WO2021182159A1 - 遅延ミラー及び遅延ミラーシステム - Google Patents

遅延ミラー及び遅延ミラーシステム Download PDF

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WO2021182159A1
WO2021182159A1 PCT/JP2021/007754 JP2021007754W WO2021182159A1 WO 2021182159 A1 WO2021182159 A1 WO 2021182159A1 JP 2021007754 W JP2021007754 W JP 2021007754W WO 2021182159 A1 WO2021182159 A1 WO 2021182159A1
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delay
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optical
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multilayer film
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宗男 杉浦
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東海光学株式会社
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    • H01S3/1636—Al2O3 (Sapphire)

Definitions

  • the present invention relates to a delay mirror that can be used in a delay optical system and a delay mirror system having the delay mirror.
  • the delay optical system is an optical system for delaying one optical pulse with respect to another optical pulse.
  • Ti optical pulse oscillated from Sapphire laser, a light as a source of pumping light of a wavelength 80nm band (nm band), The sample is divided into probe light having a wavelength of 800 nm, and the probe light is irradiated to the sample in a state of being delayed by a femtosecond level with respect to the pump light.
  • the delay time is changed slightly, and the high-speed phenomenon is visualized (pump-probe spectroscopy).
  • This delay is performed by adjusting the optical path length of the probe light with four mirrors tilted at 45 ° with respect to the incident light. That is, a part of the optical path of the probe light is made into a " ⁇ " shape by these mirrors, the second and third mirrors are placed on the delay stage which is a common platform, and the delay stage is the first and fourth.
  • the length of the optical path is changed, the optical path length of the probe light is adjusted, and the probe light is delayed with respect to the pump light by a desired time.
  • Non-Patent Document 2 the delay optical system using four mirrors as described above is used so that the seed light having a wavelength of 1600 nm and the pump light having a wavelength of 800 nm are simultaneously incident on the BiB 3 O 6 crystal.
  • the seed light is timed with respect to the pump light.
  • a delay optical system a system using a pentagon prism structure described in Patent Document 1 below is known.
  • the delay optical system with the four mirrors described above is complicated because the optical path of the light having the wavelength to be delayed and the optical path of the light having a different wavelength must be separated. Further, in these delay optical systems, in addition to accurate arrangement of a plurality of mirrors, precise movement control of the delay stage is required, so that installation and fine adjustment are difficult. Further, also in the delay optical system by the above-mentioned pentagon prism structure, since the delay is caused by extending the optical path length in the pentagon prism structure after all, division is required as in the case of the four mirrors, and the pentagon prism structure is required. It is difficult to install and fine-tune the body. In addition, in the case of a femtosecond pulse, it should be noted that when it passes through the inside of the glass, the pulse width changes due to the influence of the refractive index dispersion.
  • a main object of the present invention is to provide a delay mirror that realizes a delay optical system capable of coaxially delaying an optical path of light to be delayed and an optical path of light having a wavelength different from the optical path.
  • Another main object of the present invention is to provide a delay mirror that realizes a delay optical system that is simple and easy to install and fine-tune.
  • another main object of the present invention is to provide a delay mirror system having the delay mirror described above and realizing a delay optical system in which the delay time can be easily adjusted.
  • the invention according to claim 1 comprises a base material and an optical multilayer film formed on the surface of the base material in a delay mirror, and the first aspect of the optical multilayer film.
  • the value of the group velocity delay GD in one wavelength band is different from the value of the group velocity delay GD in the second wavelength band related to the optical multilayer film.
  • the value of delay dispersion GDD is characterized in that both at -100Fs 2 or more 100 fs 2 or less.
  • the delay dispersion GDD is characterized in that the values are all negative values.
  • the value of the group velocity delay dispersion GDD in the first wavelength band disperses the first optical pulse related to the first wavelength band by a predetermined number of reflections. It is a value to be compensated, and the value of the group velocity delay dispersion GDD in the second wavelength band is the value to disperse and compensate the second optical pulse related to the second wavelength band by the predetermined number of reflections. It is characterized by being done.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that, in the above invention, the first optical pulse and the second optical pulse have passed through a nonlinear optical crystal.
  • the value of the group velocity delay dispersion GDD in the first wavelength band related to the optical multilayer film and the group velocity in the second wavelength band related to the optical multilayer film is characterized by being a positive value.
  • the value of the group velocity delay dispersion GDD in the first wavelength band related to the optical multilayer film and the group velocity in the second wavelength band related to the optical multilayer film are obtained. It is characterized in that one is a positive value and the other is a negative value in terms of the value of the delay dispersion GDD.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that one of the first wavelength band and the second wavelength band is a 400 nm band and the other is an 800 nm band in the above invention. ..
  • the invention according to claim 9 is characterized in that, in the above invention, one of the first wavelength band and the second wavelength band is a 515 nm band and the other is a 1030 nm band. ..
  • the invention according to claim 10 is a delay mirror system in which the delay mirror and the delay mirror are moved with respect to other mirrors so that the number of reflections in the delay mirror changes. It is characterized by having a mirror moving mechanism.
  • the invention according to claim 11 is characterized in that, in the above invention, the pair of delay mirrors is provided.
  • a main effect of the present invention is to provide a delay mirror that realizes a delay optical system capable of coaxially delaying an optical path of light to be delayed and an optical path of light having a wavelength different from the optical path. Further, another main effect of the present invention is to provide a delay mirror that realizes a delay optical system that is simple and easy to install and fine-tune. Further, another main effect of the present invention is to provide a delay mirror system that has the delay mirror described above and realizes a delay optical system in which the delay time can be easily adjusted.
  • FIG. 7 which concerns on Example 3.
  • FIG. 4 which concerns on Example 4.
  • FIG. 5 which concerns on Example 4.
  • FIG. 6 which concerns on Example 4.
  • FIG. 7 which concerns on Example 4.
  • FIG. 4 which concerns on Example 5.
  • FIG. 5 which concerns on Example 5.
  • FIG. 6 which concerns on Example 5.
  • FIG. 7 which concerns on Example 5.
  • FIG. 4 which concerns on Example 6.
  • FIG. 7 which concerns on Example 5.
  • FIG. 4 which concerns on Example 6.
  • FIG. 5 which concerns on Example 6.
  • FIG. 6 which concerns on Example 6.
  • FIG. 6 which concerns on Example 6.
  • FIG. 7 which concerns on Example 6.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the laser system which has a pair of delay mirrors (with dispersion compensation function) of Example 7. It is the same figure as FIG. 4 which concerns on Example 7.
  • FIG. 5 which concerns on Example 7.
  • FIG. 6 which concerns on Example 7.
  • FIG. 7 which concerns on Example 7.
  • FIG. 4 which concerns on Example 8.
  • FIG. 5 which concerns on Example 8.
  • FIG. 6 which concerns on Example 8.
  • FIG. It is the same figure as FIG. 7 which concerns on Example 8.
  • FIG. 4 which concerns on Example 9.
  • FIG. It is the same figure as FIG.
  • FIG. 5 which concerns on Example 9.
  • FIG. 6 which concerns on Example 9.
  • FIG. 7 which concerns on Example 9.
  • FIG. 4 which concerns on Example 10.
  • FIG. 5 which concerns on Example 10.
  • FIG. 6 which concerns on Example 10.
  • FIG. 7 which concerns on Example 10.
  • FIG. 5 which concerns on Example 11.
  • FIG. 5 which concerns on Example 11.
  • FIG. 6 which concerns on Example 11.
  • FIG. 7 which concerns on Example 11.
  • FIG. 5 which concerns on Example 11.
  • FIG. It is the same figure as FIG. 6 which concerns on Example 11.
  • FIG. 7 which concerns on Example 11.
  • FIG. 7 which concerns on Example 11.
  • FIG. 4 which concerns on Example 12.
  • FIG. 5 which concerns on Example 12.
  • FIG. 6 It is the same figure as FIG. 6 which concerns on Example 12.
  • FIG. 7 which concerns on Example 12.
  • FIG. 4 which concerns on Example 13.
  • FIG. 5 which concerns on Example 13.
  • FIG. 6 which concerns on Example 13.
  • FIG. 7 which concerns on Example 13.
  • the delay mirror 1 has a base material 2 and an optical multilayer film 4.
  • the base material 2 has a surface R on which the optical multilayer film 4 is formed.
  • the delay mirror 1 reflects a plurality of light pulses having different wavelength bands from each other on the optical multilayer film 4 laminated on the surface R, so that light pulses of other wavelength bands are generated with respect to light pulses of a predetermined wavelength band. It is to delay. These optical pulses can pass through the same optical path L.
  • the base material 2 may or may not have translucency.
  • the material of the base material 2 is not particularly limited, and is, for example, glass, crystals, ceramics, or resin.
  • the shape of the base material 2 is not particularly limited, and is, for example, a parallel flat plate or a wedge.
  • the group velocity delay GD (Group Delay) of the optical multilayer film 4 has a different value for each wavelength band.
  • the group velocity delay GD is defined by the reflection phase ⁇ of the optical multilayer film 4.
  • Angular frequency omega n wave cos ( ⁇ n t) and the angular frequency omega n + [Delta] [omega wave cos ⁇ ( ⁇ n + ⁇ ) t ⁇ after being reflected by the optical multilayer film 4, each of the wave, optical and ⁇ multilayer
  • the Fresnel reflectance coefficient of the film 4 is ⁇ cos ⁇ n t + ⁇ ( ⁇ n ) ⁇ , ⁇ cos ⁇ ( ⁇ n + ⁇ ) t + ⁇ ( ⁇ n + ⁇ ) ⁇ .
  • ⁇ is a constant.
  • the wave obtained by superimposing these is represented by the following equations (1a) and (1b). That is, the wave obtained by superimposing these is a wave having a time-modulated amplitude En0 (t).
  • the equation (1b) can be transformed into the following equation (2).
  • the group velocity delay GD is defined as follows.
  • the group velocity delay GD is a value according to the residence time in the optical multilayer film 4, if it differs for each wavelength band, an optical pulse belonging to a certain wavelength band and an optical pulse belonging to another wavelength band are different. Will be delayed by the difference in staying time.
  • the larger the group velocity delay GD the longer the residence time in the optical multilayer film 4, and depending on the difference in the group velocity delay GD, the optical pulse in the wavelength band larger than the group velocity delay GD becomes more than the group velocity delay GD. It is delayed for light pulses in a small wavelength band. Therefore, the delay mirror 1 is formed by the optical multilayer film 4 having a group velocity delay GD different for each wavelength band.
  • the difference in the group velocity delay GD may be grasped at the wavelength belonging to each wavelength band. That is, if the group velocity delay GD in the first wavelength band is different from the group velocity delay GD in the second wavelength band, a delay based on the difference in staying time is given.
  • the group velocity delay GD may be further different in the third wavelength band having a wavelength different from these.
  • a fourth wavelength band or a higher wavelength band may be set as having different group velocity delay GDs from each other.
  • GDD Group Delay Dispersion
  • the group velocity delay dispersion GDD - ⁇ 2 ⁇ / ⁇ 2 (4)
  • the group velocity delay dispersion GDD is set to 0 or close to 0 in the wavelength band of each optical pulse (provided with a low dispersion mirror function). ..
  • the pulse width is more than about 40 fs
  • group velocity delay dispersion GDD is -100Fs 2 or 100 fs 2 or less, less deformation of the optical pulse as compared with the other, substantially It can be treated as if there is no deformation of the optical pulse or its influence.
  • the GDD value needs to be smaller.
  • the lower limit of the range can be set to any of -80, -60, -40, -20, 0, 20, 40, 60, 80, etc.
  • the upper limit of the range is 80, 60, It can be set to any of 40, 20, 0, -20, -40, -60, -80, and the like.
  • the group velocity delay dispersion GDD is set to a value according to the deformation in the wavelength band of each light pulse (providing other functions due to the deformation). ).
  • the optical multilayer film 4 is an inorganic multilayer film using a dielectric material or a semiconductor material, and is a dielectric multilayer film or a semiconductor multilayer film.
  • the optical multilayer film 4 is formed on a part or all of at least one surface of the base material 2.
  • the optical multilayer film 4 includes a low refractive index layer and a high refractive index layer. Further, the optical multilayer film 4 may further include a medium refractive index layer. Optical by changing the design elements such as the selection of the number and materials of the high refractive index layer and the low refractive index layer (and the medium refractive index layer), and the increase / decrease in the thickness (physical film thickness or optical film thickness related to the layer) in each layer. The design of the multilayer film 4 is changed.
  • the medium refractive index layer is replaced by a combination of a high refractive index layer and a low refractive index layer which are optically equivalent thereto. It may be replaced with other structures.
  • High refractive index layers include, for example, zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TIO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), hafnium oxide (HfO 2 ), and lanthanum oxide (HfO 2). It is formed from high refractive index materials such as La 2 O 3 ), silicon (Si), or placeodymium oxide (Pr 2 O 3) or a mixture of two or more thereof.
  • the low refractive index layer is, for example, a combination of silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), aluminum oxide and placeodym oxide.
  • the medium refractive index layer is formed from a medium refractive index material such as Al 2 O 3 , Pr 2 O 3 , La 2 O 3 , Al 2 O 3 ⁇ Pr 2 O 3 , Al 2 O 3 ⁇ La 2 O 3. NS.
  • a film having another function such as an antifouling film may be combined with the outside or the inside of the optical multilayer film 4.
