 각각 공간적으로 및/또는 시간적으로 분리된 레이저 펄스 레플리카(replica)들로 분할하는, 상기 분할 엘리먼트,
-
빔 경로에서 분할 엘리먼트 뒤에 있는 결합 엘리먼트(combination element)로서, 상기 결합 엘리먼트는 레이저 펄스 레플리카를 출력 레이저 빔의 각각의 레이저 펄스에 중첩시키는, 상기 결합 엘리먼트를 포함한다.
피코- 및 펨토초 범위의 극초단 레이저 펄스를 생성하기 위한 레이저 시스템은 수년 동안 많은 관심을 받아왔다.
이러한 시스템들의 다양한 애플리케이션들은 레이저 시스템의 이득 매질에 의해 지원되는 것보다 더 짧은 펄스 지속기간(duration)을 요구한다. 또한, 포화(saturation) 또는 이득 협소화(gain narrowing)와 같은 광 증폭기에서의 효과들은 레이저 방사선의 스펙트럼 대역폭의 감소를 야기할 수 있으며, 이는 레이저 시스템의 출력에서 펄스 지속기간의 바람직하지 않은 증가를 초래한다.
펄스 지속기간을 단축시키기 위한 잘 알려진 접근법은 비선형 효과들을 활용하여 새로운 스펙트럼 성분들을 가간섭성으로(coherently) 생성하는 것이다. 대응하는 비선형 상호작용들은 증폭 매질(비선형 증폭)에서 또는 빔 경로 내의 광학 증폭기의 다운스트림에 있는 별개의 컴포넌트들(비선형 펄스 압축)에서 발생할 수 있다. 스펙트럼 대역폭을 증가시키기 위해 매질과 레이저 방사선의 가장 일반적으로 활용되는 비선형 상호작용은 자기 위상 변조(SPM : self-phase modulation)이다. SPM-유도 스펙트럼 확장은 다양한 기하학적 구조의 매질에서, 예를 들어, 광학 도파관(예를 들어, 광섬유)에서 실현될 수 있다.
SPM은 강도-의존 효과(intensity-dependent effect)이며, 이는 더 낮은 강도의 영역들에서 보다 더 높은 강도의 상호작용 영역들에서 더 강한 스펙트럼 확장이 발생한다는 것을 의미한다. 결과적으로, 전형적인 가우시안 빔 프로파일을 갖는 레이저 빔은 비선형 매질, 예를 들어 유리판(glass plate)를 통한 전파 동안 공간적으로 비균질한 스펙트럼 확장을 경험한다. 스펙트럼 확장(spectral broadening)은 빔 축으로부터 더 먼 에지 영역에서보다 빔 축 근처에서 더 두드러진다. 그러나, 많은 애플리케이션들은 빔 프로파일에 걸쳐 균질한 레이저 펄스들의 스펙트럼 대역폭을 요구한다.
공간적으로 균질한 스펙트럼 확장을 달성하기 위한 잘 알려진 접근법은 도파관들에서의 레이저 펄스들의 전파이다. 이들은, 예를 들어, 종래의 유리 섬유, 광자 결정 섬유(photonic crystal fiber) 또는 중공 코어 섬유(hollow-core fiber)일 수 있다. 중공 코어 섬유에서, 기체 (희가스, 질소 또는 기타)는 전형적으로 비선형 매질로서 사용된다. 이들 섬유에서, 레이저 방사선의 전파 고유 해(eigensolution)(횡단 모드, 바람직하게는 횡단 기본 모드)는 비선형 위상으로 그 전체가 임프린팅(imprint)되고, 따라서 스펙트럼 확장이 임프린팅된다(S. 
, H. Carstens, J. Rothhardt, J. Limpert, and A. 
, "2 스테이지 비선형 압축으로부터의 높은 반복률 및 평균 파워에서 멀티-기가와트 극초단 펄스," Opt. Express 19, 7546-7552, 2011 참조).
사용되는 섬유 유형, 유리 섬유 또는 중공 코어 섬유에 따라, 전파되고 따라서 압축될 수 있는 펄스 에너지와 관련하여 상이한 한계들이 발생한다. 유리 코어를 갖는 섬유들에서, 피크 펄스 파워은 자가-포커싱(self-focusing)에 의해 제한되고; 가스-충전된 중공-코어 섬유들에서, 이온화 효과들은 통상적으로 커플링될 수 있는 펄스 에너지를 결정한다. 따라서, 유리 섬유는 수 μJ의 펄스 에너지 범위까지의 비선형 펄스 압축에 적합한 반면, 중공 코어 섬유는 mJ 범위의 펄스 에너지에서의 다운스트림 펄스 압축을 허용한다. 무시할 수 있는 분산(dispersion)으로 인해, 중공-코어 섬유-기반 접근법은 레이저 방사선의 전자기장의 수 개의 발진 사이클의 범위까지 펄스 압축에 적합하며, 이는 거대한 스펙트럼 대역폭에 의해서만 지원되는 펄스 지속기간에 대응한다. 종래의 중공 코어 섬유는 코어 직경이 수 100 ㎛이고 섬유 길이가 1 미터 이하 범위이다. 이온화 효과(ionization effect)에 의한 제한은 소위 연신된(stretched) 중공 코어 섬유에 의해 어느 정도 상승될 수 있다. 코어 직경을 증가시키는 것(최대 1mm)은 고유 전파 손실들의 감소뿐만 아니라 이온화를 간섭하지 않고 더 높은 펄스 에너지들의 커플링을 허용한다. 섬유 길이의 연장(최대 >10m)으로, 충분히 강한 비선형 상호작용이 실현될 수 있다. 굽힘 손실(bending loss)을 최소화하기 위해, 장섬유(long fiber)는 연신된 상태로 유지된다(DE 10 2007 048 769 B3 참조). 스펙트럼적으로 확장된 펄스 에너지의 측면에서 최신 레코드 값은 20mJ의 범위 내에 있다(Vincent Cardin, Nicolas 
, Samuel Beaulieu, Vincent Wanie, 
, and Bruno E. Schmidt, "0.42 TW 2-cycle pulses at 1.8 μm via hollow-core fiber compression," Appl. Opt. Phys. Lett. 107, 181101, 2015 참조).
