KR20240019844A

KR20240019844A - 환경 영향을 보상하기 위한 수동 변환 장치를 구비한 펄스 변형 장치

Info

Publication number: KR20240019844A
Application number: KR1020247001525A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 엔츠만
Original assignee: 트룸프 레이저 게엠베하
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2024-02-14
Also published as: US20240154377A1; WO2023285028A1; CN117693872A; DE102021207332A1; EP4371197A1

Abstract

본 발명은 레이저 펄스(2)의 스펙트럼 성분(7)들의 각도 분리 및 결합을 위한 적어도 하나의 분산 광학 요소(3, 3'), 및 상기 스펙트럼 성분(7)들에 영향을 주어 펄스 변형 장치(1)의 분산을 조정하는 조정 장치(4')를 포함하는, 레이저 펄스(2)의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치 또는 레이저 펄스(2)의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치(1)에 관한 것이다. 상기 펄스 변형 장치(1)는 적어도 하나의 환경 파라미터(U)에 의존하는 출력 변수(A)를 갖는 적어도 하나의 수동 센서 요소(5), 및 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 나타나는 펄스 변형 장치(1) 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치(25) 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치(26)의 분산 변화를 보상하기 위해, 상기 적어도 하나의 수동 센서 요소(5)에 의해 제공된 출력 변수 변화(dA)를 상기 조정 장치(4')에 대한 조정 변수 변화(dS)로 변환하는 수동 변환 장치(6)를 더 포함한다.

Description

환경 영향을 보상하기 위한 수동 변환 장치를 구비한 펄스 변형 장치

본 발명은 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치 또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 처프 펄스 증폭 시스템(Chirped-Pulse-Amplification System )에 관한 것이다.

레이저 펄스, 특히 초단 레이저 펄스, 즉 피코초 범위 이하의 펄스 지속 시간을 갖는 레이저 펄스는 예를 들어 레이저 용접 및 레이저 절단을 포함하는 재료 가공과 같은 다양한 기술 분야에 사용된다. 레이저 펄스를 설명하는데 중요한 변수는 주파수 공간에서 레이저 펄스의 전기장의 위상, 즉 소위 스펙트럼 위상이다. 따라서, 일정하거나 주파수에 선형으로 의존하는 스펙트럼 위상을 갖는 처프되지 않은(unchirped) 레이저 펄스와, 스펙트럼 위상이 더 복잡한 주파수 의존성을 갖는 처프된(chirped) 레이저 펄스가 구별될 수 있다. 간단히 말해서, 처프된 레이저 펄스에서는 특정 스펙트럼 성분(예: 낮은 주파수 성분)이 다른 스펙트럼 성분(예: 높은 주파수 성분)에 선행한다. 처프되지 않은 레이저 펄스는 주어진 스펙트럼 폭에서 최소 펄스 지속 시간을 특징으로 한다.

레이저 펄스의 특성은 레이저 펄스의 개별 스펙트럼 성분에 상이한 영향을 미치는 장치, 즉 분산 장치, 특히 스펙트럼 위상을 변경하는 장치에 의해 의도적으로 영향을 받을 수 있다. 일반적으로 높은 펄스 품질, 짧은 펄스 지속 시간 및 높은 펄스 강도가 바람직다. 특히 중요한 것은 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치와 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치이다. 펄스 신장 장치를 사용하면, 처프되지 않은 레이저 펄스와 처프된 레이저 펄스가 시간 신장될 수 있다. 결과적으로 발생하는 시간 신장된 레이저 펄스는 처프되거나 더 많이 처프된다. 처프된 레이저 펄스는 펄스 압축 장치를 사용하여 시간 압축될 수 있다. 그러면 결과적으로 시간 압축된 레이저 펄스가 덜 처프되거나 처프되지 않는다.

펄스 신장 및 펄스 압축 장치들은 서로 조합해서 사용되는 경우가 많다. 예를 들어 소위 처프 펄스 증폭 시스템(Chirped-Pulse-Amplification System)에는 적어도 하나의 펄스 신장 장치, 적어도 하나의 펄스 압축 장치 및 펄스 증폭 장치가 통합된다. 시드 레이저와 함께 처프 펄스 증폭 시스템은 최고의 펄스 강도를 갖는 초단 레이저 펄스를 생성하는 역할을 한다. 시드 레이저(예: 파이버 레이저)의 레이저 펄스는 먼저 적어도 하나의 펄스 신장 장치를 사용하여 시간 신장된다. 신장된 레이저 펄스는 후속해서 증폭 장치(예: 광섬유 증폭기)에서 증폭된다. 증폭 후, 증폭된 레이저 펄스는 적어도 하나의 펄스 압축 장치를 사용하여 다시 시간 압축된다. 증폭 전에 시간 신장이 없으면, 높은 강도 및 관련 비선형 효과로 인해 증폭 장치의 증폭 매체가 손상되거나 파괴될 수 있으며, 펄스 특성이 손상될 수 있다. 시드 레이저 및 처프 펄스 증폭 시스템을 갖는 초단 펄스 레이저의 구조에 대한 다른 세부 사항은 예를 들어 F. Jansen 등 저, 논문 "Pulsed Lasers for Industrial Applications", Laser Technik Journal 2, 46(2018)에 나타난다.

펄스 신장 및 펄스 압축 장치들은 프리젯 장치(free-jet device)로 설계되는 경우가 많은데, 이는 레이저 펄스 또는 그 스펙트럼 성분이 적어도 부분적으로 공기 또는 다른 가스 분위기를 통해 전파됨을 의미한다. 이는 고강도가 나타나는 경우 및/또는 높은 신장 팩터가 달성되어야 하는 경우에 특히 바람직하다. 이 디자인에는, 개별 스펙트럼 성분을 분리하고 결합하기 위해 적어도 하나의 격자 또는 프리즘이 사용되는 격자 및 프리즘 신장기 또는 격자 및 프리즘 압축기가 포함된다. 분리된 스펙트럼 성분들은 다시 결합되기 전에 신장기 또는 압축기에서 상이한 전파 시간을 가지며, 이는 원하는 시간 신장 또는 압축으로 이어진다.