  • the low refractive index layer and the high refractive index layer (and the medium refractive index layer) of the optical multilayer film 4 are formed by a vacuum vapor deposition method, an ion-assisted vapor deposition method, an ion plating method, a sputtering method, or the like.
  • the optical multilayer film 4 may be formed on a plurality of surfaces of the base material 2.
  • the optical multilayer film 4 may be formed on both the front and back surfaces of a parallel flat plate or a wedged, concave or convex base material 2.
  • the delay mirror system 11 moves the delay mirror 1 or more and the movement mechanism 12 as a delay mirror moving mechanism for moving at least one delay mirror 1 with respect to the other delay mirror 1. And are formed including.
  • the delay mirror system 11 has the following configuration in order to prevent the emission light path LO of the emitted light pulse from moving.
  • the top, bottom, left, and right of the delay mirror system 11 are the same as the top, bottom, left, and right of FIG. 2 for convenience of explanation, but the actual top, bottom, left, and right are not limited to this.
  • the two delay mirrors 1 are arranged in a state of being parallel to each other and having a part of the surface R facing each other. These delay mirrors 1 are displaced in the vertical direction, and the right delay mirror 1 is located below the left delay mirror 1.
  • a moving mechanism 12 is connected to the delay mirror 1 on the right.
  • the moving mechanism 12 has a stage on which the delay mirror is mounted and a drive unit for moving the stage up and down.
  • the right delay mirror 1 is moved in the vertical direction by the moving mechanism 12 while maintaining a parallel state with the left delay mirror 1.
  • An incident side mirror 14 that guides an incident light pulse (incident optical path LI) to the right delay mirror 1 is arranged in the lower left of the left delay mirror 1.
  • An end mirror 16 is arranged above the right upper side of the right delay mirror 1 to return an optical pulse (intermediate incident optical path LM) once emitted to the right from the left delay mirror 1 to the left delay mirror 1.
  • the end mirror 16 is tilted with respect to the intermediate incident optical path LM so that the intermediate emitted optical path LN related to the reflection does not completely overlap.
  • the left and right delay mirrors 1 reflect four times until the intermediate incident and four times after the intermediate emission, for a total of eight times. Therefore, a delay eight times longer than the delay due to one reflection in the delay mirror 1 is obtained in the emitted light path LO. For example, if one reflection results in a delay of 40 fs (femtoseconds), eight reflections result in a delay of 320 fs. Further, from the state of FIG. 2, when the right delay mirror 1 is raised by the moving mechanism 12 so that 10 reflections can be obtained instead of 8 times before the rise, the delay due to one reflection is 10 times. A long delay (eg 400 fs) is obtained. On the other hand, from the state of FIG.
  • the delay due to one reflection is 6 times.
  • a long delay (eg 240 fs) is obtained.
  • the number of reflections in the left and right delay mirrors 1 can be changed according to the amount of movement of the right delay mirror 1, and the delay time can be easily increased or decreased.
  • each delay mirror 1 which causes a delay of 40 fs in one reflection may perform a total of 10 reflections.
  • it is necessary to precisely control the length of one optical path so as to correspond to a desired time difference, and if the lengths are different, it is directly linked to the time difference error. do.
  • the delay mirror system 11 it is sufficient to control the moving mechanism 12 to the extent that the change in the number of reflections can be secured, and the adjustment of the time difference is selected from the natural number multiple of the time difference of one reflection and is discrete to some extent.
  • the magnitude of the time difference can be adjusted more easily and accurately.
  • the delay mirror system 11 has the following modification examples. That is, the delay mirror 1 may be provided so as to be reflected a plurality of times by one mirror by combining with a low dispersion mirror or the like, or three or more mirrors may be provided. The delay time per reflection in a part of the plurality of delay mirrors may be different from the other delay times.
  • a plurality of delay mirrors 1 that can be moved by the moving mechanism 12 may be provided. The movement by the moving mechanism 12 may include a rotational movement. At least one of the incident side mirror 14 and the end mirror 16 may be movable. The end mirror 16 may be omitted, and the intermediate incident optical path LM of FIG. 2 may be used as the emitted optical path.
  • the center wavelengths (first center wavelength and second center wavelength) of the examples are 400 nm band and 800 nm band, or 515 nm band and 1030 nm band, and various center wavelengths in the present invention are these. Not limited to those.
  • the center wavelength is a design center wavelength in a predetermined wavelength range (wavelength band).
  • the 400 nm band is a region including 400 nm, and the same applies to other than the 400 nm band.
  • Such a region is used to indicate that the wavelength of the wave packet included in the optical pulse has a range
  • the center wavelength is not limited to one value, and the like.
  • the fact that the central wavelength is in the 400 nm band indicates that the central wavelength is not limited to 400 nm and may be a wavelength before or after that.
  • the example may be a substantial comparative example outside the scope of the present invention, or the comparative example may be a substantial example within the scope of the present invention. There is.
  • each delay mirror 1 having optical multilayer films 4 having different film configurations on one surface (surface R) of the same plate-shaped base material 2 was simulated.
  • the base material 2 has a circular plate shape with a diameter of 30 mm (millimeters) and is made of optical glass BK7.
  • the optical multilayer film 4 on the surface R is a dielectric multilayer film, and is actually formed by alternately vapor-depositing film substances in a controlled state of each film thickness by vacuum deposition. It is possible.
  • Examples 1-1, 1-2 In the optical multilayer film 4 in Examples 1-1 and 1-2, the layer closest to the base material 2 is the first layer, the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 (high-refractive index layer made of a high-refractive index material), and the even-numbered layer is. It is an alternating film of SiO 2 (low refractive index layer made of low refractive index material), and each layer has a physical film thickness as shown in FIGS. 3 (1-1) and 4 (1-2). doing. The total number of layers of the optical multilayer film 4 in Examples 1-1 and 1-2 is 40. Examples 1-1 and 1-2 are designed so that the center wavelengths are 400 nm and 800 nm.
  • the configuration of the optical multilayer film 4 in Examples 1-1 and 1-2 can be represented by the symbols described below. That, () p iterations of the configuration in the () is expressed as p, the high refractive index layer optical thickness at normal incidence is at lambda 0/4 is H, an optical film thickness at normal incidence low refractive index layer which is a lambda 0/4 are represented respectively L, if the coefficient of lambda 0/4 just before the H and L (multiplier) is described, the configuration of the optical multilayer film 4 in example 1-1 Is represented as base material 2
  • the optical multilayer film 4 may actually be finely adjusted by increasing or decreasing with respect to one or more predetermined optical film thicknesses with respect to the configuration indicated by the symbol. That is, such a symbol may indicate the basic design of the optical multilayer film 4.
  • the optical film thickness of each high refractive index layer is reduced ( ⁇ 0.7) with respect to (1H 1L) 20, and the optical film thickness of each low refractive index layer is reduced. It can be regarded as an imbalance by making it thicker ( ⁇ 1.3).
  • the optical multilayer film 4 of Example 1-2 has a base material side laminated portion (first laminated portion) of (1H 1L) 10 and an air side laminated portion (second laminated portion ) of (0.5H 0.5L) 10. ) And.
  • the first laminated portion is a mirror of light in the 800 nm band.
  • the second laminated portion is a mirror of light in the 400 nm band.
  • FIG. 5 shows the spectral reflectance distribution (vertical axis: reflectance [%]) in the wavelength range of 300 nm or more and 900 nm or less (horizontal axis: wavelength [nm]) according to Examples 1-1 and 1-2. It is a graph.
  • FIG. 6 is a graph showing the group velocity delay GD (vertical axis, [fs]) in the same wavelength range according to Examples 1-1 and 1-2.
  • FIG. 7 is a graph showing the group velocity delay dispersion GDD (vertical axis, [fs 2]) in the same wavelength region according to Examples 1-1 and 1-2. It should be noted that all of FIGS. 5 to 7 are at an incident angle of 5 °.
  • Example 1-1 shows high reflection in which the reflectance is about 100% in the wavelength range of 390 nm or more and 430 nm or less (400 nm band) including the wavelength of 400 nm, and the wavelength range of 730 nm or more and 890 nm or less (800 nm band) including the wavelength of 800 nm. ) Indicates high reflection.
  • Example 1-2 exhibits high reflection in a wavelength range of 375 nm or more and 450 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 730 nm or more and 890 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD is 10 fs at a wavelength of 400 nm, while it is 7 fs at 800 nm, and the residence time of the 800 nm band optical pulse in the optical multilayer film 4 is the residence time of the 400 nm band optical pulse. Being longer, the 800 nm band light pulse is delayed relative to the 400 nm band light pulse. Assuming that the group velocity delay GD is the same at the wavelengths of 400 nm and 800 nm, the staying time in the optical multilayer film 4 is the same for the 800 nm band light pulse and the 400 nm band light pulse, and there is reflection in the optical multilayer film 4.
  • this tentative example is a comparative example that does not belong to the present invention.
  • the group velocity delay GD is 4 fs at a wavelength of 400 nm, while it is 30 fs at 800 nm, and the residence time of the 800 nm band optical pulse in the optical multilayer film 4 is the residence time of the 400 nm band optical pulse. Being longer, the 800 nm band light pulse is delayed relative to the 400 nm band light pulse.
  • Example 1-1 is a standard at center wavelengths of 400 nm and 800 nm because of its high reflectance at its center wavelength, a relatively small difference in group velocity delay GD (3 fs), and a group velocity delay dispersion GDD of about 0 fs 2. It can be said that the delay mirror 1 is similar to a typical two-wavelength mirror. Examples 1-2, group velocity delay dispersion GDD is, although the wavelength 400nm is about 0Fs 2, instead 0Fs 2 A 2 about -250fs At 800 nm, although 400nm band optical pulses not deform, 800 nm band light The pulse is slightly deformed.
  • Examples 1-1 and 1-2 it is possible to impart a time difference coaxially with respect to a 400 nm band light pulse and an 800 nm band light pulse by reflecting the same optical path.
  • the group velocity delay GD at wavelengths of 400 nm and 800 nm was used to clarify the relationship between the group velocity delay GD and the pulse delay. Therefore, in the above description, although it is called a 400 nm band light pulse and an 800 nm band light pulse, it is about a pulse composed of light only in the very vicinity of wavelengths of 400 nm and 800 nm.
  • the group velocity delay GD and the group velocity delay dispersion GDD in the 400 nm band and the 800 nm band.
  • Each example was including Examples 1-1 and 1-2, or by simulation of another example, if within the range group velocity delay dispersion GDD is -100Fs 2 or 100 fs 2 or less, the pulse width It has been found that the deformation of an optical pulse of 40 fs or more is small as compared with other cases, and it can be treated as having substantially no deformation of the optical pulse or its influence. When the pulse width is narrower, a group velocity delay variance GDD having a smaller absolute value is required.
  • the lower limit of the range can be any of -80, -60, -40, -20, 0, 20, 40, 60, 80, etc.
  • the upper limit of the range is 80, 60, 40. , 20, 0, -20, -40, -60, -80, etc.
  • Examples 2-1 and 2-2 are expanded in each wavelength band while maintaining each center wavelength as compared with Example 1-2.
  • FIG. 8 is a diagram similar to FIG. 4 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram similar to FIG. 4 according to the second embodiment.
  • Each of the optical multilayer films 4 of Examples 2-1 and 2-2 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • air is used. It has and further optimized the physical film thickness of each layer.
  • Example 2-2 is made in the same manner as in Example 2-1 except for the number of layers increases in the second laminated portion, the base material 2 as a basic design
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 2-2 is 50.
  • Example 10 to 12 are the same views as FIGS. 5 to 7 according to Examples 2-1 and 2-2. All of FIGS. 10 to 12 are at an incident angle of 5 °.
  • Example 2-1 exhibits high reflection in a wavelength range of 375 nm or more and 475 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 750 nm or more and 860 nm or less (800 nm band).
  • Example 2-2 exhibits high reflection in a wavelength range of 360 nm or more and 440 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 750 nm or more and 880 nm or less (800 nm band).
  • Example 2-1 the group velocity delay GD is about 5 fs in the 400 nm band, while it is about 45 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 40 fs.
  • This 40 fs corresponds to about twice the one-way time of the above-mentioned second laminated portion.
  • the 400 nm band light pulse reciprocates by reflection in a part of the air side layer (the part that functions as the reflection film of the 400 nm band light pulse) in the second laminated portion, while the 800 nm band light pulse reciprocates in the entire second laminated portion.
  • the first laminated portion (reflecting film of 800 nm band light pulse) is reciprocated by reflection.
  • Example 2-2 the group velocity delay GD is about 4 fs in the 400 nm band, while it is about 24 fs in the 800 nm band, and the difference from the latter is about 20 fs. This 20 fs corresponds to about twice the one-way time of the above-mentioned second laminated portion.
  • the group velocity delay dispersion GDD is about 0 fs 2 in both the 400 nm band and the 800 nm band, and the shapes of both the 400 nm band light pulse and the 800 nm band light pulse are not changed.
  • the group velocity delay dispersion GDD may be sufficiently smaller than the maximum value or the maximum value in the wavelength range between the first center wavelength and the second center wavelength, and is, for example, 1% or less of the maximum value or the maximum value. Alternatively, it may be 0.1% or less, and the same applies hereinafter.
  • low dispersion delays the 800 nm band light pulse by about 40 fs and about 20 fs with respect to the 400 nm band light pulse by one reflection of each light pulse without deforming each light pulse. It is a delay mirror 1 of.
  • a time difference can be imparted coaxially to a 400 nm band light pulse and an 800 nm band light pulse by reflecting the same optical path.