펄스형 레이저 방사선의 공간적으로 균일한 스펙트럼 확장에 대한 또 다른 잘 알려진 접근법(Nenad Milosevic, Gabriel Tempea, and Thomas Brabec, "Optical pulse compression: bulk media versus hollow waveguides," Opt. Lett. 25, 672-674, 2000)는 안정된 공진기로 설계된 다중경로 셀(multipass cell)이라 불리는 이미징 미러 어레이에서 매질에서의 스펙트럼 확장이 공간적으로 균질화된다는 사실을 이용한다.
다중경로 셀은 포커싱 미러들의 배열을 포함하며, 포커싱 미러들은 각각의 반사 지점에서 다중경로 셀 내로 커플링된 레이저 빔을 재지향시켜 빔 전파가 복수의 반사들 이후까지 다중경로 셀 내의 제어된 전파 경로를 따라 미리 정의된 볼륨으로 제한되고, 따라서 다중경로 셀의 볼륨을 통과하여 레이저 빔이 다중경로 셀을 떠난다. 공지된 다중경로 셀 설계는 예를 들어, 백색 셀(White cell) 또는 헤리오트 셀(Herriot cell)라고 불린다.
공간적으로 균질한 스펙트럼 확장을 위한 다중경로 셀의 사용은 다중경로 셀이 공진기의 횡방향 고유해들(transverse eigensolutions)로서 가우시안 빔들의 존재에 의해 특징지어지는 안정한 광학 공진기를 형성하도록 다중경로 셀의 미러들이 형상화되고 배열되는 것을 요구하며, 이는 비선형 도파관들에서의 횡방향 고유해들과 동일한 방식으로 스펙트럼 확장의 원하는 공간적 균질화를 경험한다.
유전체 재료(예를 들어, 유리판) 또는 심지어 가스(예를 들어, 희가스)가 다중경로 셀에 위치된 비선형 매질로서 사용될 수 있다.
다중경로 셀을 실현하기 위해 사용되는 미러들의 파괴 임계치(destruction threshold)는 셀 내로 커플링될 수 있는 압축성 펄스 에너지 또는 피크 펄스 파워를 제한한다. 파괴 임계치는 레이저 방사선의 강도에 의존한다. 원칙적으로, 미러 표면들 상의 강도는 미러 간격을 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 더욱이, 동심 미러 구성에 가깝게 작업할 수 있으며, 이는 모든 대칭 배열 중에서 미러 표면 상에 가장 큰 빔 반경을 생성한다. 그러나, 이러한 구성은 레이저 방사선의 작은 초점들을 초래하며, 이는 결국 매질 내의 비선형 상호작용과 관련하여 설계에서 고려되어야 한다. 한편으로, 매질의 파괴 또는 과도한 이온화는 회피되어야 하고, 다른 한편으로, 회전 당 축적된 비선형 위상은 빔 품질의 저하 및, 다시, 비균질 스펙트럼 확장(inhomogeneous spectral broadening)을 회피하기 위해 특정 한계값을 초과하지 않아야 한다.
입력 레이저 빔의 각각의 레이저 펄스를 공간적으로 분리된 전파 레이저 펄스 레플리카(replica)들로 분할함으로써 레이저 시스템들에서의 강도 관련 제한들을 회피하는 것이 종래 기술로부터 알려져 있으며, 그 후에 공간적으로 분리된 부분 빔들 - 이들 각각은 입력 레이저 빔보다 상응하여 더 낮은 파워를 가짐 - 은 레이저 시스템의 강도 제한된 컴포넌트들을 통과해 전파된다. 이어서, 공간적으로 분리된 부분 빔들의 가간섭성 또는 비간섭성 결합이 고 파워의 출력 레이저 빔에서 발생한다. 광학 증폭기 시스템, 특히 섬유 기반 증폭기 시스템에서, 공간적으로 분리된 증폭은 새로운 파라미터 범위로의 침투를 가능하게 한다(Marco Kienel, 
, Arno Klenke, Jens Limpert, and Andreas 
, "12 mJ kW-class ultrafast fiber laser system using multidimensional coherent pulse addition," Opt. Lett. 41, 3343-3346, 2016 참조). 아날로그적으로, 단일 레이저 펄스는 시간적으로 분리된 레이저 펄스 레플리카(replica)들로 분할될 수 있고, 레이저 시스템의 강도 제한된 컴포넌트를 통해 시간적으로 분리된 상태로 전파되고, 그런다음 출력 레이저 빔에서 레이저 펄스로 다시 가간섭성으로 중첩될 수 있다. 양쪽 접근법은 또한 조합될 수 있다.