펄스 신장 또는 펄스 압축 장치의 분산은 펄스 신장 또는 펄스 압축 장치를 통해 전파되는 동안 레이저 펄스의 누적된 스펙트럼 위상()을 통해 수학적으로 설명될 수 있다. 펄스 신장 또는 펄스 압축 장치의 특성화는 일반적으로 레이저 펄스의 중심 주파수() 주변의 각 주파수()에서 테일러 전개(Taylor's expansion)

의 계수()를 사용하여 수행된다. 특히 중요한 것은 가장 낮은 차수의 레이저 펄스의 시간적 발산 또는 수렴을 나타내는 그룹 지연 분산()이다. 그러나 고분산 펄스 신장 및 펄스 압축 장치에서는 고차 분산, 특히 3차 분산()도 중요한 역할을 한다.

펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치 또는 펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치를 구비한 장치의 분산을 조정하는 장치들은 종래 기술에 개시되어 있다. 가능한 최고의 펄스 품질, 특히 가능한 가장 짧은 펄스 지속 시간을 달성하려면, 분산을 정확하게 조정하는 것이 중요하다. 특히 펄스 신장 장치 및/또는 펄스 압축 장치에 영향을 주는 환경의 변화들이 보상될 수 있다. 분산의 조정은 레이저 펄스의 적어도 하나의 펄스 특성을 측정하는 것에 기초하여 수행된다.

EP 3 578 287 A1에는 각도 분산을 생성하기 위한 적어도 하나의 분산 요소와 각도 분산 영역에 배열된 광학 유닛을 갖춘 어셈블리와 함께 레이저 펄스 소스와 레이저 펄스의 펄스 신장 또는 펄스 압축을 위한 분산 조정 유닛을 갖춘 레이저 시스템이 개시되어 있다. 광학 유닛은, 레이저 펄스를 전송하며 레이저 펄스의 개별 스펙트럼 성분의 입사각에 따른 평행 오프셋을 유발하는 평면 평행 광 디스크를 포함한다. 광 디스크의 회전은 분산 조정 유닛의 분산 특성에 영향을 미친다. 특히, 레이저 시스템의 출력 빔에서 레이저 펄스의 펄스 지속 시간은 광 디스크의 회전에 의해 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 시스템은 펄스 지속 시간 측정 장치 및 제어 유닛을 더 포함한다. 펄스 지속 시간 측정 장치는 펄스 지속 시간에 따른 측정 신호를 제어 유닛에 출력하는 역할을 한다. 제어 유닛은 펄스 지속 시간 측정에 따라 광 디스크의 각도 위치를 조정하기 위한 각도 조정 장치를 제어하는 역할을 한다.

US 7,822,347은 펄스 발생기, 펄스 신장기, 펄스 증폭기 및 펄스 압축기뿐만 아니라 조정 요소 및 펄스 측정 장치를 갖춘 처프 펄스 증폭 시스템을 개시한다. 조정 요소는 처프 펄스 증폭 시스템의 그룹 속도 분산을 조정하고 압축된 펄스의 펄스 지속 시간을 조절하는데 적합하다. 조정 요소를 사용하면 처프 펄스 증폭 시스템의 기존 요소들 중 하나의 요소(예: 펄스 신장기 또는 펄스 압축기)의 분산이 조정될 수 있거나 처프 펄스 증폭 시스템의 추가 분산 요소이다. 펄스 측정 장치는 예를 들어 다광자 검출, 자기상관기 또는 FROG(Frequency-Resolved Optical Gating) 시스템을 통해 압축된 펄스의 적어도 하나의 펄스 특성을 측정하는데 적합하다. 조정 요소는 펄스 측정 장치의 출력 신호에 반응하도록 설계되어 있다. 일 실시예에서, 조정 요소는 환경 변화 또는 프리젯 요소들의 광 경로 길이로 인한 분산 변화를 보상하는 역할을 한다. 추가 실시예에서, 조정 요소는 온도 구배 또는 변형률 구배를 광섬유 브래그 격자에 적용하도록 설계된다.

그러나, 위에서 언급한 것들을 포함하여 알려진 펄스 측정 장치들, 각도 조정 장치들 및 제어 유닛들은 일반적으로 구조가 비교적 복잡하고 가격이 상대적으로 비싸다.

본 발명의 과제는 펄스 변형 장치에서 나오는 레이저 펄스가 적어도 하나의 환경 파라미터에 관계없이 일관된 펄스 특성을 가지며, 펄스 변형 장치가 간단하고 비용 효율적인 구조를 특징으로 하는, 펄스 신장 장치 또는 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 제 1 양태에 따라 레이저 펄스의 스펙트럼 성분들의 각도 분리 및 결합을 위한 적어도 하나의 분산 광학 요소, 상기 스펙트럼 성분들에 영향을 주어 펄스 변형 장치의 분산을 조정하는 조정 장치, 적어도 하나의 환경 파라미터에 의존하는 출력 변수를 갖는 적어도 하나의 수동 센서 요소, 및 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인해 나타나는 펄스 변형 장치 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치의 분산 변화를 보상하기 위해, 상기 적어도 하나의 수동 센서 요소의 출력 변수 변화를 조정 장치의 조정 변수 변화로 변환하는 수동 변환 장치를 포함하는 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치 형태의 또는 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치에 의해 해결된다.

이러한 보상의 결과로 나타나는 레이저 펄스는 적어도 하나의 환경 파라미터에 관계없이 일관된 펄스 특성을 갖는다.

레이저 펄스가 펄스 변형 장치에 더하여 하나 이상의 추가 펄스 신장 장치 및/또는 하나 이상의 추가 펄스 압축 장치를 통해 전파되는 경우, 펄스 변형 장치의 분산 변화 대신에 또는 그에 추가하여 상기 추가 펄스 신장 장치 또는 다수의 추가 펄스 신장 장치들 중 적어도 하나 및/또는 상기 추가 펄스 압축 장치 또는 다수의 추가 펄스 압축 장치들 중 적어도 하나의 분산 변화가 보상될 수 있다. 예시적인 응용 분야는 처프 펄스 증폭 시스템이다. 펄스 변형 장치는 바람직하게는 누적된 분산을 보상하도록 설계된다. 추가 펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치들은 레이저 펄스의 빔 경로에서 펄스 변형 장치 전 및/또는 후에 배열될 수 있다.