  • Example 3 13 to 16 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the third embodiment. However, all of FIGS. 14 to 16 are at an incident angle of 5 °, and the indicated wavelength range is 350 nm or more and 900 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 3 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 3 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 and 2-2.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 3 is 84.
  • Example 3 exhibits high reflection in a wavelength range of 360 nm or more and 455 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 705 nm or more (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 3 is about 4 fs in the 400 nm band, while it is about 100 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 96 fs.
  • the group velocity delay dispersion GDD of Example 3 becomes about 0 fs 2 in the 400 nm band and the 800 nm band, and in Example 3, the group velocity delay dispersion GDD becomes low dispersion in these wavelengths (including the wavelength range), and the 400 nm band optical pulse and 800 nm are obtained.
  • Example 3 is a low-dispersion delay mirror 1 that delays an 800 nm band light pulse by about 96 fs with respect to a 400 nm band light pulse by one reflection of each light pulse without deforming each light pulse.
  • a time difference can be imparted coaxially to a 400 nm band light pulse and an 800 nm band light pulse by reflecting the same optical path.
  • Example 4 17 to 20 are the same views as FIGS. 4 to 7 according to the fourth embodiment. However, all of FIGS. 18 to 20 are at an incident angle of 5 °, and the indicated wavelength range is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of the fourth embodiment is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 4 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 3.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 4 is 54.
  • Example 4 exhibits high reflection in a wavelength range of 370 nm or more and 430 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 730 nm or more and 870 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 4 is about 49 fs in the 400 nm band, while it is about 6 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about ⁇ 43 fs.
  • the group velocity delay dispersion GDD of Example 4 is about 0 fs 2 in the 400 nm band and the 800 nm band, and in Example 4, the group velocity delay dispersion GDD becomes low dispersion in these wavelengths (including the wavelength range), and the 400 nm band optical pulse and 800 nm are obtained. It does not change the shape of both light-bearing pulses.
  • Example 4 is a low-dispersion delay mirror 1 that delays a 400 nm band light pulse by about 43 fs with respect to an 800 nm band light pulse by one reflection of each light pulse without deforming each light pulse.
  • Example 5 21 to 24 are the same views as FIGS. 4 to 7 according to the fifth embodiment. However, all of FIGS. 22 to 24 are at an incident angle of 45 ° related to s-polarized light, and the indicated wavelength range is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 5 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 5 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 4.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 5 is 80.
  • Example 5 exhibits high reflection in a wavelength range of 375 nm or more and 470 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 750 nm or more and 850 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 5 is about 7 fs in the 400 nm band, while it is about 3 about 9 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 32 fs.
  • the group velocity delay dispersion GDD of Example 5 becomes about 0 fs 2 in the 400 nm band and the 800 nm band, and in Example 5, the group velocity delay dispersion GDD becomes low dispersion in these wavelengths (including the wavelength range), and the 400 nm band optical pulse and 800 nm are obtained. It does not change the shape of both light-bearing pulses.
  • one reflection of each s-polarized light pulse delays the 400 nm band light pulse by about 32 fs with respect to the 800 nm band light pulse without deforming each s-polarized light pulse. It is a delay mirror 1.
  • Example 6 25 to 28 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the sixth embodiment. However, all of FIGS. 26 to 28 are at an incident angle of 5 °, and the wavelength range shown is 400 nm or more and 1200 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 6 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the central wavelengths of Example 6 are 515 nm and 1030 nm, unlike Examples 1-1 to 5.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 6 is 50.
  • Example 6 exhibits high reflection in a wavelength range of 460 nm or more and 550 nm or less (515 nm band) and a wavelength range of 980 nm or more and 1100 nm or less (1030 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 6 is about 3 fs in the 515 nm band, while it is about 28 fs in the 1030 nm band, and the difference between the latter and the former is about 25 fs.
  • Example 6 is a low-dispersion delay mirror 1 that delays a 1030 nm band light pulse by about 25 fs with respect to a 515 nm band light pulse by one reflection of each light pulse without deforming each light pulse.
  • a time difference can be imparted coaxially with respect to the 515 nm band light pulse and the 1030 nm band light pulse by reflecting the same optical path.
  • the optical multilayer film 4 of the seventh embodiment compensates for the dispersion of the fundamental wave (800 nm band) and the second harmonic (400 nm band) of the titanium sapphire laser, and delays the fundamental wave with respect to the second harmonic. It is designed to be used when making it. At least one of the wavelength band to which the wavelength of the fundamental wave belongs and the wavelength band to which the wavelength of the second harmonic belongs may be changed from the 800 nm band and the 400 nm band. Further, the laser may be something other than a titanium sapphire laser. FIG. 29 is a schematic diagram of this case (laser system 21).
  • the laser system 21 includes a titanium sapphire laser light source TS, a nonlinear optical crystal BBO, and two partially facing delay mirrors 1 (Example 7) similar to those in the delay mirror system 11. ..
  • the laser light TSL containing only the fundamental wave FW oscillated from the titanium sapphire laser light source TS (here, the wavelength ⁇ 1 of the fundamental wave FW is 800 nm) is incident on the nonlinear optical crystal BBO.
  • the second harmonic SW is delayed from the fundamental wave FW by a delay time of ⁇ 0 .
  • the mixed light TSM is reflected by the pair of delay mirrors 1 a predetermined number of times to become the output light TSO. If the delay mirror 1 does not delay the 400 nm band light pulse but delays the 800 nm band light pulse, and if the latter delays the former by a time difference ⁇ t due to a predetermined number of reflections, in the output light TSO,
  • the fundamental wave FW is delayed by a time difference ⁇ t with respect to the state in which the delay time ⁇ 0 in the mixed light TSM precedes the second harmonic SW (see the two-point chain line P in FIG. 29) (double in the figure).
  • the second harmonic SW is delayed from the fundamental wave FW at the adjusted delay time ⁇ 0- ⁇ t.
  • the former can be considered to be delayed by a time difference ⁇ t due to a predetermined number of reflections with respect to the latter, and the fundamental wave.
  • the FW is delayed from the state of the mixed light TSM with respect to the second harmonic SW at the adjusted delay time ⁇ 0- ⁇ t.
  • the group velocity of light passing through the inside of the nonlinear optical crystal BBO has a wavelength dependence.
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW passing through the nonlinear optical crystal BBO cause a deviation in the speed of light for each wavelength, that is, a charp. Due to the generation of such a chirp, the pulse width of the optical pulses constituting the fundamental wave FW and the second harmonic SW is widened, and the peak intensity is lowered.
  • the group velocity V g (nm / fs) is calculated by the following equation, where the wavelength is ⁇ (nm), the refractive index of the medium which is a function of the wavelength ⁇ is n ( ⁇ ), and the speed of light is c (nm / fs). It is represented by (5).
  • the group velocity dispersion GVD (Group Velocity Dispersion, fs 2 / cm, femtosecond femtosecond every centimeter) represented by the following equation (6) is used.
  • GVD 1 is a group velocity dispersion GVD of the nonlinear optical crystal BBO
  • GVD 2 is a group velocity dispersion GVD of air.
  • the thickness 1 of the medium is the thickness of the nonlinear optical crystal BBO (path length in the nonlinear optical crystal BBO), and the thickness 2 of the medium is the thickness of air (path length in air). That is, if the delay mirror 1 of the seventh embodiment has the group velocity delay dispersion GDD in which the group velocity dispersion GVD in the entire propagation path is canceled, the dispersion compensation is performed.
  • both the group velocity dispersion GVD 1 of the nonlinear optical crystal BBO and the group velocity dispersion GVD 2 of the air decrease monotonically, and the group velocity dispersion GVD 1 of the typical nonlinear optical crystal BBO in the light of the wavelength 400 nm.
  • the group velocity dispersion GVD 1 of the nonlinear optical crystal BBO in light at 2100 fs 2 / cm and a wavelength of 800 nm is 1000 fs 2 / cm
  • the group velocity dispersion GVD 2 of air in light at a wavelength of 800 nm is 0.21 fs 2 / cm.
  • the group velocity dispersion GVD 1 of the nonlinear optical crystal BBO is about 10,000 times that of the air group velocity dispersion GVD 2 , and travels 0.1 mm in the nonlinear optical crystal BBO as a guide.
  • the GVD 1 in the case and the GVD 2 in the case of traveling 1 m (meters) in the air are almost the same.
  • the propagation path is determined by the laser light TSL, the nonlinear optical crystal BBO, the mixed light TSM, the path between the two delay mirrors 1, and the output light TSO.
  • the group velocity delay dispersion GDD in the delay mirror 1 of Example 7 is a laser system. It is possible to determine what is diversified and compensated in 21.
  • the delay mirror of Example 7 is determined by the group velocity dispersion GVD 1 of the nonlinear optical crystal BBO ⁇ the medium thickness 1.
  • the group velocity delay dispersion GDD in 1 may be determined.
  • FIGS. 30 to 33 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the seventh embodiment. All of FIGS. 31 to 33 are at an incident angle of 5 °.
  • the optical multilayer film 4 of Example 7 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 7 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 7 is 52.
  • Example 7 exhibits high reflection in a wavelength range of 370 nm or more and 435 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 730 nm or more and 850 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 7 is about 18 fs in the 400 nm band, while it is about 20.7 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 2.7 fs.
  • Group velocity delay dispersion GDD of Example 7 it becomes about -40Fs 2 at 400nm band, about -15Fs 2 becomes at 800nm band, Example 7, the dispersion compensation at 400nm band and 800nm band at 10 times of the reflected Each has a negative variance suitable for.
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW charred by the mixed light TSM by dispersion compensation are returned to the same level as before the non-linear optical crystal BBO was incident by reflecting each light pulse a total of 10 times, and further 800 nm.
  • the fundamental wave FW including the light band light pulse is delayed by about 27 fs with respect to the second harmonic SW including the 400 nm band light pulse (time difference ⁇ t in FIG. 29).
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW can be coaxially provided with a time difference ⁇ t and dispersion compensation by reflecting the same optical path. That is, the delay mirror 1 of the seventh embodiment has a dispersion compensation function of the fundamental wave FW and the second harmonic SW in addition to the delay function of the fundamental wave FW with respect to the second harmonic SW.
  • the number of reflections is not limited to 10 times, and the same applies hereinafter.
  • Example 8 34 to 37 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the eighth embodiment. However, all of FIGS. 35 to 37 are at an incident angle of 5 °, and the wavelength range shown is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 8 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 8 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5,7.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 8 is 72.
  • Example 8 provides delay and dispersion compensation in the same manner as in Example 7.
  • Example 8 exhibits high reflection in a wavelength range of 360 nm or more and 450 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 725 nm or more and 850 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 8 is about 18 fs in the 400 nm band, while it is about 44 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 26 fs.
  • Example 8 Group velocity delay dispersion GDD of Example 8, together with the approximately -40Fs 2 at 400nm band, about -15Fs 2 becomes at 800nm band, Example 8, the dispersion compensation at 400nm band and 800nm band at 10 times of the reflected Each has a negative variance suitable for.
  • the chirped fundamental wave FW and the second harmonic SW are dispersed and compensated by a total of 10 reflections of each optical pulse, and the fundamental wave FW is further delayed by about 260 fs with respect to the second harmonic SW. It is supposed to make you.
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW can be coaxially provided with time difference and dispersion compensation by reflecting the same optical path.
  • Example 9 38 to 41 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the ninth embodiment. However, all of FIGS. 39 to 41 are taken at an incident angle of 5 °, and the indicated wavelength range is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 9 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 9 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5, 7 to 8.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 9 is 72.
  • Example 9 exhibits high reflection in a wavelength region of 370 nm or more and 440 nm or less (400 nm band) and a wavelength region of 720 nm or more and 900 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 9 is about 18 fs in the 400 nm band, while it is about 53 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 35 fs.
  • Group velocity delay dispersion GDD of Example 9 it becomes about -40Fs 2 at 400nm band, about -15Fs 2 becomes at 800nm band, Example 9, dispersion compensation 400nm band and 800nm band at 10 times of the reflected Each has a negative variance suitable for.
  • the chirped fundamental wave FW and the second harmonic SW are dispersed and compensated by a total of 10 reflections of each optical pulse, and the fundamental wave FW is further delayed by about 350 fs with respect to the second harmonic SW. It is supposed to make you.
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW can be coaxially provided with time difference and dispersion compensation by reflecting the same optical path.
  • Example 10 42 to 45 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the tenth embodiment. However, all of FIGS. 43 to 45 are at an incident angle of 5 °, and the wavelength range shown is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 10 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 10 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5, 7 to 9.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 10 is 72.
  • Example 10 exhibits high reflection in a wavelength range of 365 nm or more and 430 nm or less (400 nm band) and a wavelength range of 715 nm or more (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 10 is about 18 fs in the 400 nm band, while it is about 68 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 50 fs.
  • Group velocity delay dispersion GDD of Example 10 it becomes about -40Fs 2 at 400nm band, about -15Fs 2 becomes at 800nm band, Example 10, dispersion compensation 400nm band and 800nm band at 10 times of the reflected
  • Each has a negative variance suitable for.
  • the chirped fundamental wave FW and the second harmonic SW are dispersed and compensated by a total of 10 reflections of each optical pulse, and the fundamental wave FW is further delayed by about 500 fs with respect to the second harmonic SW. It is supposed to make you.
  • the fundamental wave FW and the second harmonic SW can be coaxially provided with time difference and dispersion compensation by reflecting the same optical path.