이러한 배경 기술에 대비하여, 종래 기술에 비해 개선된 광학 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 과제이다. 특히 광학 시스템으로 특히 짧고 따라서 고 파워 및 펄스 에너지의 스펙트럼 광대역 레이저 펄스를 생성하는 것이 가능해야 한다.
본 발명은 레이저 펄스 레플리카가 전파되는 분할 엘리먼트(splitting element)와 결합 엘리먼트(combination element) 사이의 빔 경로에 배열된 적어도 하나의 다중경로 셀(multipass cell)을 제공함으로써 초기에 표시된 유형의 광학 시스템에 기초하여 이 문제를 해결하며, 다중경로 셀은 레이저 펄스 레플리카가 비선형 스펙트럼 확장을 겪는 매질을 함유한다.
비선형 스펙트럼 확장에 의해, 본 발명은 일반적으로 비선형 상호작용에 의한 새로운 스펙트럼 영역에서의 광 파워의 생성을 의미한다.
본 발명은 빔 분할(beam splitting)의 개념, 즉 다중경로 셀(multipass cell)에서 균일한 스펙트럼 확장과 조합하여 공간적으로 및/또는 시간적으로 분리된 전파 레이저 펄스 레플리카의 생성을 적용하는 기본 아이디어에 기초한다.
다중경로 셀의 미러들의 파괴 임계치에 도달하는 것을 회피하기 위해, 그리고 미러 간격을 급격하게 증가시키지 않으면서 그렇게 하기 위해, 따라서 스펙트럼 확장을 위해 사용되는 엘리먼트의 크기는, 본 발명에 따라, 각각의 레이저 펄스는 복수(2개 이상)의 레이저 펄스 레플리카들로 변환되고, 그런다음, 이들은 다중경로 셀 내로 공간적으로 및/또는 시간적으로 서로 분리되어, 그 안에 함유된 매질을 통과해(여러 번) 전파되고, 그에 의해 스펙트럼 확장을 겪는다. 이어서, 원래의 레이저 펄스와 연관된 레이저 펄스 레플리카들이 다시 중첩되어 출력 레이저 빔에 레이저 펄스를 형성한다.
레이저 펄스 레플리카의 가간섭성 중첩(coherent superposition)에서, 개별 레이저 펄스 레플리카의 위상 위치는 결정적으로 중요하다. 중첩(superposition)의 지점에서, 위상 위치는 각각의 경우에 시간적으로 크게 불변이고 크게 보강 간섭이 발생하도록 되어야 한다; 이에 의해 위상 위치는 수동적으로 안정되거나 능동적으로 안정화될 수 있다. 잘 알려진 접근법은 예를 들어 수동적으로 안정화된 중첩을 위해 Sagnac 간섭계(Florent Guichard, Yoann Zaouter, Marc Hanna, Franck Morin, 
, Eric Mottay, 
, and Patrick Georges, "Energy scaling of a nonlinear compression setup using passive coherent combining," Opt. Lett. 38, 4437-4440, 2013 참조) 또는 레이저 펄스 레플리카 수에 따라 확장 가능한 능동적으로 안정화된 가간섭성 중첩을 위한 다중 채널 마흐-젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)(Arno Klenke, Marco Kienel, Tino Eidam, 
, Jens Limpert, and 
, "Divided-pulse nonlinear compression," Opt. Lett. 38, 4593-4596, 2013, and Arno Klenke, 
, Marco Kienel, Tino Eidam, Jens Limpert, and 
, "Coherent combination of spectrally broadened femtosecond pulses for nonlinear compression," Opt. Lett. 39, 3520-3522. 2014 참조)를 사용하여 여기에 적용될 수 있다.
바람직하게는, 공간적으로 및/또는 시간적으로 분리된 레이저 펄스 레플리카들은 단일 다중경로 셀을 통해 전파된다. 공간적으로 분리된 부분 빔들이 공간적으로 분리된 다중경로 셀들을 통해 전파하는 것이 또한 고려될 수 있으며, 여기서 이들 각각은 (거의) 동일한 스펙트럼 확장을 겪고, 후속하여 출력 레이저 빔에서 공간적으로 중첩된다.
레이저 펄스들 상에 임프린트된 처프(chirp)는 적합한 분산 엘리먼트들(dispersive elements)(예를 들어, 처핑된 미러들)에 의해 대부분 제거될 수 있으며, 궁극적으로 원하는 펄스 지속기간 감소를 초래한다.
하나의 가능한 실시예에서, 분할 엘리먼트 및/또는 결합 엘리먼트는 각각 회절 빔 분할기로서 설계된다.