펄스 변형 장치는 프리젯 장치로 설계된다. 프리젯 펄스 신장 장치 및 프리젯 펄스 압축 장치에서, 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화는 특히 공기 또는 가스 분위기의 굴절률 변화를 초래하고, 이는 결국 분산의 변화를 초래한다.

적어도 하나의 분산 광학 요소는 예를 들어 적어도 하나의 회절 격자 또는 적어도 하나의 프리즘이다. 레이저 펄스의 분리된 스펙트럼 성분들은 다시 결합되기 전에 서로 다른 전파 시간을 가지며, 이는 레이저 펄스의 원하는 시간 압축 또는 시간 신장으로 이어진다.

단일 수동 센서 요소의 경우, 이 센서 요소는 단 하나의 환경 파라미터가 변화되거나 다수의 환경 파라미터들이 변화될 때 출력 변수 변화를 나타낼 수 있다. 다수의 수동 센서 요소들의 경우 이는 각 수동 센서 요소에 적절하게 적용된다.

수동 변환 장치는 출력 변수 변화를 조정 변수 변화로 변환하고, 결과적인 조정 변수 변화는 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인해 발생하는 분산 변화에 대한 보상으로 이어진다.

여기서 수동 변환 장치는 특히 능동 요소, 예를 들어 모터, 추가 에너지원 및 전자 장치를 필요로 하지 않는 변환 장치를 의미하는 것으로 이해된다. 이는 수동 센서 요소에도 적용된다. 결과적으로, 펄스 변형 장치는 상대적으로 간단하고 저렴하게 구성되며 유지 관리가 용이하거나 심지어 유지 관리가 필요하지 않다.

일 실시예에서, 조정 장치는 평면 평행 투과 광학 요소를 포함하고, 상기 평면 평행 투과 광학 요소는 레이저 펄스의 각도 분리된 스펙트럼 성분들이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되도록 배열되며, 펄스 변형 장치의 분산은 평면 평행 투과 광학 요소의 회전을 통해 조정될 수 있고 조정 변수 변화는 평면 평행 투과 광학 요소의 회전 각도에 해당한다. 평면 평행 투과 광학 요소는 예를 들어 유리판일 수 있다. 상기 회전 각도만큼 평면 평행 투과 광학 요소를 회전시킴으로써 스펙트럼 성분의 빔 경로가 변경되고 이는 펄스 변형 장치의 분산에 영향을 미친다. 평면 평행 투과 광학 요소를 회전시킴으로써 분산을 조정하는 것에 대한 세부 사항은 EP 3 578 287 A1에서 찾아볼 수 있으며, 그 내용 전체가 본 출원에 포함된다. 특히 거기에는, 회전 각도와 그룹 지연 분산 사이의 정확한 관계가 제시되어 있다.

조정 장치는 대안적으로 다중 웨지 장치, 특히 이중 웨지 장치를 포함할 수 있으며, 상기 웨지 장치는 각도 분리된 스펙트럼 성분들이 이를 통과하도록 배열된다. 펄스 변형 장치의 분산은 다중 웨지 장치의 적어도 하나의 웨지의 변위 및/또는 다중 웨지 장치의 회전을 통해 조정될 수 있다. 이중 웨지 장치 또는 다중 웨지 장치는 2개 이상의 웨지로 구성된 광학 장치이다. 여기서 웨지는 웨지형 투과 광학 요소를 의미하는 것으로 이해된다. 이 경우, 조정 변수의 변화는 일반적으로 적어도 하나의 웨지의 변위 경로 및/또는 다중 웨지 장치의 회전 각도이다. 특히, 이중 웨지 장치의 두께는 이중 웨지 장치의 하나의 웨지를 변위시킴으로써 변화될 수 있다. 이는 스펙트럼 성분들이 이중 웨지 장치를 통과할 때, 이중 웨지 장치의 두께에 의존하는, 입사각에 따른 빔 오프셋을 경험하기 때문에 펄스 변형 장치의 분산에 대한 조정 가능성으로 이어진다. 이러한 다중 웨지 장치를 사용하여 펄스 신장 또는 펄스 압축 장치의 분산을 조정하는 것에 대한 추가 세부사항은 EP 3 578 287 A1에서도 찾아볼 수 있다.

추가 실시예에서, 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소들 중 적어도 하나의 수동 센서 요소의 출력 변수는 길이이다. 여기서 길이는 임의의 공간 방향을 따른 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소의 일부의 치수를 의미하는 것으로 이해된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 출력 변수는 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소의 일부의 방향일 수도 있다. 특히, 출력 변수 변화로 인해 변위나 회전이 발생하거나 변위와 회전의 중첩이 발생할 수 있다.

추가 실시예에서, 수동 센서 요소들 중 적어도 2개는 서로 직렬로 연결되며, 그에 따라 그들의 출력 변수 변화들, 특히 길이 변화들이 합산된다. 예를 들어, 동일한 환경 파라미터가 변화될 때 출력 변수 변화를 나타내는 수동 센서 요소들은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 출력 변수 변화들, 특히 길이 변화들을 합산함으로써 더 강한 신호, 특히 더 큰 기계적 스트로크에서 환경 파라미터의 주어진 변화가 발생한다. 수동 변환 장치는 더 작은 레버로 작동한다. 신호 대 잡음비가 좋아진다. 전반적으로 보상은 더욱 정확하고 신뢰할 수 있게 된다.