  • the delay mirror 1 is an optical multilayer film 4 of these optical pulses with respect to a first optical pulse having a first wavelength band and a second optical pulse having a second wavelength band. Due to the reflection in, it is delayed by a predetermined delay time.
  • the first optical pulse and the second optical pulse may be coaxial.
  • the delay mirrors 1 of Examples 1-1 to 6 do not change the shapes of the first optical pulse and the second optical pulse (low dispersion). That is, the delay mirrors 1 of Examples 1-1 to 6 include a base material 2 and an optical multilayer film 4 formed on the surface R of the base material 2, and the first one according to the optical multilayer film 4.
  • the value of the group velocity delay GD in the wavelength band (800 nm band, 400 nm band in Example 4, 1030 nm band in Example 6) is the second wavelength band (400 nm band, 800 nm band in Example 4) related to the optical multilayer film 4.
  • the value of the group velocity delay dispersion GDD in the wavelength band 2 is ⁇ 100 fs 2 or more and 100 fs 2 or less. Therefore, according to Examples 1-1 to 6, it is possible to impart a time difference without substantially changing the shapes of the plurality of optical pulses having a pulse width of about 40 fs or more, and to process the plurality of optical pulses coaxially, which is simple.
  • a delay mirror 1 that is easy to install and fine-tune.
  • the delay mirrors 1 of Examples 7 to 10 return the shapes of the first optical pulse and the second optical pulse to those before the chirp (dispersion compensation).
  • GD of the second optical pulse (400 nm wavelength band) 0, GDD ⁇ 0.
  • the delay mirrors 1 of Examples 7 to 10 include a base material 2 and an optical multilayer film 4 formed on the surface R of the base material 2, and have a first wavelength band related to the optical multilayer film 4.
  • the value of the group velocity delay GD in the (800 nm wavelength band) is different from the value of the group velocity delay GD in the second wavelength band (400 nm wavelength band) related to the optical multilayer film 4, and the value of the group velocity delay GD related to the optical multilayer film 4 is different.
  • the value of the group velocity delay dispersion GDD in the wavelength band 1 and the value of the group velocity delay dispersion GDD in the second wavelength band related to the optical multilayer film 4 are both negative values. Therefore, according to Examples 7 to 10, the shapes of the plurality of optical pulses can be brought closer to the original shape by negative dispersion, a time difference can be added, and the plurality of optical pulses can be processed coaxially, which is simple and easy to install and fine-tune.
  • the delay mirror 1 is provided. Further, in the delay mirrors 1 of Examples 7 to 10, the value of the group velocity delay dispersion GDD in the first wavelength band is the light in the 800 nm band related to the first wavelength band due to the reflection of a predetermined number of times (10 times). It is a value that disperses and compensates the pulse, and the value of the group velocity delay dispersion GDD in the second wavelength band disperses and compensates the optical pulse in the 400 nm band related to the second wavelength band by the predetermined number of reflections. It is said to be a value to be used.
  • a delay mirror 1 is provided in which the shape of a plurality of optical pulses is made into the initial shape by dispersion compensation, a time difference is added, the plurality of optical pulses can be processed coaxially, and the delay mirror 1 is simple and easy to install and fine-tune. .. Further, in the delay mirror 1 of Examples 7 to 10, the fundamental wave FW and the second harmonic SW have passed through the nonlinear optical crystal BBO. Therefore, in the titanium sapphire laser light source TS in which the second harmonic SW (400 nm band) is generated by passing the fundamental wave FW (800 nm band) in the nonlinear optical crystal BBO, the shapes of the fundamental wave FW and the second harmonic SW are nonlinear. Provided is a delay mirror 1 suitable for the titanium sapphire laser light source TS, which returns the optical crystal BBO before passing through and delays the fundamental wave FW with respect to the second harmonic SW.
  • group velocity delay dispersion GDD are both -100Fs 2 or 100 fs 2 or less at a first wavelength band and a second wavelength band It does not have to be.
  • the group velocity delay is different from Examples 7 to 10 in which the group velocity delay dispersion GDD is a negative value in both the first wavelength band and the second wavelength band.
  • the dispersion GDD may be a positive value in both the first wavelength band and the second wavelength band, or the group velocity delay dispersion GDD in the first wavelength band and the group velocity delay dispersion in the second wavelength band.
  • One of the GDDs may have a positive value and the other may have a negative value.
  • a delay mirror of the optical multilayer film type 4 related to the first wavelength band and the second wavelength band is provided.
  • the group velocity delay dispersion GDD related to the first wavelength band and the second wavelength band is appropriately selected according to the purpose (for example, the type of function added to the delay function; optical pulse shape maintenance, dispersion compensation, etc.). be.
  • Example 11 46 to 49 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the eleventh embodiment. However, all of FIGS. 47 to 49 are taken at an incident angle of 5 °, and the wavelength range shown is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 11 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 11 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5, 7 to 10.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 11 is 50.
  • Example 11 the group velocity delay GD is different between the 400 nm band and the 800 nm band, and the group velocity delay dispersion GDD is a positive value in both the 400 nm band and the 800 nm band.
  • Example 11 exhibits high reflection in a wavelength region of 370 nm or more and 430 nm or less (400 nm band) and a wavelength region of 750 nm or more and 860 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 11 is about 12 fs in the 400 nm band, while it is about 21 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 9 fs.
  • Example 11 the 800 nm light pulse is delayed by about 9 fs with respect to the 400 nm light pulse by one reflection of each light pulse.
  • Group velocity delay dispersion GDD of Example 11, with approximately 20 fs 2 (positive) at 400nm band is about 40 fs 2 (positive) at 800nm band.
  • the light pulse in the 800 nm band is delayed by about 9 fs with respect to the light pulse in the 400 nm band due to the reflection of each light pulse.
  • Example 12 50 to 53 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the twelfth embodiment. However, all of FIGS. 51 to 53 are at an incident angle of 5 °, and the wavelength range shown is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 12 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 12 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5, 7 to 11.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 12 is 58.
  • Example 12 the group velocity delay GD differs between the 400 nm band and the 800 nm band, and the group velocity delay dispersion GDD has a negative value in the 400 nm band and a positive value in the 800 nm band.
  • Example 12 exhibits high reflection in a wavelength region of 375 nm or more and 440 nm or less (400 nm band) and a wavelength region of 740 nm or more and 860 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 12 is about 11 fs in the 400 nm band, while it is about 29 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 18 fs.
  • Example 12 one reflection of each light pulse delays the 800 nm light pulse by about 18 fs with respect to the 400 nm light pulse.
  • Group velocity delay dispersion GDD of Example 12 with approximately -20fs 2 (negative) at 400nm band is about 40 fs 2 (positive) at 800nm band.
  • the light pulse in the 800 nm band is delayed by about 18 fs with respect to the light pulse in the 400 nm band due to the reflection of each light pulse.
  • a time difference can be imparted coaxially to an 800 nm band light pulse and a 400 nm band light pulse by reflecting the same optical path.