분할 엘리먼트 및/또는 결합 엘리먼트는 바람직하게는 각각 상이한 반사율의 구역들을 갖는 반사 엘리먼트를 포함한다. 특히 바람직하게는, 분할 엘리먼트 및 결합 엘리먼트는 각각 2개의 엘리먼트 쌍을 가지며, 각각은 연속 반사 엘리먼트 및 상이한 반사율의 구역을 갖는 반사 엘리먼트로 구성되며, 여기서 레이저 방사선은 연속적으로 수회 반사되고, 부분 빔은 전파 방향에 수직인 평면에서 2차원 어레이를 형성한다. 이는 레이저 펄스 레플리카들이 전파되는 공간적으로 분리된 부분 빔들의 컴팩트한 병렬 빔 경로를 실현할 수 있게 한다. 이 경우, 부분 빔의 개수는 상이한 반사율의 구역의 개수와 상응하지 않아도 된다. 분할 엘리먼트 및 결합 엘리먼트가 동일한 설계로 되어, 분할 및 결합 동안 광 경로 길이 차이(optical path length difference)가 보상되는 것이 편리하다.
시간적으로 분리된 레이저 펄스 레플리카들을 생성하기 위해, 분할 엘리먼트 및 결합 엘리먼트 각각이 적어도 하나의 빔 분할기 및 적어도 하나의 광학 지연 경로를 갖는 것을 제공하는 것이 편리할 수 있다. 레이저 펄스들은 상이한 길이들의 광학 지연 경로들을 통해 가이드되고, 레이저 펄스 레플리카들의 상응하여 상이한 시간 지연들을 초래한다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 레이저 빔으로부터 에러 신호를 도출하는 에러 신호 검출기, 및 빔 경로에 배열된 적어도 하나의 광 변조기를 제어하기 위해 에러 신호로부터 적어도 하나의 제어 신호를 도출하는 제어기가 제공된다. 이 제어 루프는 유리하게는 출력 레이저 빔에서의 가간섭성 중첩을 능동적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 상기 제어는, 예를 들어, 잘 알려진 LOCSET 원리에 따라 또는 순차적 위상 안정화(A. Klenke, M. 
, H. Stark, A. 
, and J. Limpert, "Sequential phase locking scheme for a filled aperture intensity coherent combination of beam arrays," Opt. Express 9, 12072-12080, 2018)에 의해 수행될 수 있다. 그에 의해, 광학 변조기는, 예를 들어, 공간적으로 분리된 부분 빔들의 어레이에 대응하는 위상 변조기들의 어레이를 가질 수 있고, 위상 변조기는 부분 빔들 각각과 연관된다. 이에 의해, 어레이의 모든 엘리먼트들이 반드시 제어될 필요는 없다. 부분 빔들의 위상 위치를 제어함으로써, 발생할 수 있는 부분 빔들의 광 경로 길이 차이들 및 적용가능한 경우, 외부 영향들에 의한 변동(fluctuate)이 능동적으로 보상될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서, 파워 설정 엘리먼트들의 배열이 빔 경로에 제공되고, 각각의 부분 빔에는 이 부분 빔의 레이저 펄스들의 파워에 영향을 주는 파워 제어 엘리먼트가 할당된다. 레이저 펄스들의 분할에서의 결함들로 인해, 개별 부분 빔들은 상이한 세기들을 가질 수 있다. 이것은 파워 설정 엘리먼트들(예를 들어, 광 감쇠기들)에 의해 보상될 수 있다.
편리하게는, 다중경로 셀은 적어도 2개의 미러를 가지며, 그 형상 및 배열은 다중경로 셀이 안정된 광 공진기를 형성하도록 선택된다. 상술한 바와 같이, 안정한 광 공진기에서, 가우스 모드(Gaussian mode)가 횡방향 고유해(transverse eigensolution)로서 발견되어, 스펙트럼 확장의 원하는 공간적 균질화가 발생한다. 셀의 미러들은 바람직하게는 넓은 스펙트럼 대역폭에 걸쳐 최소의 분산을 나타내는 유전체 층들을 가질 수 있다. 대안으로, 금속성 미러들은 반사 대역폭을 증가시킬 뿐만 아니라 훨씬 더 넓은 범위에 걸쳐 분산을 최소화하기 위한 다중경로 셀을 형성할 수 있다. 그러나, 다중경로 셀이 유전체 미러들을 갖는 것이 또한 가능하며, 매질 및 유전체 미러들은 전체 이상 분산(anomalous dispersion)을 갖는다. 이러한 방식으로, 다중경로 셀은 레이저 펄스 레플리카의 스펙트럼 확장 및 동시 시간 압축(솔리톤 자가-압축(soliton self-compression))을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 예시들이 도면들을 참조하여 이하에서 설명된다. 도면들이 도시된다 :
도 1은 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도를 도시한다.
도 2는 다중 반사에 기초한 분할 또는 결합 엘리먼트를 도시한다.
도 3는 제2 실시예에서 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도로서 도시한다.
도 4는 제3 실시예에서 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도로서 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도를 도시한다.
도 2는 다중 반사에 기초한 분할 또는 결합 엘리먼트를 도시한다.