추가 실시예에서, 수동 변환 장치는 기계식 변속기, 바람직하게는 링키지이다. 기계식 변속기는 기어, 래크, 체인 또는 벨트와 같은 견고한 구성 요소를 통해 움직임과 힘을 전달하는 장치이다. 수동 변환 장치는 특히 소위 전송 체인을 포함할 수도 있다. 링키지는 조인트를 통해 서로 견고하게 연결된 2개 이상의 로드들로 구성된 장치이며, 이 장치는 힘과 움직임을 전달하는 역할을 한다.

이 실시예의 추가 개발에서, 기계식 변속기 또는 링키지의 적어도 하나의 조인트는 고체 조인트이다. 고체 조인트는 마찰이 없거나 마찰이 매우 적은 장점을 갖는다. 따라서 출력 변수 변화는 해당 조정 변수 변화, 특히 해당 회전 각도만큼 평면 평행 투과 광학 요소의 회전으로 더 확실하고 정확하게 변환될 수 있다. 고체 조인트의 일반적으로 제한된 동작 범위는 본 적용에서 관련 제한을 나타내지 않는다.

추가 실시예에서, 수동 변환 장치는 실험적으로 결정된 교정 곡선에 따라 설계되며, 상기 교정 곡선은 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화를 펄스 변형 장치 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치의 분산 변화와 연관시킨다. 이러한 교정 곡선, 및 조정 변수 변화, 특히 회전 각도와 그에 따른 분산 조정 사이의 알려진 관계로부터, 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화와 조정 변수 변화의 값 사이의 관계가 생성된다. 상기 조정 변수 변화의 값은 펄스 변형 장치의 분산 변화에 대한 보상으로 이어진다.

추가 실시예에서, 수동 변환 장치는 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화로 인해 나타나는 펄스 변형 장치 내의 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치 내의 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치 내의 굴절률의 변화(dn), 이로 인한 그룹 지연 분산의 변화(), 고차 분산) 및 레이저 펄스(2)의 중심 주파수 간의 식

)

의 수학적 관계에 따라 설계될 수 있다. 발명자들은 프리젯 장치 형태의 펄스 변형 장치에서 그룹 지연 분산의 변화가 제시된 식의 수학적 관계를 통해 대략적으로 설명될 수 있음을 발견했다. 공기의 경우 예를 들어 Edlen 식으로부터, 적어도 하나의 환경 파라미터와 굴절률 사이의 관계가 알려진 경우, 이로부터 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화와 그룹 지연 분산의 변화 사이의 관계가 주어진다. 조정 변수 변화, 특히 평면 평행 투과 광학 요소의 회전 각도와 그룹 지연 분산의 변화 사이의 관계가 알려져 있으므로, 전체적으로 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화와 보상으로 이어지는 조정 변수 변화 사이의 관계가 주어진다. 수동 변환 장치의 해당 설계를 통해, 펄스 지속 시간이나 기타 펄스 특성을 측정하지 않고도 분산 변화가 광범위하게 또는 심지어 완전히 보상될 수 있다.

이 실시예의 추가 개발에서, 수학적 관계는 다음과 같다: . 제시된 수학적 관계는 많은 경우에 적어도 양호한 근사치로 굴절률의 주어진 변화에 대한 그룹 지연 분산의 변화를 나타낸다. 더 높은 차수의 분산들 중에서 3차 분산()만이 수학적 관계에 포함된다.

추가 실시예에서, 조정 변수 변화, 특히 평면 평행 투과 광학 요소의 회전 각도는 적어도 하나의 수동 센서 요소의 출력 변수 변화, 특히 길이 변화에 적어도 대략적으로 비례한다. 굴절률의 변화는 일반적으로 예를 들어 Edlen 식의 경우, 적어도 양호한 근사치로 하나의 환경 파라미터의 변화에 비례한다. 이는 전형적인 출력 변수 변화, 특히 적어도 하나의 환경 파라미터의 변화에 따른 수동 센서 요소의 길이 변화 및 조정 변수 변화, 특히 회전 각도에 따른 그룹 지연 분산의 변화에도 동일하게 적용된다. 결과적으로, 수동 변환 장치는 출력 변수의 변화에 비례하는 조정 변수 변화를 일으키도록 설계되는 것이 바람직하다. 특히, 수동 변환 장치는 바람직하게는 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소들의 길이 변화 또는 길이 변화들에 비례하는 회전 각도만큼 평면 평행 투과 광학 요소의 회전을 일으키도록 설계된다. 상기 관계로부터 비례 계수가 주어지고, 이 비례 계수는 분산 변화에 대한 보상으로 이어진다.

추가 실시예에서, 환경 파라미터 또는 환경 파라미터들 중 하나는 주변 압력이다. 주변 압력은 특히 날씨에 따라 달라지며, 이는 지속적으로 변동될 수 있음을 의미한다. 주변 압력은 굴절률에 상대적으로 강한 영향을 미치며, 이는 프리젯 장치의 분산에 상대적으로 강한 영향을 미친다는 것을 의미한다. 따라서 주변 압력 변화로 인한 분산 변화를 보상하는 것이 특히 중요하다.

이 실시예의 추가 개발에서, 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소 중 적어도 하나는 압력 셀, 바람직하게는 절대압 셀을 포함한다. 압력 셀들은 일반적으로 압력 차이에 따라 변형되는 2개의 서로 연결된 멤브레인을 포함한다. 절대압 셀의 경우 멤브레인들 사이의 공간은 진공화된다. 이는 주변 온도 변동에 민감하지 않다는 장점을 갖는다.

추가 실시예에서, 환경 파라미터 또는 환경 파라미터들 중 하나는 온도이다. 온도가 변하면 굴절률도 변한다. 또한, 펄스 변형 장치의 구성 요소, 예를 들어 하나 이상의 베이스 플레이트의 열팽창도 발생할 수 있다. 온도는 회절 격자의 격자 주기에도 영향을 미칠 수 있다.