  • Example 13 54 to 57 are the same views as those of FIGS. 4 to 7 according to the thirteenth embodiment. However, all of FIGS. 55 to 57 are at an incident angle of 5 °, and the indicated wavelength range is 350 nm or more and 950 nm.
  • the optical multilayer film 4 of Example 13 is an alternating film in which the odd-numbered layer is Ta 2 O 5 and the even-numbered layer is SiO 2, as in the other examples.
  • the center wavelengths of Example 13 are 400 nm and 800 nm, as in Examples 1-1 to 5, 7 to 12.
  • the total number of layers of the optical multilayer film 4 of Example 13 is 66.
  • Example 13 the group velocity delay GD differs between the 400 nm band and the 800 nm band, and the group velocity delay dispersion GDD has a positive value in the 400 nm band and a negative value in the 800 nm band.
  • Example 13 exhibits high reflection in a wavelength region of 370 nm or more and 440 nm or less (400 nm band) and a wavelength region of 770 nm or more and 900 nm or less (800 nm band).
  • the group velocity delay GD of Example 13 is about 14 fs in the 400 nm band, while it is about 38 fs in the 800 nm band, and the difference between the latter and the former is about 24 fs.
  • Example 13 one reflection of each light pulse delays the 800 nm light pulse by about 24 fs with respect to the 400 nm light pulse.
  • the group velocity delay dispersion GDD of Example 13 is about 20 fs 2 (positive) in the 400 nm band and about -40 fs 2 (negative) in the 800 nm band.
  • the light pulse in the 800 nm band is delayed by about 24 fs with respect to the light pulse in the 400 nm band due to the reflection of each light pulse.
  • Delay mirror 1 ... Delay mirror, 2 ... Base material, 4 ... Optical multilayer film, 11 ... Delay mirror system, 12 ... Movement mechanism (delay mirror movement mechanism), BBO ... Non-linear optical crystal, R ... Surface.

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Abstract

【課題】遅らせたい光の光路及びこれと異なる波長の光の光路を分けずに同軸で遅延可能であり、又シンプルで、設置及び微調整が容易である遅延光学系を実現する遅延ミラー、及び遅延ミラーシステムを提供する。 【解決手段】遅延ミラー１は、基材２と、基材２の表面Ｒに形成された光学多層膜４と、を備えている。光学多層膜４に係る第１の波長帯における群速度遅延ＧＤの値が、光学多層膜４に係る第２の波長帯における群速度遅延ＧＤの値と相違すると共に、光学多層膜４に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、光学多層膜４に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下である。又、遅延ミラーシステムは、反射の回数が変わるように遅延ミラー１を移動させる遅延ミラー移動機構を備えている。

Description

遅延ミラー及び遅延ミラーシステム
　本発明は、遅延光学系に利用可能な遅延ミラー、及びこれを有する遅延ミラーシステムに関する。
　近時、フェムト秒（１０－１５秒）の水準における遅延光学系が用いられつつある。遅延光学系とは、ある光パルスを、別の光パルスに対して遅らせるための光学系である。
　例えば、下記非特許文献１では、Ｎ２分子リュードベリ波束を観測するために、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザーから発振された光パルスが、波長８０ｎｍ帯（ナノメートル帯）のポンプ光の元となる光と、波長８００ｎｍ帯のプローブ光とに分割され、プローブ光をポンプ光に対してフェムト秒の水準で遅延した状態で試料に照射する。遅延時間を少し変えることが繰り返され、高速現象が可視化される（ポンプ－プローブ分光法）。この遅延は、プローブ光の光路長を、入射光に対してそれぞれ４５°で傾いた４枚のミラーで調整することで行っている。即ち、これらのミラーによってプローブ光の光路の一部が“Π”字状とされ、２，３番目のミラーが共通の台であるディレイステージ上に載せられて、ディレイステージが１，４番目のミラーに対して移動することにより、当該光路の長さが変えられて、プローブ光の光路長が調整され、プローブ光がポンプ光に対して所望の時間だけ遅延することとなる。
　又、下記非特許文献２では、波長１６００ｎｍ帯のシード光と波長８００ｎｍ帯のポンプ光とが同時にＢｉＢ３Ｏ６結晶へ入射するように、上述のような４枚のミラーによる遅延光学系で、シード光がポンプ光に対して時間調整される。
　更に、遅延光学系として、下記特許文献１に記載された、ペンタゴンプリズム構造体によるものが知られている。
特開２００８－１０２３５２号公報
樋田　祐斗、「極紫外超高速光電子分光によるＮ２分子リュードベリ波束の観測」、名古屋大学大学院修士論文、２０１４年３月 N. Ishii et al., "Sub-two-cycle, carrier-envelope phase-stable, intense optical pulses at 1.6 μm from a BiB3O6 optical parametric chirped-pulse amplifier", OPTICS LETTERS, Vol. 37, No. 20, October 15, 2012, p. 4182-4184
　上述の４つのミラーによる遅延光学系は、遅らせたい波長の光の光路と、これと波長の異なる光の光路とを分けなければならず、複雑になる。又、これらの遅延光学系では、複数のミラーの正確な配置に加え、ディレイステージの精緻な移動制御が必要とされるため、設置及び微調整が難しい。
　又、上述のペンタゴンプリズム構造体による遅延光学系においても、結局ペンタゴンプリズム構造体で光路長を延ばすことで遅延させるため、４つのミラーによるものと同様に、分割が必要になるし、ペンタゴンプリズム構造体等の設置及び微調整が困難である。
　加えて、フェムト秒パルスの場合、ガラスの内部を通過すると、その屈折率分散の影響により、パルス幅が変化することに注意が必要である。
　そこで、本発明の主な目的は、遅らせたい光の光路及びこれと異なる波長の光の光路を分けずに同軸で遅延可能である遅延光学系を実現する遅延ミラーを提供することである。
　又、本発明の別の主な目的は、シンプルであり、設置及び微調整が容易である遅延光学系を実現する遅延ミラーを提供することである。
　更に、本発明の別の主な目的は、上述の遅延ミラーを有しており、遅延時間を簡単に調整可能な遅延光学系を実現する遅延ミラーシステムを提供することである。
　上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、遅延ミラーにおいて、基材と、前記基材の表面に形成された光学多層膜と、を備えており、前記光学多層膜に係る第１の波長帯における群速度遅延ＧＤの値が、前記光学多層膜に係る第２の波長帯における群速度遅延ＧＤの値と相違することを特徴とするものである。
　請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下であることを特徴とするものである。
　請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも負の値であることを特徴とするものである。
　請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、所定の回数の反射により前記第１の波長帯に係る第１の光パルスを分散補償する値とされており、前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、前記所定の回数の反射により前記第２の波長帯に係る第２の光パルスを分散補償する値とされていることを特徴とするものである。
　請求項５に記載の発明は、上記発明において、前記第１の光パルス及び前記第２の光パルスは、非線形光学結晶を通過したものであることを特徴とするものである。
　請求項６に記載の発明は、上記発明において、前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも正の値であることを特徴とするものである。
　請求項７に記載の発明は、上記発明において、前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とにおいて、一方が正の値であり、他方が負の値であることを特徴とするものである。
　請求項８に記載の発明は、上記発明において、前記第１の波長帯及び前記第２の波長帯のうちの一方が４００ｎｍ帯であり、他方が８００ｎｍ帯であることを特徴とするものである。
　請求項９に記載の発明は、上記発明において、前記第１の波長帯及び前記第２の波長帯のうちの一方が５１５ｎｍ帯であり、他方が１０３０ｎｍ帯であることを特徴とするものである。
　上記目的を達成するため、請求項１０に記載の発明は、遅延ミラーシステムにおいて、上記遅延ミラーと、前記遅延ミラーにおける反射の回数が変わるように前記遅延ミラーを他のミラーに対して移動させる遅延ミラー移動機構と、を備えていることを特徴とするものである。
　請求項１１に記載の発明は、上記発明において、前記遅延ミラーを一対備えていることを特徴とするものである。
　本発明の主な効果は、遅らせたい光の光路及びこれと異なる波長の光の光路を分けずに同軸で遅延可能である遅延光学系を実現する遅延ミラーが提供されることである。
　又、本発明の別の主な効果は、シンプルであり、設置及び微調整が容易である遅延光学系を実現する遅延ミラーが提供されることである。
　更に、本発明の別の主な効果は、上述の遅延ミラーを有しており、遅延時間を簡単に調整可能な遅延光学系を実現する遅延ミラーシステムが提供されることである。
本発明に係る遅延ミラーの模式図である。 本発明に係る遅延ミラーシステムの模式図である。 本発明の実施例１－１に係る各層の物理膜厚が示されるグラフである。 本発明の実施例１－２に係る各層の物理膜厚が示されるグラフである。 実施例１－１，１－２に係る、３００ｎｍ～９００ｎｍの波長域（横軸：波長［ｎｍ］）における分光反射率分布（縦軸：反射率［％］）が示されるグラフである。 実施例１－１，１－２に係る、同様の波長域における群速度遅延ＧＤ（縦軸，［ｆｓ］）が示されるグラフである。 実施例１－１，１－２に係る、同様の波長域における群速度遅延分散ＧＤＤ（縦軸，［ｆｓ２］）が示されるグラフである。 実施例２－１に係る図４同様図である。 実施例２－２に係る図４同様図である。 実施例２－１，２－２に係る図５同様図である。 実施例２－１，２－２に係る図６同様図である。 実施例２－１，２－２に係る図７同様図である。 実施例３に係る図４同様図である。 実施例３に係る図５同様図である。 実施例３に係る図６同様図である。 実施例３に係る図７同様図である。 実施例４に係る図４同様図である。 実施例４に係る図５同様図である。 実施例４に係る図６同様図である。 実施例４に係る図７同様図である。 実施例５に係る図４同様図である。 実施例５に係る図５同様図である。 実施例５に係る図６同様図である。 実施例５に係る図７同様図である。 実施例６に係る図４同様図である。 実施例６に係る図５同様図である。 実施例６に係る図６同様図である。 実施例６に係る図７同様図である。 実施例７の遅延ミラー（分散補償機能付き）を一対有するレーザーシステムの模式図である。 実施例７に係る図４同様図である。 実施例７に係る図５同様図である。 実施例７に係る図６同様図である。 実施例７に係る図７同様図である。 実施例８に係る図４同様図である。 実施例８に係る図５同様図である。 実施例８に係る図６同様図である。 実施例８に係る図７同様図である。 実施例９に係る図４同様図である。 実施例９に係る図５同様図である。 実施例９に係る図６同様図である。 実施例９に係る図７同様図である。 実施例１０に係る図４同様図である。 実施例１０に係る図５同様図である。 実施例１０に係る図６同様図である。 実施例１０に係る図７同様図である。 実施例１１に係る図４同様図である。 実施例１１に係る図５同様図である。 実施例１１に係る図６同様図である。 実施例１１に係る図７同様図である。 実施例１２に係る図４同様図である。 実施例１２に係る図５同様図である。 実施例１２に係る図６同様図である。 実施例１２に係る図７同様図である。 実施例１３に係る図４同様図である。 実施例１３に係る図５同様図である。 実施例１３に係る図６同様図である。 実施例１３に係る図７同様図である。
　以下、本発明に係る実施の形態の例が、適宜図面に基づいて説明される。尚、本発明の形態は、これらの例に限定されない。
　図１に示されるように、本発明に係る遅延ミラー１は、基材２と、光学多層膜４と、を有している。
　基材２は、光学多層膜４が成膜された表面Ｒを備えている。遅延ミラー１は、表面Ｒ上に積層された光学多層膜４において互いに波長帯の異なる複数の光パルスを反射することにより、所定の波長帯の光パルスに対して他の波長帯の光パルスを遅延させるものである。これらの光パルスは、同じ光路Ｌを通過可能である。
　基材２は、透光性を有していても良いし、透光性を有していなくても良い。
　基材２の材質は、特に限定されず、例えばガラス、結晶、セラミックス、あるいは樹脂である。
　基材２の形状は、特に限定されず、例えば平行平板、あるいはウェッジ付きである。
　光学多層膜４の群速度遅延ＧＤ（Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｌａｙ）は、波長帯毎に異なる値となっている。
　群速度遅延ＧＤは、光学多層膜４の反射位相φで定義される。角周波数ωｎの波ｃｏｓ（ωｎｔ）と角周波数ωｎ＋Δωの波ｃｏｓ｛（ωｎ＋Δω）ｔ｝が、光学多層膜４で反射された後、それぞれの波は、ρを光学多層膜４のフレネル反射係数として、ρｃｏｓ｛ωｎｔ＋φ（ωｎ）｝，ρｃｏｓ｛（ωｎ＋Δω）ｔ＋φ（ωｎ＋Δω）｝となる。ここでは、簡単のため、ρが定数とされる。
　これらを重ね合わせた波は、次の式（１ａ），（１ｂ）で表される。即ち、これらを重ね合わせた波は、時間変調された振幅Ｅｎ０（ｔ）を持つ波である。ｎ＝１，２，３，・・と多くの波が重ね合わせられると、変調が急峻になり、重ね合わせられた波は、パルス列になる。
　Δω／ωｎ　≪１である場合、式（１ｂ）は、次の式（２）に変形可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（２）から、光学多層膜４での反射により、時間ｔがｔ＋∂φ／∂ω｜ωｎになるため、変調あるいはパルスに時間遅延を与える効果がある。光パルスを発振するレーザー共振器内に立つ定在波の波長は、とびとびの値であるので、ωｎは、離散的な値をとるところ、Δωが微小量であるため、ωｎを連続変数として取り扱う。すると、群速度遅延ＧＤは、次のように定義される。
ＧＤ＝－∂φ／∂ω　　（３）
　群速度遅延ＧＤは、光学多層膜４内の滞在時間に応じた値であるから、波長帯毎に異なるものとなれば、ある波長帯に属する光パルスに対して別の波長帯に属する光パルスが滞在時間の差だけ遅延することとなる。群速度遅延ＧＤが大きいほど、光学多層膜４内の滞在時間が長くなり、群速度遅延ＧＤの差に応じて、群速度遅延ＧＤのより大きい波長帯の光パルスが、群速度遅延ＧＤのより小さい波長帯の光パルスに対して遅延する。よって、群速度遅延ＧＤが波長帯毎に異なる光学多層膜４により、遅延ミラー１が形成される。
　又、各波長帯に属する波長において群速度遅延ＧＤの相違が把握されても良い。即ち、第１の波長帯における群速度遅延ＧＤが、第２の波長帯における群速度遅延ＧＤと異なるようにすれば、滞在時間の差に基づく遅延が付与される。
　尚、上述の第１の波長帯及び第２の波長帯に加えて、これらと波長の異なる第３の波長帯において更に群速度遅延ＧＤが異なるものとされても良い。同様に、第４の波長帯、あるいはそれ以上の波長帯が更に互いに群速度遅延ＧＤの相違するものとして設定されても良い。
　又、ωの非線形項の最低次項である∂２φ／∂ω２｜ωｎは、φとしてω＝ωｎが代入されるものであり、群速度遅延分散ＧＤＤ（Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｌａｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）に対応するものである。群遅延がずれると（分散があると）、光パルスを構成する様々な波長の波束がそれぞれずれて、光パルスの形状が変化する。
　即ち、群速度遅延分散ＧＤＤは、次の通りである。
ＧＤＤ＝－∂２φ／∂ω２　　（４）