도 3는 제2 실시예에서 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도로서 도시한다.
도 4는 제3 실시예에서 본 발명에 따른 광학 시스템의 개략도를 블록도로서 도시한다.
도 1의 실시예에서, 레이저 소스(1)(예를 들어, 다운스트림 증폭기를 갖는 모드 잠금 발진기(mode-locked oscillator)를 포함함)로부터 유입되는 펄스형 레이저 방사선의 입력 레이저 빔은 분할 엘리먼트(2)에 의해 다수의 공간적으로 분리된(그리고 바람직하게는 평행한) 부분 빔들로 분할된다. 분할 엘리먼트(2)의 기능은 편하게는 캐스케이드 배열(cascaded arrangement), 회절 엘리먼트(diffractive element) 또는 상이한 반사율의 구역들을 갖는 미러들의 배열에서의 부분 반사 미러들 또는 편광 빔 분할기들의 배열에 기초한다(하기 참조). 공간적으로 분리된 부분 빔들은 다중경로 셀(3)로 결합된다. 이것은 안정적인 공진기 구성에 따라 간격 및 형상이 선택되는 적어도 2개의 미러를 갖는다. 다중경로 셀은 비선형 매질(예를 들어, 투명한 고체 또는 가스)를 함유하며, 이는 부분 빔들에서 전파되는 레이저 펄스 레플리카들에 SPM에 의해 (주로) 위상을 임프린팅(imprint)하고 결과적으로 스펙트럼 확장을 야기한다. 마찬가지로, 다른 비선형 프로세스들도 새로운 스펙트럼 성분을 생성할 수 있다. 이 경우에, 대략 동일한 비선형 위상이 모든 레이저 펄스 레플리카 상에 임프린트된다. 공간적으로 분리된 부분 빔들은 스펙트럼적으로 넓어진 레이저 펄스 레플리카들의 가간섭성 길이보다 더 큰 광 경로 차이들을 나타내지 않는다. 스펙트럼적으로 넓어진 레이저 펄스 레플리카들은 (예를 들어, 미러들 중 하나의 미러의 홀(hole)을 통해) 다중경로 셀(3)을 빠져나가 결합되고, 후속하여 결합 엘리먼트(4)에 의해 중첩되고 공간적으로 가간섭성으로 결합된다. 이것은 예를 들어, 적절한 처핑된 미러들(chirped mirrors)을 이용하여 펄스 압축 스테이지(5)가 뒤따를 수 있다. 마찬가지로, 다중경로 셀(3)의 미러 뿐만 아니라 그 안에 함유된 비선형 매질은 비정상 총 분산을 가질 수 있고, 따라서 다중경로 셀(3) 내의 모든 부분 빔 또는 레이저 펄스 레플리카의 거의 동일한 솔리톤 자가-압축을 야기할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템에서 사용될 수 있는 다중 반사를 기반으로 하는 분할 또는 결합 엘리먼트를 나타낸다. 엘리먼트는 4개의 서브 엘리먼트 A, B, C, D로 구성된다. 제1 서브 엘리먼트(A)는 가능한 반사율이 높은 미러이다. 제2 서브 엘리먼트(B)는 (도시된 예에서) 상이한 반사율을 갖는 예시적으로 4개의 구역들을 포함한다. 레이저 빔은 도 2에 도시된 경로를 취한다. 서브 엘리먼트(B)의 구역들의 반사율은 입사하는 입력 레이저 빔(EL)이 일정한 비율로 부분 빔들로 분할되도록 선택될 수 있다. 일 예는 모든 부분 빔들에 대해 동일한 부분들로 분할하는 것이다. 이는 4개의 구역들의 반사율들을 75%, 66%, 50% 및 0%가 되도록 선택함으로써 달성된다. 그런 다음, 출사하는 4개의 부분 빔들은 2개의 서브 엘리먼트들(C 및 D)의 평면-평행한 표면들에 도달하고, 이들은 서브 엘리먼트들(A, B)을 향해 틸트된다. 서브 엘리먼트 C는 또 고 반사성이다. 서브 엘리먼트 D는 다시 (앞에서와 같이) 변화하는 반사율의 4개의 구역(zone)들을 갖는다. 그 결과, 도시된 바와 같이, 16개의 부분 빔들의 2차원 어레이가 빔 경로에 수직인 평면에서 생성된다. 서브 엘리먼트들 B 및 D에서의 상이한 반사율의 구역들의 수는 각각의 경우에 원하는 부분 빔들의 수에 따라, 즉 분할 비율에 따라 임의적일 수 있다. 구역들의 수는 반드시 부분 빔들의 수와 동일할 필요는 없다는 것을 유의해야 한다. 구역은 또한 빔을 여러 번 반사할 수 있다. 분할 엘리먼트(2) 및 결합 엘리먼트(4)는 16개의 부분 빔들의 결과적인 경로 길이 차이들이 (이상적으로는 가간섭성 길이 내에서) 서로 거의 상쇄되는 방식으로 동일하고 배열될 수 있다.