이 실시예의 추가 개발에서, 수동 센서 요소 또는 수동 센서 요소들 중 적어도 하나는 바이메탈 요소, 또는 수동 변환 장치의 구성 요소들, 특히 링키지의 로드들보다 더 큰 팽창 계수를 갖는 구성 요소, 특히 로드를 포함한다. 열 변동으로 인한 분산 변화, 특히 펄스 지속 시간 변화를 보상하기 위해, 열팽창 계수가 다른 재료들이 의도적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 수동 변환 장치의 적어도 하나의 로드는 매우 작은 열팽창 계수를 특징으로 하는 인바(Invar) 또는 티타늄으로 제조될 수 있다. 반면, 수동 센서 요소는 예를 들어 알루미늄으로 만들어진 로드를 포함할 수 있으며, 이 로드는 온도가 변할 때 훨씬 더 큰 길이 변화를 나타낸다.

수동 센서 요소는 예를 들어 펄스 변형 장치의 베이스 플레이트에 연결되고 주변 온도가 변할 때 팽창(또는 수축)하는 플레이트 또는 기타 구성요소를 포함할 수 있다. 출력 변수 변화로 인해, 예를 들어 링키지의 피벗점이 이동되어 조정 변수가 조정된다.

바이메탈 요소들은 열팽창 계수가 서로 다른 2개의 서로 연결된 금속층들로 구성된다. 온도가 변하면, 바이메탈 요소가 구부러지고 이로 인해 수동 센서 요소의 출력 변수가 변한다.

적어도 하나의 부분 진공화된 압력 셀 형태의 적어도 하나의 수동 센서 요소를 통해, 주변 압력의 변화와 주변 온도의 변화가 보상될 수 있다. 부분 진공화된 압력 셀 내의 압력은 적절하게 선택되어야 한다. 주변 압력의 주어진 변화에 대해 동일한 기계적 스트로크를 달성하려면, 절대압 셀을 사용할 때보다 부분 진공화된 압력 셀을 사용할 때 더 많은 수의 압력 셀이 필요하다.

전술한 과제는 본 발명의 또 다른 양태에 따라 레이저 펄스의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치, 신장된 레이저 펄스의 증폭을 위한 펄스 증폭 장치, 및 증폭된 레이저 펄스의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치를 포함하고, 상기 펄스 신장 장치 또는 펄스 신장 장치들 중 적어도 하나 및/또는 상기 펄스 압축 장치 또는 펄스 압축 장치들 중 적어도 하나는 전술한 바와 같은 펄스 변형 장치인, 레이저 펄스의 증폭을 위한 처프 펄스 증폭 시스템에 의해 해결된다. 종래의 처프 펄스 증폭 시스템과는 달리, 이러한 처프 펄스 증폭 시스템에서 나타나는 레이저 펄스의 펄스 파라미터는 적어도 하나의 환경 파라미터에 관계없이 일정하게 유지된다. 특히, 나타나는 레이저 펄스의 펄스 지속 시간은 압력 변동이 발생하는 경우에도 일정하게 유지될 수 있다.

원칙적으로, 처프 펄스 증폭 시스템의 레이저 펄스의 펄스 특성, 특히 펄스 지속 시간을 안정화하기 위해 분산 광학 요소 사이의 거리가 추적되거나 재조정될 수 있다. 그러나 이는 평면 평행 투과 광학 요소의 회전을 통한 보상이나 이중 웨지 장치의 적어도 하나의 웨지의 변위를 통한 보상보다 더 복잡하고 비용이 많이 든다.

본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 본 발명에 필수적인 세부사항을 나타내는 도면에 기초한 본 발명의 실시예에 대한 다음의 설명과 청구범위에 나타난다. 개별 특징들은 본 발명의 변형예에서 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

실시예들은 개략도로 도시되어 있으며 다음에서 설명된다. 도면들에서 동일한 도면 부호는 동일한 또는 대응 특징들을 나타낸다.

도 1a 및 도 1b는 평면 평행 투과 광학 요소, 센서 요소 및 수동 변환 장치를 포함하는, 조정 장치와 2개의 분산 광학 요소를 갖춘 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치의 개략도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a 및 도 1b에 도시된 수동 변환 장치의 변형예의 개략도를 도시한다.
도 3은 이중 웨지 장치를 갖춘 조정 장치의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 펄스 변형 장치인 펄스 압축 장치를 갖춘 레이저 펄스를 증폭하기 위한 처프 펄스 증폭 시스템의 개략도를 도시한다.

도 1a 및 도 1b는 2개의 분산 광학 요소(3, 3'), 조정 장치(4'), 수동 센서 요소(5) 및 수동 변환 장치(6)를 갖춘 레이저 펄스(2)의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치(1)의 예를 도시한다.

펄스 변형 장치(1)는 프리젯 장치(free-jet device)이다. 2개의 분산 광학 요소(3, 3')들은 레이저 펄스(2)의 스펙트럼 성분(7)들을 각도 분리 및 결합하는 역할을 한다. 대안적으로, 펄스 변형 장치(1)는 단 하나 또는 2개 이상의 분산 광학 요소(3, 3')를 가질 수 있다. 도시된 분산 광학 요소(3, 3')들은 회절 격자이지만, 프리즘과 같은 다른 분산 광학 요소일 수도 있다.

처프된(chirped) 입사 레이저 펄스(2)는 먼저 제 1 분산 광학 요소(3)에 부딪쳐 그 스펙트럼 성분(7)들로 분리되어 상이한 방향들로 전파된다. 스펙트럼 성분(7)들은 제 2 분산 광학 요소(3')에 의해 평행화된 다음, 반사 광학 요소(8)에 의해 다시 반사된다. 반사 광학 요소(8)는 예를 들어 편향 프리즘일 수 있다. 이 경우, 재반사된 스펙트럼 성분(7)들은 높이가 오프셋되어, 출사 레이저 펄스(2')들은 입사 레이저 펄스(2)들로부터 쉽게 분리될 수 있다. 개별 스펙트럼 성분(7)들은 펄스 변형 장치(1)에서 상이한 전파 시간을 가지므로, 레이저 펄스(2)의 원하는 시간 압축이 발생한다.