　先行する光パルス及び遅延させる光パルスの形状を変化させないものとする場合、各光パルスの波長帯において、群速度遅延分散ＧＤＤは０あるいは０に近いものとされる（低分散ミラー機能の具備）。後述の通り、パルス幅が約４０ｆｓ以上の場合、群速度遅延分散ＧＤＤが－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下の範囲内に収まっていれば、光パルスの変形が他の場合と比較して少なく、実質的に光パルスの変形あるいはその影響がないものとして扱える。パルス幅がより狭いパルスに対しては、ＧＤＤの値をより小さくする必要がある。尚、当該範囲の下限は、－８０，－６０，－４０，－２０，０，２０，４０，６０，８０の何れか等と設定することができ、当該範囲の上限は、８０，６０，４０，２０，０，－２０，－４０，－６０，－８０の何れか等と設定することができる。
　あるいは、遅延と共に分散補償等の目的で光パルスの変形を行いたい場合、各光パルスの波長帯において、群速度遅延分散ＧＤＤはその変形に応じた値とされる（変形による他の機能の具備）。
　光学多層膜４は、誘電体材料あるいは半導体材料を用いた無機多層膜であり、誘電体多層膜あるいは半導体多層膜である。
　光学多層膜４は、基材２の少なくとも一面における一部又は全部に形成される。
　光学多層膜４は、低屈折率層及び高屈折率層を含む。又、光学多層膜４は、更に中屈折率層を含み得る。
　高屈折率層及び低屈折率層（並びに中屈折率層）の層数及び材質の選択、並びに各層における厚み（層に係る物理膜厚あるいは光学膜厚）の増減といった設計要素の変更により、光学多層膜４の設計が変更される。
　例えば、中屈折率層がこれと光学的に等価である高屈折率層と低屈折率層との組合せにより置換される等、光学多層膜４における一部又は全部の構造は、光学的に等価な他の構造に置換されても良い。
　高屈折率層は、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、シリコン（Ｓｉ）、若しくは酸化プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）又はこれらの二種以上の混合物といった高屈折率材料から形成される。
　又、低屈折率層は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、酸化アルミニウムと酸化プラセオジムとの組合せ（Ａｌ２Ｏ３－Ｐｒ２Ｏ３）、酸化アルミニウムと酸化ランタンとの組合せ（Ａｌ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３）、若しくは酸化アルミニウムと酸化タンタルとの組合せ（Ａｌ２Ｏ３－Ｔａ２Ｏ５）、又はこれらの二種以上の混合物といった低屈折率材料から形成される。
　中屈折率層は、例えばＡｌ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－Ｐｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３、といった中屈折率材料から形成される。
　尚、例えば、上述の高屈折率材料から２つの材料を選択して、光学多層膜４が形成されても良い。又、光学多層膜４の外部あるいは内部に、防汚膜等の他の機能を有する膜が組み合わせられても良い。
　光学多層膜４の低屈折率層及び高屈折率層（並びに中屈折率層）は、真空蒸着法あるいはイオンアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法等により形成される。
　光学多層膜４は、基材２における複数の面に形成されても良い。例えば、光学多層膜４は、平行平板あるいはウェッジ付き、凹面、凸面の基材２の表裏両面に形成されても良い。
　又、図２に示されるように、遅延ミラーシステム１１が、１以上の遅延ミラー１と、少なくとも１つの遅延ミラー１を他の遅延ミラー１に対して移動させる遅延ミラー移動機構としての移動機構１２と、を含んで形成される。
　遅延ミラーシステム１１は、出射される光パルスの出射光路ＬＯが移動しないようにするため、次のような構成を有している。尚、遅延ミラーシステム１１における上下左右は、説明の便宜のため、図２の上下左右と同じものとするところ、実際の上下左右は、これに限られない。
　即ち、遅延ミラーシステム１１では、２枚の遅延ミラー１が、互いに平行であり表面Ｒの一部が向かい合う状態で配置されている。これらの遅延ミラー１は、上下方向においてずれており、右の遅延ミラー１が左の遅延ミラー１より下方に位置している。
　右の遅延ミラー１には、移動機構１２が連結されている。移動機構１２は、遅延ミラーを載せるステージと、ステージを上下に動かす駆動部と、を有している。右の遅延ミラー１は、移動機構１２によって、左の遅延ミラー１との平行状態を保持しつつ、上下方向に移動される。
　左の遅延ミラー１の左下方には、入射される光パルス（入射光路ＬＩ）を右の遅延ミラー１へ導く入射側ミラー１４が配置されている。
　右の遅延ミラー１の右上方には、左の遅延ミラー１から一旦右方へ出た光パルス（中間入射光路ＬＭ）を左の遅延ミラー１へ戻すエンドミラー１６が配置されている。エンドミラー１６は、中間入射光路ＬＭに対して、その反射に係る中間出射光路ＬＮが完全に重複しないように傾いている。
　遅延ミラーシステム１１では、図２の状態において、左右の遅延ミラー１により、中間入射までで４回、中間出射後で４回の反射の合計８回反射される。よって、遅延ミラー１における１回の反射による遅延に対して８倍長い遅延が、出射光路ＬＯにおいて得られる。例えば、１回の反射で４０ｆｓ（フェムト秒）の遅延となる場合、８回の反射で３２０ｆｓの遅延が得られる。
　又、図２の状態から、移動機構１２により右の遅延ミラー１を上昇させ、上昇前の８回に変わり１０回の反射が得られるようにすると、１回の反射による遅延に対して１０倍長い遅延（例えば４００ｆｓ）が得られる。
　他方、図２の状態から、移動機構１２により右の遅延ミラー１を下降させ、下降前の８回に変わり６回の反射が得られるようにすると、１回の反射による遅延に対して６倍長い遅延（例えば２４０ｆｓ）が得られる。
　これらと同様にして、右の遅延ミラー１の移動量に応じ、左右の遅延ミラー１における反射回数を変化させ、遅延時間を簡単に増減させることができる。
　従来のように、波長毎に光路を分け、一方の光路を他方の光路に対して長くする場合、例えば４００ｆｓの時間差を付与するためには、光路を１１９．９μｍ長くする必要がある。
　これに対し、遅延ミラーシステム１１では、４００ｆｓの時間差を付与するのであれば、１回の反射で４０ｆｓの遅延となる各遅延ミラー１において合計１０回の反射を行えば良い。
　又、従来、時間差の大きさを調整するためには、片方の光路の長さを、所望の時間差に対応するように精密に制御する必要があり、長さが相違すれば時間差の誤差に直結する。
　これに対し、遅延ミラーシステム１１では、反射回数の変化が確保できる程度の移動機構１２の制御で足り、時間差の調整が１回の反射の時間差の自然数倍からの選択となってある程度離散的になるものの、より容易且つ正確に時間差の大きさを調整することができる。
　尚、遅延ミラーシステム１１は、次のような変更例を有する。
　即ち、遅延ミラー１は、低分散ミラー等と組み合わせることで１枚で複数回反射するように設けられても良いし、３枚以上設けられても良い。複数の遅延ミラーは、その内の一部における１回の反射当たりの遅延時間が他の当該遅延時間と異なるものとされても良い。
　移動機構１２により移動可能な遅延ミラー１は、複数設けられても良い。移動機構１２による移動は、回転移動を含んでいても良い。入射側ミラー１４及びエンドミラー１６の少なくとも一方が移動可能とされても良い。
　エンドミラー１６が省略され、図２の中間入射光路ＬＭが出射光路となるものとされても良い。
　次に、本発明の上記実施形態に準じた実施例が示される。
　但し、実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。特に、実施例の中心波長（第１の中心波長及び第２の中心波長）は、４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯、あるいは５１５ｎｍ帯及び１０３０ｎｍ帯とされているところ、本発明における各種の中心波長は、これらのものに限られない。中心波長は、所定の波長域（波長帯）における設計上の中心の波長である。又、４００ｎｍ帯は、４００ｎｍを含む領域であり、４００ｎｍ帯以外においても同様である。このような領域（波長の場合波長帯）は、光パルスに含まれる波束の波長に幅があること、及び中心波長が１つの値に限定されないこと、等を示すために用いられる。例えば、中心波長が４００ｎｍ帯であることは、中心波長が４００ｎｍに限られず、その前後の波長であっても良いことを示す。
　又、本発明の捉え方により、実施例が、本発明の範囲外となる実質的な比較例となったり、比較例が、本発明の範囲内である実質的な実施例となったりすることがある。
　本発明の実施例として、同一の板状の基材２の片面（表面Ｒ）において、互いに膜構成の異なる光学多層膜４を有している各遅延ミラー１の形成がシミュレートされた。
　基材２は、直径３０ｍｍ（ミリメートル）の円形板状であり、光学ガラスＢＫ７製である。
　尚、各実施例において、表面Ｒにおける光学多層膜４は、誘電体多層膜であり、真空蒸着によって、膜物質を、各膜厚の制御された状態で交互に蒸着させることで、実際に形成可能である。
［実施例１－１，１－２］
　実施例１－１，１－２における光学多層膜４は、基材２に最も近い層を第１層として奇数層がＴａ２Ｏ５（高屈折率材料による高屈折率層）、偶数層がＳｉＯ２（低屈折率材料による低屈折率層）である交互膜であり、各層は図３（実施例１－１），図４（実施例１－２）に示すような物理膜厚を有している。実施例１－１，１－２における光学多層膜４の全層数は、何れも４０である。
　実施例１－１，１－２は、中心波長が４００ｎｍ及び８００ｎｍとなるように設計されている。
　実施例１－１，１－２における光学多層膜４の構成は、次に説明される記号によって表現可能である。即ち、（）内の構成のｐ回の繰り返しが（）ｐと表わされ、垂直入射での光学膜厚がλ０／４である高屈折率層がＨ、垂直入射での光学膜厚がλ０／４である低屈折率層がＬとそれぞれ表され、Ｈ及びＬの直前にλ０／４の係数（乗数）が記載される場合、実施例１－１における光学多層膜４の構成は、基材２｜（０．７Ｈ　１．３Ｌ）２０｜空気と表され、実施例１－２における光学多層膜４の構成は、基材２｜（１Ｈ　１Ｌ）１０（０．５Ｈ　０．５Ｌ）１０｜空気と表される。尚、光学多層膜４は、実際には、記号で示された構成に対して、１以上の所定の光学膜厚について増減される等、微調整されることがある。即ち、かような記号は、光学多層膜４の基本設計を示すことがある。
　実施例１－１の光学多層膜４は、（１Ｈ　１Ｌ）２０に対して、各高屈折率層の光学膜厚を薄くし（×０．７）、各低屈折率層の光学膜厚を厚くするように（×１．３）、バランスを崩しているものと捉えることができる。
　実施例１－２の光学多層膜４は、（１Ｈ　１Ｌ）１０という基材側積層部（第１積層部）と、（０．５Ｈ　０．５Ｌ）１０という空気側積層部（第２積層部）とを有しているものである。第１積層部は、８００ｎｍ帯の光のミラーとなっている。第２積層部は、４００ｎｍ帯の光のミラーとなっている。
　図５は、実施例１－１，１－２に係る、３００ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長域（横軸：波長［ｎｍ］）における分光反射率分布（縦軸：反射率［％］）が示されるグラフである。図６は、実施例１－１，１－２に係る、同様の波長域における群速度遅延ＧＤ（縦軸，［ｆｓ］）が示されるグラフである。図７は、実施例１－１，１－２に係る、同様の波長域における群速度遅延分散ＧＤＤ（縦軸，［ｆｓ２］）が示されるグラフである。尚、図５～図７の何れも、入射角５°におけるものである。
　実施例１－１は、波長４００ｎｍを含む３９０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）で反射率が約１００％となる高反射を示し、波長８００ｎｍを含む７３０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１－２は、３７５ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７３０ｎｍ以上８９０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１－１は、群速度遅延ＧＤが、波長４００ｎｍで１０ｆｓである一方で、８００ｎｍで７ｆｓであり、８００ｎｍ帯光パルスの光学多層膜４内の滞在時間が、４００ｎｍ帯光パルスの滞在時間より長くなって、８００ｎｍ帯光パルスが４００ｎｍ帯光パルスに対して遅延する。尚、仮に群速度遅延ＧＤが波長４００ｎｍ及び８００ｎｍにおいて同値であるとすると、８００ｎｍ帯光パルスと４００ｎｍ帯光パルスとで光学多層膜４での滞在時間が同じとなり、光学多層膜４における反射があっても８００ｎｍ帯光パルスと４００ｎｍ帯光パルスとで時間差がつかない。よって、この仮の例は、本発明に属さない比較例となる。
　実施例１－２は、群速度遅延ＧＤが、波長４００ｎｍで４ｆｓである一方で、８００ｎｍで３０ｆｓであり、８００ｎｍ帯光パルスの光学多層膜４内の滞在時間が、４００ｎｍ帯光パルスの滞在時間より長くなって、８００ｎｍ帯光パルスが４００ｎｍ帯光パルスに対して遅延する。実施例１－２における遅延の程度（８００ｎｍ帯光パルスの群速度遅延ＧＤと４００ｎｍ帯光パルスの群速度遅延ＧＤとの差３０－４＝２６ｆｓ）は、実施例１－１のそれ（３ｆｓ）よりも大きい。
　実施例１－１は、群速度遅延分散ＧＤＤが、波長４００ｎｍ及び８００ｎｍで約０ｆｓ２になり、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。実施例１－１は、その中心波長における高い反射率、比較的に小さい群速度遅延ＧＤの差（３ｆｓ）、約０ｆｓ２である群速度遅延分散ＧＤＤの態様から、中心波長４００ｎｍ，８００ｎｍにおける標準的な２波長ミラーに類似する遅延ミラー１と言える。
　実施例１－２は、群速度遅延分散ＧＤＤが、波長４００ｎｍで約０ｆｓ２であるものの、８００ｎｍでは－２５０ｆｓ２程度であって０ｆｓ２ではなく、４００ｎｍ帯光パルスは変形させないものの、８００ｎｍ帯光パルスを、僅かに変形させる。
　実施例１－１，１－２は、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
　実施例１－１，１－２に関する上記の説明では、群速度遅延ＧＤとパルスの遅延との関係を明確化するために、波長４００ｎｍ，８００ｎｍでの群速度遅延ＧＤが用いられた。そのため、上記の説明では、４００ｎｍ帯光パルス，８００ｎｍ帯光パルスと言うものの、波長４００ｎｍ，８００ｎｍの極近傍のみの光から構成されるパルスについてのものとなっている。より広い波長域の光から構成される（波長帯のより広い）光パルスの遅延等については、４００ｎｍ帯，８００ｎｍ帯での群速度遅延ＧＤ、群速度遅延分散ＧＤＤに注目する必要がある。
　実施例１－１，１－２を始めとした各実施例、あるいはその他の例のシミュレーションにより、群速度遅延分散ＧＤＤが－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下の範囲内に収まっていれば、パルス幅が４０ｆｓ以上の光パルスについては、変形が他の場合と比較して少なく、実質的に光パルスの変形あるいはその影響がないものとして扱えることが見出された。パルス幅がより狭い場合、より絶対値の小さな群速度遅延分散ＧＤＤが求められる。尚、当該範囲の下限は、－８０，－６０，－４０，－２０，０，２０，４０，６０，８０の何れか等とすることができ、当該範囲の上限は、８０，６０，４０，２０，０，－２０，－４０，－６０，－８０の何れか等とすることができる。
［実施例２－１，２－２］
　実施例２－１，２－２は、実施例１－２に対し、各中心波長を維持しつつ、各波長帯を拡張したものである。
　図８は、実施例２－１に係る図４同様図である。図９は、実施例２－２に係る図４同様図である。
　実施例２－１，２－２の各光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。
　実施例２－１は、実施例１－２の第２積層部の層数を増やし、基本設計として基材２｜（１Ｈ　１Ｌ）１０（０．５Ｈ　０．５Ｌ）３００．７Ｌ｜空気を有し、更に各層の物理膜厚を最適化したものである。最も空気側の層は、０．５＋０．７＝１．２Ｌとなり、実施例２－１の光学多層膜４の全層数は、１０×２＋３０×２＝８０である。
　実施例２－２は、第２積層部における増加する層数を除き実施例２－１と同様に成り、基本設計として基材２｜（１Ｈ　１Ｌ）１０（０．５Ｈ　０．５Ｌ）１５０．７Ｌ｜空気を有し、更に各層の物理膜厚を最適化したものである。実施例２－２の光学多層膜４の全層数は、５０である。
　実施例２－１，２－２は、第２積層部において、反射率を確保するために必要な層数よりも過剰に積層したものと捉えられる。
　実施例２－１の第２積層部の光学膜厚は６１８７．８ｎｍであり、光パルスが第２積層部を通過する場合の片道の時間は、６１８７．８［ｎｍ］／２９９．７９［ｎｍ／ｆｓ］＝２０．６［ｆｓ］である。
　実施例２－２の第２積層部の光学膜厚は３００１．１ｎｍであり、光パルスが第２積層部を通過する場合の片道の時間は、３００１．１［ｎｍ］／２９９．７９［ｎｍ／ｆｓ］＝１０．０［ｆｓ］である。
　図１０～図１２は、実施例２－１，２－２に係る図５～図７と同様の図である。図１０～図１２の何れも、入射角５°におけるものである。
　実施例２－１は、３７５ｎｍ以上４７５ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７５０ｎｍ以上８６０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例２－２は、３６０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７５０ｎｍ以上８８０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例２－１は、群速度遅延ＧＤが、４００ｎｍ帯で約５ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約４５ｆｓであり、後者の前者に対する差は約４０ｆｓである。この４０ｆｓは、上述の第２積層部の片道の時間の約２倍に相当している。これは、４００ｎｍ帯光パルスが第２積層部における空気側の一部の層（４００ｎｍ帯光パルスの反射膜として機能する部分）を反射により往復する一方、８００ｎｍ帯光パルスが第２積層部全体及び第１積層部（８００ｎｍ帯光パルスの反射膜）を反射により往復することによる。
　実施例２－２は、群速度遅延ＧＤが、４００ｎｍ帯で約４ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約２４ｆｓであり、後者の前者に対する差は約２０ｆｓである。この２０ｆｓは、上述の第２積層部の片道の時間の約２倍に相当している。
　実施例２－１，２－２は、群速度遅延分散ＧＤＤが、何れも波長４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で約０ｆｓ２になり、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。尚、群速度遅延分散ＧＤＤは、第１の中心波長と第２の中心波長の間の波長域における最大値あるいは極大値よりも十分に小さければ良く、例えば当該最大値あるいは極大値の１％以下又は０．１％以下であれば良く、以下同様である。