다중경로 셀(3) 내의 평행한 부분 빔들의 초점들은 중첩될 수 있음에 유의해야 한다. 이것은 부분 빔들의 바람직하지 않은 비선형 상호작용들을 초래할 수 있다. 도 2에 도시된 분할/결합 엘리먼트의 특별한 특징은 평행한 부분 빔들의 레이저 펄스 레플리카들이 시간적으로 서로 오프셋(offset)되어 레이저 펄스 레플리카들 사이의 상호작용들이 회피된다는 것이다. 시간 오프셋은 세그먼트화된 미러들에 대한 고 반사의 거리들에 의해 결정되고, 입력 레이저 빔에서의 레이저 펄스 지속기간에 따라 선택될 수 있다. 필요한 경우, 공간적으로 분리된 부분 빔들 사이의 임프린트된 각도들은 초점들의 중첩을 감소시키거나 회피할 수 있다.
가능한 한 동일한 파워의 부분 빔들로의 분할이 중요한데, 이는 다중경로 셀(3) 내의 모든 부분 빔들이 거의 동일한 비선형 상호 작용을 겪어, 거의 동일한 펄스 지속기간 단축을 초래해야 하고, 또한, 이는 출력 레이저 빔을 생성하기 위해 결합 엘리먼트(4) 내의 다운스트림 가간섭성 중첩에서의 높은 결합 효율을 위한 기초이다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 부분 빔 어레이에 적응된 파워 액추에이터들(6)의 어레이가 제공될 수 있다. 가장 간단한 경우에, 이것은 예를 들어, 조정가능한 감쇠기들의 어레이에 의해 실현될 수 있다.
서브 파장 범위의 경로 길이 차이의 검출은 도 3의 실시예에서 에러 신호 검출기(7)에 의해 수행된다. 이러한 목적을 위해, 공지된 배열들이 사용될 수 있다(예를 들어, Arno Klenke, Michael 
, Henning Stark, Andreas 
, 및 Jens Limpert, "Sequential phase locking scheme for a filled aperture intensity coherent combination of beam arrays," Opt. Express 26, 12072-12080, 2018). 결합 엘리먼트(4)에서의 간섭 중첩의 보정 또는 안정화는 위상 변조기(8)의 어레이(예를 들어, 피에조 액추에이터(piezo actuator)를 갖는 미러 어레이)에 의해 수행될 수 있으며, 이는 결국 그 기하학적 형태가 부분 빔 어레이에 적응된다. 이를 위해 사용된 전자 제어 루프는 도 3에 도시되지 않는다. 전술한 능동 안정화에 대한 대안으로서, 수동 접근법이 또한 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 예에서, 분할 엘리먼트(2)는 입력 레이저 펄스들을 이상적으로 동일한 펄스 에너지를 갖는 적어도 2개의 시간적으로 분리된 레이저 펄스 레플리카들로 분할하며, 이 예에서 펄스-선택적 파워 제어(9)에 의해 미세하게 조정된다. 다중경로 셀(3)에서, 레이저 펄스 레플리카들의 상응하는 시간적으로 분리된 스펙트럼 확장은 출력 레이저 빔을 생성하기 위해 4에서 후속 가간섭성 결합으로 수행된다. 또한, 레이저 펄스들의 시간적 분할(temporal splitting)에 의해, 레이저 펄스 레플리카들의 상대적인 위상 위치 및 그들의 안정성은 펄스 에너지의 대부분이 출력 레이저 빔에 함유되는 안정한 방출을 위해 필수적이다. 검출 및 능동 안정화를 위한 공지된 접근법이 또한 여기서 사용될 수 있다. 실시예에서, 상대적인 위상 위치(10)의 검출 및 대응하는 능동 제어(11)를 위한 엘리먼트들이 이러한 목적을 위해 셋업(setup)에 포함된다. 전자 제어 컴포넌트는 도 4에 다시 도시되지 않는다. 특히 레이저 펄스 레플리카의 시간적으로 분리된 스펙트럼 확장에 대해, 수동 접근법(즉, 제어 전자기기를 필요로 하지 않는 접근법)이 결합에서 레이저 펄스 레플리카의 정확한 상대 위상 위치를 설정하는데 사용될 수 있다.
입력 레이저 빔의 개별 레이저 펄스들을 13개의 부분 반사 미러들에서 레이저 펄스 레플리카들의 시간적 시퀀스로 분할하기 위해, 편광 엘리먼트들(예를 들어, 박막 편광기 또는 편광 빔 분할기)이 사용될 수 있거나, 또는 상이한 편광들에서 상이한 통과 시간(transit time)들을 갖는 결정들(복굴절 결정들)이 사용될 수 있다. 대응하는 반전된 배열dl 4에서 가간섭성 결합을 허용한다.
대안으로(도시되지 않음), 빔 반전은 시스템의 출력에서, 즉 다중통과 셀(3)을 통과한 후에, 예를 들어 고반사 미러와 함께 패러데이 회전기에 의해 발생할 수 있다. 반사 후, 레이저 펄스 레플리카는 결합을 위해 역방향으로 분할 엘리먼트(2)를 사용하여 다중경로 셀(3)을 통과하여 역방향으로 전파된다.