도시된 조정 장치(4')는 예를 들어 평면 평행 투과 광학 요소(4)를 포함하며, 이 평면 평행 투과 광학 요소(4)는 레이저 펄스(2)의 각도 분리된 스펙트럼 성분(7)들이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되도록 배열된다. 펄스 변형 장치(1)의 분산은 평면 평행 투과 광학 요소(4)를 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 그러나 조정 장치(4')는 다르게 설계될 수도 있다.

수동 센서 요소(5)의 출력 변수(A)는 환경 파라미터(U)에 따라 달라진다. 도시된 예에서, 출력 변수(A)는 수동 센서 요소(5)의 길이(L)이지만 반드시 그럴 필요는 없다. 환경 파라미터(U)가 변경되면, 센서 요소(5)는 결과적으로 길이 변화( dL)의 형태로 출력 변수 변화(dA)를 보여준다.

수동 변환 장치(6)는 수동 센서 요소(5)의 출력 변수 변화(dA)를 조정 장치(4')의 조정 변수 변화(dS)로 변환하는 역할을 한다. 조정 변수 변화(dS)는 환경 파라미터(U)의 변화로 인한 펄스 변형 장치(1)의 분산 변화의 보상으로 이어진다. 도시된 예에서, 조정 변수 변화(dS)는 평면 평행 투과 광학 요소(4)의 회전 각도(dα)에 해당한다.

여기에 도시된 것과는 달리, 펄스 변형 장치(1)는 다수의 수동 센서 요소(5)들을 가질 수 있으며, 그 출력 변수(A)는 환경 파라미터(U)에 따라 달라진다. 예를 들어, 수동 센서 요소(5)들 중 적어도 2개는 서로 직렬로 연결될 수 있어서, 그 출력 변수 변화(dA)들, 특히 그 길이 변화(dL)들이 합산된다. 수동 센서 요소(5)들의 출력 변수(A)들은 다수의 환경 파라미터(U)에 따라 달라질 수 있다. 개별 센서 요소(5)의 출력 변수(A)도 다수의 환경 파라미터(U), 예를 들어 주변 압력 및 주변 온도에 따라 달라질 수 있다.

도시된 예에서 환경 파라미터(U)는 주변 압력이다. 센서 요소(5)는 절대압 셀 형태의 압력 셀(10)을 포함한다. 주변 압력이 변하면, 압력 셀(10)의 여기에 도시되지 않은 멤브레인이 변형되고, 이는 센서 요소(5)의 길이 변화(dL)를 야기한다. 그러나, 센서 요소(5)가 반드시 압력 셀(10)을 포함할 필요는 없다.

주변 압력은 특히 펄스 변형 장치(1)의 공기 또는 가스 분위기의 굴절률(n)에 영향을 미치며, 이는 간접적으로 펄스 변형 장치(1)의 분산 변화를 초래한다.

이러한 분산 변화에 대한 보상은 아래에 예로서 설명된다. 도 1a는 공칭 압력에서의 펄스 변형 장치(1)를 도시한다. 평면 평행 투과 광학 요소(4)는 평균적으로 입사 스펙트럼 성분(7)에 수직이다.

도 1b는 더 낮은 주변 압력에서의 펄스 변형 장치(1)를 도시한다. 펄스 변형 장치(1)의 분산은 증가하고 전파 시간은 단축되어야 한다. 주변 압력이 낮아짐에 따라 압력 셀(10)이 팽창한다. 센서 요소(5)는 길이 변화(dL)를 나타내고; 그 길이(L)는 도 1a보다 크다. 센서 요소(5)는 수동 변환 장치(6)를 밀고 평면 평행 투과 광학 요소(4)를 회전 각도(dα)만큼 회전시키며, 그에 따라 전파 시간 경로 길이가 평행 오프셋을 통해 단축되어 분산의 증가가 보상된다.

주변 압력이 증가하면 유사한 방식으로 보상이 이루어진다. 이 경우, 펄스 변형 장치(1)에서의 분산이 감소하고 전파 시간이 길어져야 한다. 센서 요소(5)는 수동 변환 장치(6)를 끌어당겨, 평행 오프셋으로 인해 전파 시간이 연장되는 방식으로 평면 평행 투과 광학 요소(4)를 회전시킨다. 여기에 표시된 것과는 달리, 다수의 압력 셀(10)들이 서로 직렬로 연결되어 기계적 스트로크를 더욱 증가시킬 수도 있다.

도시된 예와는 달리, 환경 파라미터(U) 또는 환경 파라미터(U)들 중 하나가 온도일 수도 있다. 온도 변화는 굴절률 변화(n)에 더하여, 펄스 변형 장치(1)의 구성요소의 열팽창을 초래할 수 있다. 이 경우, 센서 요소(5) 또는 센서 요소(5)들의 길이 변화(dL)는 예를 들어 로드 형태의 재료의 열팽창을 기반으로 할 수 있다. 재료는 바람직하게는 큰 열팽창 계수를 갖는다. 예를 들어, 재료는 알루미늄일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 센서 요소(5)는 바이메탈 요소를 포함할 수 있다. 다른 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 발생하는 펄스 변형 장치(1)의 분산 변화도 보상될 수 있다.

도시된 예에서, 수동 변환 장치(6)는 기계식 변속기, 더 정확하게는 여기서는 고정 베어링(12')을 포함하는 조인트(12, 12')를 통해 서로 연결되거나 베이스 플레이트에 연결되는 로드(11)들을 갖는 링키지이다. 평면 평행 투과 광학 요소(4)는 조인트(12'')에 의해 회전 가능하게 장착된다. 평면 평행 투과 광학 요소(4)는 회전축 상에 배열된다. 도시된 예에서, 수동 변환 장치(6)는 기계적 레버 시스템으로 이해될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 있어서, 조인트(12, 12')들은 고체 조인트이지만, 다른 조인트일 수도 있다. 고체 조인트는 마찰이 없거나 마찰이 매우 적은 장점을 갖는다.

여기에 도시된 것과는 달리, 수동 변환 장치(6)는 기계식 변속기, 특히 링키지일 필요는 없다. 예를 들어, 수동 변환 장치(6)는 전송 체인을 포함할 수 있다. 이 경우, 수동 변환 장치(6)는 기계식 변속기이며 링키지는 아니다.