　実施例２－１，２－２は、各光パルスの１回の反射によって、各光パルスを変形させることなく８００ｎｍ帯光パルスを４００ｎｍ帯光パルスに対して約４０ｆｓ，約２０ｆｓ遅延させる低分散の遅延ミラー１となっている。実施例２－１，２－２は、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例３］
　図１３～図１６は、実施例３に係る図４～図７同様図である。但し、図１４～図１６の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９００ｎｍである。
　実施例３の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例３の中心波長は、実施例１－１～２－２と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例３の光学多層膜４の全層数は、８４である。
　実施例３は、３６０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７０５ｎｍ以上の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例３の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約４ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約１００ｆｓであり、後者の前者に対する差は約９６ｆｓである。
　実施例３の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で約０ｆｓ２になり、実施例３は、これらの波長（を含む波長域）で低分散となって、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。
　実施例３は、各光パルスの１回の反射によって、各光パルスを変形させることなく８００ｎｍ帯光パルスを４００ｎｍ帯光パルスに対して約９６ｆｓ遅延させる低分散の遅延ミラー１となっている。実施例３は、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例４］
　図１７～図２０は、実施例４に係る図４～図７同様図である。但し、図１８～図２０の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例４の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例４の中心波長は、実施例１－１～３と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例４の光学多層膜４の全層数は、５４である。
　実施例４は、３７０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７３０ｎｍ以上８７０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例４の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約４９ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約６ｆｓであり、後者の前者に対する差は約－４３ｆｓである。
　実施例４の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で約０ｆｓ２になり、実施例４は、これらの波長（を含む波長域）で低分散となって、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。
　実施例４は、各光パルスの１回の反射によって、各光パルスを変形させることなく４００ｎｍ帯光パルスを８００ｎｍ帯光パルスに対して約４３ｆｓ遅延させる低分散の遅延ミラー１となっている。実施例４は、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例５］
　図２１～図２４は、実施例５に係る図４～図７同様図である。但し、図２２～図２４の何れも、ｓ偏光光に係る入射角４５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例５の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例５の中心波長は、実施例１－１～４と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例５の光学多層膜４の全層数は、８０である。
　実施例５は、３７５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７５０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例５の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約７ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で３約９ｆｓであり、後者の前者に対する差は約３２ｆｓである。
　実施例５の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で約０ｆｓ２になり、実施例５は、これらの波長（を含む波長域）で低分散となって、４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。
　実施例５は、ｓ偏光された各光パルスの１回の反射によって、ｓ偏光に係る各光パルスを変形させることなく４００ｎｍ帯光パルスを８００ｎｍ帯光パルスに対して約３２ｆｓ遅延させる低分散の遅延ミラー１となっている。実施例５は、ｓ偏光に係る４００ｎｍ帯光パルス及び８００ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例６］
　図２５～図２８は、実施例６に係る図４～図７同様図である。但し、図２６～図２８の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、４００ｎｍ以上１２００ｎｍである。
　実施例６の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例６の中心波長は、実施例１－１～５と異なり、５１５ｎｍ及び１０３０ｎｍである。
　実施例６の光学多層膜４の全層数は、５０である。
　実施例６は、４６０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域（５１５ｎｍ帯）、及び９８０ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長域（１０３０ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例６の群速度遅延ＧＤは、５１５ｎｍ帯で約３ｆｓである一方、１０３０ｎｍ帯で約２８ｆｓであり、後者の前者に対する差は約２５ｆｓである。
　実施例６の群速度遅延分散ＧＤＤは、５１５ｎｍ及び１０３０ｎｍで約０ｆｓ２になり、実施例６は、これらの波長（を含む波長域）で低分散となって、５１５ｎｍ帯光パルス及び１０３０ｎｍ帯光パルスの双方の形状を変化させない。
　実施例６は、各光パルスの１回の反射によって、各光パルスを変形させることなく１０３０ｎｍ帯光パルスを５１５ｎｍ帯光パルスに対して約２５ｆｓ遅延させる低分散の遅延ミラー１となっている。実施例６は、５１５ｎｍ帯光パルス及び１０３０ｎｍ帯光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例７］
　実施例７の光学多層膜４は、チタンサファイアレーザーの基本波（８００ｎｍ帯）及び第２高調波（４００ｎｍ帯）について、これらの分散補償を行い、且つ基本波を第２高調波に対して遅延させる場合に用いるために設計されている。尚、基本波の波長が属する波長帯及び第２高調波の波長が属する波長帯の少なくとも一方は、８００ｎｍ帯，４００ｎｍ帯から変更されても良い。又、レーザーは、チタンサファイアレーザー以外のものとされても良い。
　図２９は、この場合（レーザーシステム２１）の模式図である。
　レーザーシステム２１は、チタンサファイアレーザー光源ＴＳと、非線形光学結晶ＢＢＯと、遅延ミラーシステム１１におけるものと同様である２枚の一部向かい合った遅延ミラー１（実施例７）と、を有している。
　チタンサファイアレーザー光源ＴＳから発振された基本波ＦＷのみを含むレーザー光ＴＳＬ（ここでは基本波ＦＷの波長λ１を８００ｎｍとする）は、非線形光学結晶ＢＢＯに入射する。非線形光学結晶ＢＢＯは、基本波ＦＷの半分の波長（λ２＝４００ｎｍ）の第２高調波ＳＷを発生し、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷが混在した混在光ＴＳＭを出射する。混在光ＴＳＭにおいて、第２高調波ＳＷは、基本波ＦＷから遅延時間τ０だけ遅延する。混在光ＴＳＭは、一対の遅延ミラー１により所定の回数反射され、出力光ＴＳＯとなる。遅延ミラー１が、４００ｎｍ帯光パルスを遅延させず、８００ｎｍ帯光パルスを遅延させるものであれば、後者は前者に対して所定回数の反射により時間差Δｔだけ遅延するとすれば、出力光ＴＳＯにおいて、基本波ＦＷが、混在光ＴＳＭにおける遅延時間τ０だけ第２高調波ＳＷより先行している状態（図２９の二点鎖線Ｐ参照）に対し、時間差Δｔだけ遅延して（同図の二重矢印Ｑ参照）、第２高調波ＳＷが、調整された遅延時間τ０－Δｔにおいて、基本波ＦＷから遅延するようになる。同様に、４００ｎｍ帯光パルスが８００ｎｍ帯光パルスより小さい程度で遅延される場合も、前者は後者に対して所定回数の反射により時間差Δｔだけ相対的に遅延するものとみることができ、基本波ＦＷは、第２高調波ＳＷに対して、調整された遅延時間τ０－Δｔにおいて、混在光ＴＳＭの状態から遅延する。
　非線形光学結晶ＢＢＯの内部を通過する光の群速度には、波長依存性がある。よって、非線形光学結晶ＢＢＯを通過する基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷは、波長毎の光の速度のずれ、即ちチャープが生じる。かようなチャープの発生により、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷを構成する光パルスのパルス幅が広がったり、ピーク強度が下がったりする。
　尚、群速度Ｖｇ（ｎｍ／ｆｓ）は、波長をλ（ｎｍ），波長λの関数である媒質の屈折率をｎ（λ）、光速をｃ（ｎｍ／ｆｓ）とすると、次の式（５）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　そして、群速度のずれの指標として、次の式（６）で表される群速度分散ＧＶＤ（Ｇｒｏｕｐ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｆｓ２／ｃｍ，フェムト秒フェムト秒毎センチメートル）が用いられる。群速度分散ＧＶＤは、群速度の傾きに応じるものであり、群速度分散ＧＶＤ＝０であれば、群速度に波長依存性がないこととなって、媒質中を伝搬する光パルスはチャープしない。他方、群速度分散ＧＶＤ≠０であれば、群速度に波長依存性が存在して、群速度分散ＧＶＤ≠０の媒質中を伝搬する光パルスはチャープする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　所定の伝搬経路を通った光パルスが実施例７の遅延ミラー１に反射されてなされる分散補償は、次の式（７）を満たすようにすると、最大限に行われる。
　ここで、ｉは、伝搬経路中における媒質の種類毎に付されるナンバーであり、伝搬経路に非線形光学結晶ＢＢＯと空気とが存在する場合は、例えばｉ＝１（非線形光学結晶ＢＢＯ），ｉ＝２（空気）である。又、ＧＶＤ１は非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤであり、ＧＶＤ２は空気の群速度分散ＧＶＤである。更に、媒質の厚さ１は非線形光学結晶ＢＢＯの厚さ（非線形光学結晶ＢＢＯにおける経路長）であり、媒質の厚さ２は空気の厚さ（空気における経路長）である。
　即ち、実施例７の遅延ミラー１において、伝搬経路全体における群速度分散ＧＶＤが打ち消される群速度遅延分散ＧＤＤを有するようにすれば、分散補償がなされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　４００ｎｍ以上１２００ｎｍの波長域において、非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤ１も空気の群速度分散ＧＶＤ２も共に単調減少し、波長４００ｎｍの光において代表的な非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤ１は２１００ｆｓ２／ｃｍ、波長８００ｎｍの光において非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤ１は１０００ｆｓ２／ｃｍ、波長８００ｎｍの光において空気の群速度分散ＧＶＤ２は０．２１ｆｓ２／ｃｍであって、他の波長でも同様のオーダーであることから、非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤ１は空気の群速度分散ＧＶＤ２のおよそ１００００倍であり、目安として非線形光学結晶ＢＢＯ中を０．１ｍｍ進行する場合のＧＶＤ１と空気中を１ｍ（メートル）進行する場合のＧＶＤ２がほぼ同様になる。
　伝搬経路は、レーザー光ＴＳＬ、非線形光学結晶ＢＢＯ、混在光ＴＳＭ、両遅延ミラー１間の経路及び出力光ＴＳＯで決まっており、実施例７の遅延ミラー１における群速度遅延分散ＧＤＤは、レーザーシステム２１において分散補償されるものに決定可能である。又、空気の群速度分散ＧＶＤ２と空気の媒質の厚さ２との積が十分に小さければ、非線形光学結晶ＢＢＯの群速度分散ＧＶＤ１×媒質の厚さ１によって、実施例７の遅延ミラー１における群速度遅延分散ＧＤＤが決定されても良い。
　図３０～図３３は、実施例７に係る図４～図７同様図である。図３１～図３３の何れも、入射角５°におけるものである。
　実施例７の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例７の中心波長は、実施例１－１～５と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例７の光学多層膜４の全層数は、５２である。
　実施例７は、３７０ｎｍ以上４３５ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７３０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例７の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１８ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約２０．７ｆｓであり、後者の前者に対する差は約２．７ｆｓである。実施例７は、各光パルスの１０回の反射によって、８００ｎｍ帯光パルスを４００ｎｍ帯光パルスに対して２．７×１０＝２７ｆｓ遅延させる。
　実施例７の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約－４０ｆｓ２にとなると共に、８００ｎｍ帯で約－１５ｆｓ２となり、実施例７は、１０回の反射において４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で分散補償に適した負の分散をそれぞれ有するものとなる。
　一対の実施例７は、各光パルスの合計１０回の反射によって、分散補償により混在光ＴＳＭでチャープした基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷを非線形光学結晶ＢＢＯ入射前と同等に戻し、更に８００ｎｍ帯光パルスを含む基本波ＦＷを、４００ｎｍ帯光パルスを含む第２高調波ＳＷに対して、約２７ｆｓ遅延させるものとなっている（図２９の時間差Δｔ）。実施例７は、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷについて、同じ光路の反射により同軸で時間差Δｔ及び分散補償を付与可能である。即ち、実施例７の遅延ミラー１は、基本波ＦＷの第２高調波ＳＷに対する遅延機能に加えて、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷの分散補償機能を有している。
　尚、反射の回数は１０回に限られず、以下同様である。
［実施例８］
　図３４～図３７は、実施例８に係る図４～図７同様図である。但し、図３５～図３７の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例８の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例８の中心波長は、実施例１－１～５，７と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例８の光学多層膜４の全層数は、７２である。
　実施例８は、実施例７と同様に、遅延及び分散補償を行うものである。
　実施例８は、３６０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７２５ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例８の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１８ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約４４ｆｓであり、後者の前者に対する差は約２６ｆｓである。実施例８は、各光パルスの１０回の反射によって、８００ｎｍ帯光パルスを４００ｎｍ帯光パルスに対して約２６×１０＝約２６０ｆｓ遅延させる。
　実施例８の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約－４０ｆｓ２にとなると共に、８００ｎｍ帯で約－１５ｆｓ２となり、実施例８は、１０回の反射において４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で分散補償に適した負の分散をそれぞれ有するものとなる。
　一対の実施例８は、各光パルスの合計１０回の反射によって、チャープした基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷを分散補償し、更に基本波ＦＷを第２高調波ＳＷに対して約２６０ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例８は、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷについて、同じ光路の反射により同軸で時間差及び分散補償を付与可能である。