특히 시스템의 출력에서 사용되는 광학 컴포넌트들이 비선형 확장된 레이저 펄스들의 스펙트럼 대역폭을 지원하는 것이 중요하다.
공간적으로 그리고 시간적으로 서로로부터 분리된 레이저 펄스 레플리카들(laser pulse replicas)로의 다차원 분할(multi-dimensional division)이 가능하다는 것에 유의해야 한다. 이는, 예를 들어, 도 3 및 도 4의 실시예들의 조합에 대응한다.
다중경로 셀(3)의 미러들의 분산 및 극도의 광대역(몇몇 사이클(few cycle)) 레이저 펄스들의 생성에서의 연관된 제한들로부터 발생할 수 있는 문제들을 극복하기 위해, 금속성 미러들이 유리하게는, 양호한 열 전도성에 의해 특징지어지는 기판(예를 들어, 구리 또는 사파이어) 상의 금속성 층으로 구성되는, 다중경로 셀(3)에 사용될 수 있다.
Claims (15)
- 광학 시스템에 있어서
- 입력 레이저 빔(EL)에서 레이저 펄스의 시간적 시퀀스로 구성된 펄스형 레이저 방사선을 생성하는 레이저 소스(1),
- 빔 경로에서 레이저 소스(1) 뒤에 있는 분할 엘리먼트(2)로서, 상기 레이저 펄스 각각을 공간적으로 및/또는 시간적으로 서로 분리된 레이저 펄스 레플리카(replica)로 분할하는, 상기 분할 엘리먼트(2),
- 상기 빔 경로에서 분할 엘리먼트(2) 뒤에 있는 결합 엘리먼트(4)로서, 출력 레이저 빔 내의 각각의 레이저 펄스에 상기 레이저 펄스 레플리카들을 중첩시키는, 상기 결합 엘리먼트(4)를 포함하고,
상기 분할 엘리먼트(2)와 상기 결합 엘리먼트(4) 사이의 상기 빔 경로에 배열되고 상기 레이저 펄스 레플리카가 전파되는 적어도 하나의 다중경로 셀(multipass cell)(3)에 의해 특징지어지고, 상기 다중경로 셀(3)은 상기 레이저 펄스 레플리카가 비선형 스펙트럼 확장을 겪는 매질을 함유하는, 광학 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 다중경로 셀(3) 뒤의 상기 빔 경로에 배치된 반사기를 포함하고, 상기 반사기는 상기 다중경로 셀(3)을 통한 전파 후에 상기 레이저 펄스 레플리카들을 반사하고, 그 후에 상기 레이저 펄스 레플리카들은 상기 다중경로 셀(3)을 통해 역방향으로 전파하며, 상기 결합 엘리먼트(4)는, 상기 분할 엘리먼트(2)가 각각의 레이저 펄스에서 상기 다중경로 셀(3)을 통한 역방향으로 전파 후에 상기 레이저 펄스 레플리카들을 중첩(superimpose)시킨다는 점에서, 상기 분할 엘리먼트(2)에 의해 형성되는, 광학 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 분할 엘리먼트(2) 및/또는 상기 결합 엘리먼트(4)는 상이한 반사율의 구역(zone)들을 갖는 반사 엘리먼트를 포함하는, 광학 시스템.
- 제3항에 있어서, 상기 분할 엘리먼트(2) 및/또는 상기 결합 엘리먼트(4) 각각은 상기 레이저 방사선이 한번 이상 연속적으로 반사되는 2개 이상의 반사 엘리먼트(A, B, C, D)를 포함하는, 광학 시스템.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 분할 엘리먼트(2) 및 상기 결합 엘리먼트(4)는 동일한 구성을 갖는, 광학 시스템.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분할 엘리먼트(2) 및 상기 결합 엘리먼트(4) 각각은 적어도 하나의 빔 분할기(beam splitter) 및 적어도 하나의 광학 지연 경로(optical delay path)를 포함하는, 광학 시스템.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 펄스 레플리카들은 공간적으로 분리된 부분 빔(partial beam)들로 상기 다중경로 셀(3)을 통해 전파되는, 광학 시스템.
- 제7항에 있어서, 상기 부분 빔들은 상기 빔 경로에 수직인 평면에서 2차원 어레이를 형성하는, 광학 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 방사선으로부터 에러 신호를 도출하는 에러 신호 검출기(7), 및 상기 빔 경로에 배열된 적어도 하나의 광 변조기(8)를 구동하기 위해 상기 에러 신호로부터 적어도 하나의 작동 신호를 도출하는 제어기를 포함하는, 광학 시스템.