수동 변환 장치(6)는 예를 들어 평면 평행 투과 광학 요소(4)의 회전 각도(dα) 형태의 조정 변수 변화(dS)가 센서 요소(5)의 길이 변화(dL) 형태의 출력 변수 변화(dA)에 적어도 대략 비례하도록 설계된다. 이는 분산 변화에 대한 보상으로 이어진다. 왜냐하면 도시된 예에서 길이 변화(dL)와 굴절률(n) 변화는 양호한 근사치로 환경 파라미터(U)의 변화에 비례하고, 분산의 변화는 굴절률(n)의 변화와 회전 각도(dα)에 비례하며, 또한 길이 변화(dL)와 회전 각도(dα) 사이의 수동 변환 장치(6)의 비례 계수가 이에 따라 선택되기 때문이다.

도시된 예에서, 환경 파라미터(U)의 변화에 비례하는 길이 변화(dL)는 압력 셀(10)이 주변 압력의 변화에 비례하여 변형된다는 사실에 기인한다. 따라서 압력 변동은 비례적인 기계적 스트로크로 변환된다. 따라서 센서 요소(5)의 길이(L)는 주변 압력(U)에 선형으로 의존한다. 평면 평행 투과 광학 요소(4)는 주변 압력의 변화에 비례하여 회전되며 나타나는 레이저 펄스(2')의 펄스 특성, 특히 펄스 지속 시간을 일정하게 유지한다. 비례 출력 변수 변화(dA)들은 다른 센서 요소(5)를 사용하여 그리고 다른 환경 파라미터(U)에 대해 달성될 수 있다.

그러나 조정 변수 변화(dS)는 센서 요소(5)의 출력 변수 변화(dA)에 반드시 비례하는 것은 아니다. 일반적으로 수동 변환 장치는, 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 나타나는 펄스 변형 장치(1) 내의 굴절률(n)의 변화(dn), 이로 인한 적어도 하나의 펄스 변형 장치(1)의 그룹 지연 분산)의 변화(), 레이저 펄스(2)의 중심 주파수, 및 펄스 변형 장치(1)의 고차 분산) 간의 식

)

의 수학적 관계에 따라 설계될 수 있다. 특히, 수학적 관계는 다음과 같을 수 있다: . 그러나 많은 경우 이러한 수학적 관계는 출력 변수 변화(dA)에 비례하는 조정 변수 변화(dS), 특히 길이 변화(dL)에 비례하는 회전 각도(dα)에서 나타난다. 대안적으로, 수동 변환 장치(6)는 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화를 펄스 변형 장치(1)의 분산 변화와 연관시키는, 실험적으로 결정된 교정 곡선에 따라 설계될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 달리, 펄스 변형 장치(1)는 레이저 펄스(2)의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치일 수도 있다. 이 경우, 펄스 변형 장치(1)는 포지티브 분산을 얻기 위해 2개의 분산 광학 요소(3, 3')에 추가해서 예를 들어 2개의 렌즈를 가질 수 있다.

펄스 변형 장치(1)는 또한 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 발생하는, 여기에 도시되지 않은 적어도 하나의 추가 펄스 신장 및/또는 펄스 압축 장치의 분산 변화를 보상하도록 설계될 수 있다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1a 및 도 1b에 도시된 수동 변환 장치(6)의 변형예를 개략적으로 도시한다. 추가로, 압력 셀(10)을 포함하는 센서 요소(5)와 평면 평행 투과 광학 요소(4)가 도시되어 있다.

파선으로 표시된 로드(13)들과 조인트(14)들은 각각 로드(11)들과 조인트(12, 12')들의 두 가지 변형된 배열에 해당한다. 배열에 대한 이러한 변형을 통해, 달성된 회전 각도(dα)는 센서 요소(5)의 주어진 길이 변화(dL)에 대해 조정될 수 있다. 더 일반적으로, 이러한 변형은 주어진 출력 변수 변화(dA)에 대해 달성된 조정 변수 변화(dS)를 조정하는데 사용될 수 있다.

도 2c에서, 수동 변환 장치(6)는 더 간단하게 구성되고 단 2개의 로드(11)를 갖는다.

도 3에는 2개의 웨지(16, 16')들을 갖는 이중 웨지 장치(15)를 포함하는 조정 장치(4')가 개략적으로 도시되어 있다. 이중 웨지 장치(15)는 레이저 펄스(2)의 각도 분리된 스펙트럼 성분(7)들이 이를 통과하도록 배열된다. 이중 웨지 장치(15)의 웨지(l6)를 이동(17)시킴으로써, 이중 웨지 장치(15)의 두께 및 이에 따른 여기에 도시되지 않은 펄스 변형 장치(1)의 분산이 조정될 수 있다. 조정 장치(4')는 이중 웨지 장치(15) 대신 다중 웨지 장치를 가질 수도 있다.

도 4는 펄스 신장 장치(19), 펄스 증폭 장치(20) 및 제 1 펄스 압축 장치(21)뿐만 아니라 제 2 펄스 압축 장치(22)를 구비한, 레이저 펄스(2)의 증폭을 위한 처프 펄스 증폭 시스템(18)의 예를 개략적으로 도시한다.

입사 레이저 펄스(2)는 펄스 신장 장치(19)를 사용하여 시간 신장된다. 신장된 레이저 펄스(23)는 후속해서 펄스 증폭 장치(20)에서 증폭된다. 증폭된 레이저 펄스(24)는 제 1 펄스 압축 장치(21) 및 제 2 펄스 압축 장치(22)에 의해 시간 압축되고, 압축된 레이저 펄스(2')는 처프 펄스 증폭 시스템(15)으로부터 방출된다.

제 2 펄스 압축 장치(22)는 전술한 바와 같이 설계된 펄스 변형 장치(1)이다. 특히, 이는 조정 장치(4'), 적어도 하나의 수동 센서 요소(5), 및 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 발생한 펄스 변형 장치(1)의 분산 변화를 보상하기 위한 수동 변환 장치(6)를 갖춘 프리젯 장치이다. 펄스 신장 장치(19) 및 제 1 펄스 압축 장치(21)는 여기서 예를 들어 추가 펄스 신장 장치(25) 또는 추가 펄스 압축 장치(26)이지만 반드시 그럴 필요는 없으며, 그 분산 변화들도 펄스 변형 장치(1)에서 보상된다.

여기에 도시된 예와는 달리, 처프 펄스 증폭 시스템(15)은 하나 이상의 펄스 신장 장치 및/또는 단 하나 또는 2개 이상의 펄스 압축 장치를 가질 수 있다. 펄스 신장 장치(19)는 전술한 바와 같이 설계된 펄스 변형 장치(1)일 수도 있다.

1: 펄스 변형 장치
2: 레이저 펄스
3, 3': 분산 광학 요소
4': 조정 장치
5: 수동 센서 요소
6: 수동 변환 장치
7: 스펙트럼 성분
10: 압력 셀
18: 처프 펄스 증폭 시스템
20: 펄스 증폭 장치
25: 추가 펄스 신장 장치
26: 추가 펄스 압축 장치

Claims

레이저 펄스(2)의 분산 신장을 위한 펄스 신장 장치 또는 레이저 펄스(2)의 분산 압축을 위한 펄스 압축 장치 형태의 펄스 변형 장치(1)로서,
상기 레이저 펄스(2)의 스펙트럼 성분(7)들의 각도 분리 및 결합을 위한 적어도 하나의 분산 광학 요소(3, 3'), 및
상기 스펙트럼 성분(7)들에 영향을 주어 상기 펄스 변형 장치(1)의 분산을 조정하는 조정 장치(4')
를 포함하고,
적어도 하나의 환경 파라미터(U)에 의존하는 출력 변수(A)를 갖는 적어도 하나의 수동 센서 요소(5), 및
상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 나타나는 상기 펄스 변형 장치(1) 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치(25) 및/또는 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치(26)의 분산 변화를 보상하기 위해, 상기 적어도 하나의 수동 센서 요소(5)의 출력 변수 변화(dA)를 상기 조정 장치(4')의 조정 변수 변화(dS)로 변환하는 수동 변환 장치(6)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 조정 장치(4')는 평면 평행 투과 광학 요소(4)를 포함하고, 상기 평면 평행 투과 광학 요소(4)는, 상기 레이저 펄스(2)의 각도 분리된 스펙트럼 성분(7)들이 이를 통과하여 입사각에 따라 평행 오프셋되도록 배열되고, 상기 펄스 변형 장치(1)의 분산은 상기 평면 평행 투과 광학 요소(4)의 회전(9)을 통해 조정될 수 있으며 상기 조정 변수 변화(dS)는 상기 평면 평행 투과 광학 요소(4)의 회전 각도(dα)에 해당하는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수동 센서 요소(5) 또는 상기 수동 센서 요소(5)들 중 적어도 하나의 수동 센서 요소의 출력 변수(A)는 길이(L)인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수동 센서 요소(5)들 중 적어도 2개는 서로 직렬로 연결되어 그 출력 변수 변화(dA)들, 특히 그 길이 변화(dL)들이 합산되는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수동 변환 장치(6)는 기계식 변속기, 바람직하게는 링키지인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 기계식 변속기 또는 링키지의 적어도 하나의 조인트는 고체 조인트인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수동 변환 장치(6)는 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화를 상기 펄스 변형 장치(1) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치(25) 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 펄스 압축 장치(26)의 분산 변화와 연관시키는, 실험적으로 결정된 교정 곡선에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수동 변환 장치(6)는, 상기 적어도 하나의 환경 파라미터(U)의 변화로 인해 나타나는 상기 펄스 변형 장치(1) 내의 및/또는 상기 적어도 하나의 추가 펄스 신장 장치(25) 내의 및/또는 상기 적어도 하나의 펄스 압축 장치(26) 내의 굴절률(n)의 변화(dn), 이로 인한 그룹 지연 분산)의 변화(), 고차 분산) 및 상기 레이저 펄스(2)의 중심 주파수 간의 식
)
의 수학적 관계에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 수학적 관계는

인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평면 평행 투과 광학 요소(4)의 조정 변수 변화(dS), 특히 회전 각도(dα)는 상기 적어도 하나의 수동 센서 요소(5)의 출력 변수 변화(dA), 특히 길이 변화(dL)에 적어도 대략 비례하는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환경 파라미터(U) 또는 상기 환경 파라미터(U)들 중 하나는 주변 압력인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 수동 센서 요소(5) 또는 상기 수동 센서 요소(5)들 중 적어도 하나는 압력 셀(10), 바람직하게는 절대압 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환경 파라미터(U) 또는 상기 환경 파라미터(U)들 중 하나는 온도인 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 수동 센서 요소(5) 또는 상기 수동 센서 요소(5)들 중 적어도 하나는 바이메탈 요소, 또는 상기 수동 변환 장치(6)의 구성 요소들보다, 특히 링키지의 로드들보다 큰 팽창 계수를 갖는 구성요소, 특히 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 변형 장치.
레이저 펄스(2)를 증폭하기 위한 처프 펄스 증폭 시스템(18)으로서,
상기 레이저 펄스(2)의 분산 신장을 위한 하나 이상의 펄스 신장 장치(19),
신장된 레이저 펄스(23)의 증폭을 위한 펄스 증폭 장치(20) 및
증폭된 레이저 펄스(24)의 분산 압축을 위한 하나 이상의 펄스 압축 장치(21, 22)를 포함하고, 상기 펄스 신장 장치(19) 또는 상기 펄스 신장 장치(19)들 중 적어도 하나 및/또는 상기 펄스 압축 장치(21, 22) 또는 상기 펄스 압축 장치(21, 22)들 중 적어도 하나는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 펄스 변형 장치(1)인 것을 특징으로 하는 처프 펄스 증폭 시스템(18).