［実施例９］
　図３８～図４１は、実施例９に係る図４～図７同様図である。但し、図３９～図４１の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例９の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例９の中心波長は、実施例１－１～５，７～８と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例９の光学多層膜４の全層数は、７２である。
　実施例９は、実施例７～８と同様に、遅延及び分散補償を行うものである。
　実施例９は、３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７２０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例９の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１８ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約５３ｆｓであり、後者の前者に対する差は約３５ｆｓである。実施例９は、各光パルスの１０回の反射によって、８００ｎｍ帯光パルスを４００ｎｍ帯光パルスに対して約３５×１０＝約３５０ｆｓ遅延させる。
　実施例９の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約－４０ｆｓ２にとなると共に、８００ｎｍ帯で約－１５ｆｓ２となり、実施例９は、１０回の反射において４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で分散補償に適した負の分散をそれぞれ有するものとなる。
　一対の実施例９は、各光パルスの合計１０回の反射によって、チャープした基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷを分散補償し、更に基本波ＦＷを第２高調波ＳＷに対して約３５０ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例９は、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷについて、同じ光路の反射により同軸で時間差及び分散補償を付与可能である。
［実施例１０］
　図４２～図４５は、実施例１０に係る図４～図７同様図である。但し、図４３～図４５の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例１０の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例１０の中心波長は、実施例１－１～５，７～９と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例１０の光学多層膜４の全層数は、７２である。
　実施例１０は、実施例７～９と同様に、遅延及び分散補償を行うものである。
　実施例１０は、３６５ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７１５ｎｍ以上の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１０の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１８ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約６８ｆｓであり、後者の前者に対する差は約５０ｆｓである。実施例１０は、各光パルスの１０回の反射によって、８００ｎｍ光パルスを４００ｎｍ光パルスに対して約５０×１０＝約５００ｆｓ遅延させる。
　実施例１０の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約－４０ｆｓ２にとなると共に、８００ｎｍ帯で約－１５ｆｓ２となり、実施例１０は、１０回の反射において４００ｎｍ帯及び８００ｎｍ帯で分散補償に適した負の分散をそれぞれ有するものとなる。
　一対の実施例１０は、各光パルスの合計１０回の反射によって、チャープした基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷを分散補償し、更に基本波ＦＷを第２高調波ＳＷに対して約５００ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例１０は、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷについて、同じ光路の反射により同軸で時間差及び分散補償を付与可能である。
［実施例１～１０のまとめ等］
　これらの実施例に係る遅延ミラー１は、第１の波長帯を有する第１の光パルスを、第２の波長帯を有する第２の光パルスに対して、これらの光パルスの光学多層膜４における反射により、所定の遅延時間で遅延させる。第１の光パルスと第２の光パルスとは、同軸であっても良い。
　更に、実施例１－１～６の遅延ミラー１は、第１の光パルス及び第２の光パルスの形状を変えない（低分散）。
　即ち、実施例１－１～６の遅延ミラー１は、基材２と、基材２の表面Ｒに形成された光学多層膜４と、を備えており、光学多層膜４に係る第１の波長帯（８００ｎｍ帯、実施例４では４００ｎｍ帯、実施例６では１０３０ｎｍ帯）における群速度遅延ＧＤの値が、光学多層膜４に係る第２の波長帯（４００ｎｍ帯、実施例４では８００ｎｍ帯、実施例６では５１５ｎｍ帯）における群速度遅延ＧＤの値と相違すると共に、光学多層膜４に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、光学多層膜４に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下である。よって、実施例１－１～６により、パルス幅が４０ｆｓ程度以上である複数の光パルスの形状を実質的に変えずに時間差を付与し、複数の光パルスを同軸で処理可能であり、シンプルで設置及び微調整が容易である遅延ミラー１が提供される。
　他方、実施例７～１０の遅延ミラー１は、第１の光パルス及び第２の光パルスの形状を、チャープ前のものに戻す（分散補償）。実施例７～１０の遅延ミラー１における設計上の目標において、第１の光パルス（８００ｎｍ波長帯）のＧＤ＞０，ＧＤＤ＜０であり、第２の光パルス（４００ｎｍ波長帯）のＧＤ＝０，ＧＤＤ＜０である。
　即ち、実施例７～１０の遅延ミラー１は、基材２と、基材２の表面Ｒに形成された光学多層膜４と、を備えており、光学多層膜４に係る第１の波長帯（８００ｎｍ波長帯）における群速度遅延ＧＤの値が、光学多層膜４に係る第２の波長帯（４００ｎｍ波長帯）における群速度遅延ＧＤの値と相違すると共に、光学多層膜４に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、光学多層膜４に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも負の値である。よって、実施例７～１０により、複数の光パルスの形状を負分散により当初の形状に近づけ、且つ時間差を付与し、複数の光パルスを同軸で処理可能で、シンプルで設置及び微調整が容易である遅延ミラー１が提供される。
　又実施例７～１０の遅延ミラー１において、前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、所定の回数（１０回）の反射により前記第１の波長帯に係る８００ｎｍ帯の光パルスを分散補償する値とされており、前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、前記所定の回数の反射により前記第２の波長帯に係る４００ｎｍ帯の光パルスを分散補償する値とされている。よって、複数の光パルスの形状を分散補償により当初の形状とし、且つ時間差を付与し、複数の光パルスを同軸で処理可能で、シンプルで設置及び微調整が容易な遅延ミラー１が提供される。
　更に、実施例７～１０の遅延ミラー１において、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷは、非線形光学結晶ＢＢＯを通過したものである。よって、基本波ＦＷ（８００ｎｍ帯）の非線形光学結晶ＢＢＯ内の通過により第２高調波ＳＷ（４００ｎｍ帯）が発生するチタンサファイアレーザー光源ＴＳにおいて、基本波ＦＷ及び第２高調波ＳＷの形状を非線形光学結晶ＢＢＯの通過前に戻すと共に、基本波ＦＷを第２高調波ＳＷに対して遅延させる、チタンサファイアレーザー光源ＴＳに適した遅延ミラー１が提供される。
　尚、本発明の遅延ミラー１においては、実施例１－１～６のように、群速度遅延分散ＧＤＤが第１の波長帯と第２の波長帯とにおいて何れも－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下とならなくても良い。
　同様に、本発明の遅延ミラー１においては、群速度遅延分散ＧＤＤが第１の波長帯と第２の波長帯とにおいて何れも負の値となる実施例７～１０とは異なり、群速度遅延分散ＧＤＤが第１の波長帯と第２の波長帯とにおいて何れも正の値となっても良いし、第１の波長帯の群速度遅延分散ＧＤＤと第２の波長帯の群速度遅延分散ＧＤＤの一方が正の値となり、他方が負の値となっても良い。
　群速度遅延ＧＤが第１の波長帯と第２の波長帯とにおいて相違すれば、第１の波長帯及び第２の波長帯に係る光学多層膜４型の遅延ミラーが提供される。第１の波長帯及び第２の波長帯に係る群速度遅延分散ＧＤＤは、目的（例えば遅延機能に付加する機能の種類；光パルス形状維持，分散補償等）に応じ、適宜選択されるものである。
［実施例１１］
　図４６～図４９は、実施例１１に係る図４～図７同様図である。但し、図４７～図４９の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例１１の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例１１の中心波長は、実施例１－１～５，７～１０と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例１１の光学多層膜４の全層数は、５０である。
　実施例１１は、群速度遅延ＧＤが４００ｎｍ帯と８００ｎｍ帯とにおいて相違し、群速度遅延分散ＧＤＤが４００ｎｍ帯と８００ｎｍ帯とにおいて何れも正の値となるものである。
　実施例１１は、３７０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７５０ｎｍ以上８６０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１１の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１２ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約２１ｆｓであり、後者の前者に対する差は約９ｆｓである。実施例１１は、各光パルスの１回の反射によって、８００ｎｍ光パルスを４００ｎｍ光パルスに対して約９ｆｓ遅延させる。
　実施例１１の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約２０ｆｓ２（正）となると共に、８００ｎｍ帯で約４０ｆｓ２（正）となる。
　実施例１１は、各光パルスの反射によって、８００ｎｍ帯の光パルスを４００ｎｍ帯の光パルスに対して約９ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例１１は、８００ｎｍ帯の光パルス及び４００ｎｍ帯の光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例１２］
　図５０～図５３は、実施例１２に係る図４～図７同様図である。但し、図５１～図５３の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例１２の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例１２の中心波長は、実施例１－１～５，７～１１と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例１２の光学多層膜４の全層数は、５８である。
　実施例１２は、群速度遅延ＧＤが４００ｎｍ帯と８００ｎｍ帯とにおいて相違し、群速度遅延分散ＧＤＤが４００ｎｍ帯で負の値となる一方、８００ｎｍ帯において正の値となるものである。
　実施例１２は、３７５ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７４０ｎｍ以上８６０ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１２の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１１ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約２９ｆｓであり、後者の前者に対する差は約１８ｆｓである。実施例１２は、各光パルスの１回の反射によって、８００ｎｍ光パルスを４００ｎｍ光パルスに対して約１８ｆｓ遅延させる。
　実施例１２の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約－２０ｆｓ２（負）となると共に、８００ｎｍ帯で約４０ｆｓ２（正）となる。
　実施例１２は、各光パルスの反射によって、８００ｎｍ帯の光パルスを４００ｎｍ帯の光パルスに対して約１８ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例１２は、８００ｎｍ帯の光パルス及び４００ｎｍ帯の光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
［実施例１３］
　図５４～図５７は、実施例１３に係る図４～図７同様図である。但し、図５５～図５７の何れも、入射角５°におけるものであり、図示される波長域は、３５０ｎｍ以上９５０ｎｍである。
　実施例１３の光学多層膜４は、他の実施例と同様に、奇数層がＴａ２Ｏ５であり偶数層がＳｉＯ２である交互膜である。実施例１３の中心波長は、実施例１－１～５，７～１２と同様に、４００ｎｍ及び８００ｎｍである。
　実施例１３の光学多層膜４の全層数は、６６である。
　実施例１３は、群速度遅延ＧＤが４００ｎｍ帯と８００ｎｍ帯とにおいて相違し、群速度遅延分散ＧＤＤが４００ｎｍ帯で正の値となる一方、８００ｎｍ帯において負の値となるものである。
　実施例１３は、３７０ｎｍ以上４４０ｎｍ以下の波長域（４００ｎｍ帯）、及び７７０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長域（８００ｎｍ帯）で高反射を示す。
　実施例１３の群速度遅延ＧＤは、４００ｎｍ帯で約１４ｆｓである一方、８００ｎｍ帯で約３８ｆｓであり、後者の前者に対する差は約２４ｆｓである。実施例１３は、各光パルスの１回の反射によって、８００ｎｍ光パルスを４００ｎｍ光パルスに対して約２４ｆｓ遅延させる。
　実施例１３の群速度遅延分散ＧＤＤは、４００ｎｍ帯で約２０ｆｓ２（正）となると共に、８００ｎｍ帯で約－４０ｆｓ２（負）となる。
　実施例１３は、各光パルスの反射によって、８００ｎｍ帯の光パルスを４００ｎｍ帯の光パルスに対して約２４ｆｓ遅延させるものとなっている。実施例１３は、８００ｎｍ帯の光パルス及び４００ｎｍ帯の光パルスについて、同じ光路の反射により同軸で時間差を付与可能である。
　１・・遅延ミラー、２・・基材、４・・光学多層膜、１１・・遅延ミラーシステム、１２・・移動機構（遅延ミラー移動機構）、ＢＢＯ・・非線形光学結晶、Ｒ・・表面。

Claims (11)

  1. 　基材と、
    　前記基材の表面に形成された光学多層膜と、
    を備えており、
    　前記光学多層膜に係る第１の波長帯における群速度遅延ＧＤの値が、前記光学多層膜に係る第２の波長帯における群速度遅延ＧＤの値と相違する
    ことを特徴とする遅延ミラー。
  2. 　前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも－１００ｆｓ２以上１００ｆｓ２以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の遅延ミラー。
  3. 　前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも負の値である
    ことを特徴とする請求項１に記載の遅延ミラー。
  4. 　前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、所定の回数の反射により前記第１の波長帯に係る第１の光パルスを分散補償する値とされており、
    　前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値が、前記所定の回数の反射により前記第２の波長帯に係る第２の光パルスを分散補償する値とされている
    ことを特徴とする請求項３に記載の遅延ミラー。
  5. 　前記第１の光パルス及び前記第２の光パルスは、非線形光学結晶を通過したものである
    ことを特徴とする請求項４に記載の遅延ミラー。
  6. 　前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とが、何れも正の値である
    ことを特徴とする請求項１に記載の遅延ミラー。
  7. 　前記光学多層膜に係る前記第１の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値と、前記光学多層膜に係る前記第２の波長帯における群速度遅延分散ＧＤＤの値とにおいて、一方が正の値であり、他方が負の値である
    ことを特徴とする請求項１に記載の遅延ミラー。
  8. 　前記第１の波長帯及び前記第２の波長帯のうちの一方が４００ｎｍ帯であり、他方が８００ｎｍ帯である
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れかに記載の遅延ミラー。
  9. 　前記第１の波長帯及び前記第２の波長帯のうちの一方が５１５ｎｍ帯であり、他方が１０３０ｎｍ帯である
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れかに記載の遅延ミラー。
  10. 　請求項１ないし請求項９の何れかに記載の遅延ミラーと、
    　前記遅延ミラーにおける反射の回数が変わるように前記遅延ミラーを他のミラーに対して移動させる遅延ミラー移動機構と、
    を備えている
    ことを特徴とする遅延ミラーシステム。
  11. 　前記遅延ミラーを一対備えている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の遅延ミラーシステム。
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