- 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 광학 변조기(8)는 상기 부분 빔들의 어레이에 대응하는 위상 변조기들의 어레이를 포함하고, 상기 부분 빔들 각각은 연관된 위상 변조기를 갖는, 광학 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 파워 액추에이터(6)의 배열이 상기 빔 경로에 위치되고, 상기 파워 액추에이터(6)는 해당 부분 빔 내의 상기 레이저 펄스 레플리카의 파워에 영향을 미치는 각각의 부분 빔과 연관되는, 광학 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다중경로 셀(3)은 적어도 2개의 미러를 포함하고, 상기 미러의 형상 및 배열은 상기 다중경로 셀(3)이 안정된 광 공진기(optical resonator)를 형성하도록 선택되는, 광학 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 다중경로 셀(3)은 동심 배열(concentric arrangement)의 구면 미러(spherical mirror)를 포함하는, 광학 시스템.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 다중경로 셀(3)은 금속성 미러를 포함하는, 광학 시스템.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다중경로 셀(3)은 유전체 미러(dielectric mirror)를 포함하고, 상기 매질 및 유전체 미러는 비정상 총 분산(anomalous total dispersion)을 갖는, 광학 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020115753.3A DE102020115753B3 (de) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | Kurzpuls-Lasersystem |
| DE102020115753.3 | 2020-06-15 | ||
| PCT/EP2021/065975 WO2021254963A1 (de) | 2020-06-15 | 2021-06-14 | Kurzpuls-lasersystem |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230029787A true KR20230029787A (ko) | 2023-03-03 |
Family
ID=76432407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237001421A KR20230029787A (ko) | 2020-06-15 | 2021-06-14 | 단펄스형 레이저 시스템 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230275385A1 (ko) |
| EP (1) | EP4165736A1 (ko) |
| KR (1) | KR20230029787A (ko) |
| CN (1) | CN116171515A (ko) |
| DE (1) | DE102020115753B3 (ko) |
| WO (1) | WO2021254963A1 (ko) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007048769B3 (de) | 2007-10-10 | 2009-01-29 | Laser-Laboratorium Göttingen eV | Lichtleiteranordnung, Herstellungsverfahren und Verwendung dafür |
| DE102014007159B4 (de) * | 2014-05-15 | 2017-04-13 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Anordung zur spektralen Verbreiterung von Laserpulsen für die nichtlineare Pulskompression |
| FR3087276B1 (fr) * | 2018-10-10 | 2021-05-14 | Amplitude Systemes | Systeme et procede de compression d'impulsions lumineuses breves ou ultrabreves et systeme laser a impulsions lumineuses associe |
| DE102018125356A1 (de) | 2018-10-12 | 2020-04-16 | Active Fiber Systems Gmbh | Multi-Apertur-Lasersystem |
-
2020
- 2020-06-15 DE DE102020115753.3A patent/DE102020115753B3/de active Active
-
2021
- 2021-06-14 CN CN202180057102.5A patent/CN116171515A/zh active Pending
- 2021-06-14 EP EP21736977.6A patent/EP4165736A1/de active Pending
- 2021-06-14 WO PCT/EP2021/065975 patent/WO2021254963A1/de unknown
- 2021-06-14 US US18/010,530 patent/US20230275385A1/en active Pending
- 2021-06-14 KR KR1020237001421A patent/KR20230029787A/ko active Search and Examination
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116171515A (zh) | 2023-05-26 |
| EP4165736A1 (de) | 2023-04-19 |
| DE102020115753B3 (de) | 2021-07-08 |
| WO2021254963A1 (de) | 2021-12-23 |
| US20230275385A1 (en) | 2023-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3803979B2 (ja) | 環境変化に対して安定な受動型モードロック・レーザー | |
| US5847863A (en) | Hybrid short-pulse amplifiers with phase-mismatch compensated pulse stretchers and compressors | |
| US5541947A (en) | Selectively triggered, high contrast laser | |
| US7924892B2 (en) | Fiber amplifier based light source for semiconductor inspection | |
| JP7451656B2 (ja) | レーザビームの方法及びシステム | |
| JP4913396B2 (ja) | 極短パルス光源 | |
| EP2369695B1 (en) | Fiber amplifier based light source for semiconductor inspection | |
| US5015054A (en) | Apparatus and method for increasing the bandwidth of a laser beam | |
| US20210333565A1 (en) | Multi-aperture laser system | |
| US9941653B2 (en) | Optical array comprising a beam splitter | |
| US6603600B2 (en) | Chirped pulse amplification method and apparatus | |
| US8494016B2 (en) | Mode locked laser system | |
| KR20220025113A (ko) | 펄스 지속시간 스위치를 갖는 레이저 시스템 | |
| WO2009126810A2 (en) | Phase modulator system for generating millijoule level few-cycle laser pulses | |
| US20060092994A1 (en) | High-power amplified spectrally combined mode-locked laser | |
| Jacqmin et al. | Manifold coherent combining of few-cycle pulses in hollow-fiber compressors | |
| US20230275385A1 (en) | Short pulse laser system | |
| CN115224580A (zh) | 一种偏振可切换的短脉冲激光系统 | |
| Eidam et al. | High-power ultrafast fiber lasers for materials processing | |
| US20050063446A1 (en) | Phase conjugate laser and method with improved fidelity | |
| US6212209B1 (en) | Switchable laser using a faraday rotator | |
| Xia et al. | Detection and analysis of the signal-to-noise ratio in the injection laser system of the Shenguang-II facility | |
| EP1794853B1 (en) | Spatial filter for phase conjugate laser | |
| Russbueldt et al. | High-Average Power Ultrafast Yb: Innoslab-Amplifier | |
| Hale | Novel Solid State Lasers Based on Volume Bragg Gratings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |