【手続補正書】
【提出日】令和3年10月1日(2021.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の動作周波数で第１の光学場を提供する第１の連続波レーザ源と、前記第１の動作周波数からの第１の所定のオフセット周波数で第２の光学場を提供する第２の連続波レーザ源と、位相ロックフィードバックループとを含むレーザシステムであって、
前記第１と第２の光学場は、結合されて結合連続波光学場を生成し、前記位相ロックフィードバックループは、前記結合連続波光学場の少なくとも第１の成分によって生成された光ビート信号から、第２の動作周波数を前記第１の動作周波数に位相ロックする手段を提供し、
前記位相ロックフィードバックループは、前記光ビート信号を第１の電気ビート信号に変換する手段を提供する第１の光ビート検出器と、前記第１の動作周波数からの第２の所定のオフセット周波数で第１の基準信号を生成する手段を提供する第１の基準信号生成器と、前記第２の所定のオフセット周波数より低い周波数で第２の基準信号を生成する手段を提供する第２の基準信号生成器と、前記第１の電気ビート信号、第１の基準信号および第２の基準信号から、第１のエラー信号を生成する手段を提供する位相ロックフィードバックループ電気回路とを備え、前記第１のエラー信号が、前記第２の連続波レーザ源のためのフィードバック信号を制御するために使用されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２の所定のオフセット周波数が、前記第１の所定のオフセット周波数と同じ桁の大きさであることを特徴とするレーザシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２の基準信号の周波数が、前記第１の基準信号の周波数よりも１桁以上低いことを特徴とするレーザシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２の所定のオフセット周波数が、前記第１の所定のオフセット周波数に前記第２の基準信号の周波数を加算または減算したものに等しいことを特徴とするレーザシステム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の基準信号生成器が、周波数シンセサイザに接続された恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）を含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２の基準信号生成器が、第１のダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）を含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ロックフィードバックループ電気回路が、第１および第２の周波数ミキサをさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の周波数ミキサが、前記第１の電気ビート信号および前記第１の基準信号から、第１のミックスダウン出力信号を生成することを特徴とするレーザシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２の周波数ミキサが、前記第１のミックスダウン出力信号と前記第２の基準信号とをミックスダウンすることによって前記第１のエラー信号を生成することを特徴とするレーザシステム。
【請求項１０】
請求項７乃至９の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の電気ビート信号が、前記第１の周波数ミキサによって前記第１の基準信号と混合される前に、第１の電気ディバイダを通過することを特徴とするレーザシステム。
【請求項１１】
請求項７乃至１０の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の基準信号が、前記第１の周波数ミキサによって前記第１の電気ビートと混合される前に、第２の電気ディバイダを通過することを特徴とするレーザシステム。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１のミックスダウン出力信号が、前記第２の周波数ミキサによって前記第２の基準信号と混合される前に、ローパスフィルタを通過することを特徴とするレーザシステム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ロックフィードバックループが、前記第１の光ビート検出器と前記位相ロックフィードバックループ電気回路との間に配置された第１のアナログ位相シフタを備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１および第２の光学場が共通の経路に沿って伝播しないことに起因して第１の光学場と第２の光学場との間に導入される任意の相対位相ノイズを補償する手段を提供する位相ノイズモニタをさらに含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ノイズモニタが、第２の結合連続波光学場によって生成された第２の光ビート信号を受信するように構成されていることを特徴とするレーザシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ノイズモニタが、前記第２の光ビート信号を第２の電気ビート信号に変換する手段を提供する第２の光ビート検出器を備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ノイズモニタが、前記第１の動作周波数からの第３の所定のオフセット周波数で第３の基準信号を生成する手段を提供する第３の基準信号生成器をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のレーザシステムにおいて、
前記位相ロックフィードバックループ電気回路が第３の周波数ミキサを含み、この第３の周波数が、第２の電気ビート信号および第３の基準信号をミックスダウンすることによって第２のエラー信号を生成する手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２のエラー信号が、前記第１の基準信号生成器によって生成された前記第１の基準信号の位相を調整するためのフィードバック信号を制御するために使用されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の基準信号の位相の調整が、フィードバックを使用して前記恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）を制御することによって達成されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の基準信号の位相の調整が、ＯＣＸＯまたは周波数シンセサイザの後に位置する第２のアナログ位相シフタを制御することによって達成されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項２２】
請求項１７乃至２１の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第３の所定のオフセット周波数が、前記第１の所定のオフセット周波数に等しいことを特徴とするレーザシステム。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
第１の周波数二倍化結晶をさらに備え、この第１の周波数二倍化結晶を通って前記第１の光学場が伝播することを特徴とするレーザシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のレーザシステムにおいて、
第２の周波数二倍化結晶をさらに備え、この第２の周波数二倍化結晶を通って前記第２の光学場が伝播することを特徴とするレーザシステム。
【請求項２５】
請求項１乃至２４の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１の光学場の一成分を用いて前記第１の動作周波数を維持する手段を提供する周波数ロックフィードバックループをさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のレーザシステムにおいて、
前記周波数ロックフィードバックループが、前記第１の光学場の一成分を使用して、前記第１の動作周波数を原子遷移からの所定のオフセット周波数に維持する手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のレーザシステムにおいて、
前記周波数ロックフィードバックループが光変調器を含み、前記光変調器の動作が、原子遷移からの所定のオフセット周波数で第１の光学場の一成分を周波数変調する手段を提供し、それにより、原子遷移と共鳴する、前記第１の光学場の変調成分の周波数側波帯を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項２８】
請求項２７に記載のレーザシステムにおいて、
前記周波数ロックフィードバックループが、原子蒸気セルを通る前記第１の光学場の変調成分の透過をモニタリングするために使用される原子飽和吸収分光法モジュールをさらに含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のレーザシステムにおいて、
前記周波数ロックフィードバックループが、前記原子飽和吸収分光法モジュールの出力から電気フィードバック信号を生成するための手段を提供するフィードバックループ電気回路をさらに含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３０】
請求項２９に記載のレーザシステムにおいて、
前記電気フィードバック信号が、前記第１の連続波レーザ源の１または複数の同調要素を制御して前記第１の動作周波数を維持するために使用されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項３１】
請求項２８乃至３０の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記原子飽和吸収分光法モジュールが、ルビジウム蒸気セルを含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３２】
請求項２８乃至３０の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記原子飽和吸収分光法モジュールが、カルシウム蒸気セルを含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３３】
請求項２８乃至３０の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記原子飽和吸収分光分析モジュールが、セシウム蒸気セルを含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３４】
請求項２８乃至３０の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記原子飽和吸収分光法モジュールが、カリウム蒸気セルを含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３５】
請求項２５に記載のレーザシステムにおいて、
前記周波数ロックフィードバックループが、前記第１の光学場の一成分を使用して、基準キャビティの共振で前記第１の動作周波数を維持するための手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項３６】
請求項１乃至３５の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
第１の出力場から前記第１の連続波レーザ源の励起光源にフィードバックを提供するように配置された光検出器を含む第１のパワーフィードバックループをさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項３７】
請求項１乃至３６の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
第２の出力場から前記第２の連続波レーザ源の励起光源にフィードバックを提供するように配置された光検出器を含む第２のパワーフィードバックループをさらに含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項３８】
請求項１乃至３７の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
結合連続波光学場の第２の成分を形成する一連の光パルスを生成するために使用されるパルス発生器をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のレーザシステムにおいて、
前記パルス発生器が、音響光学変調器（ＡＯＭ）システムを含み、この音響光学変調器システムが、第１の音響光学変調器（ＡＯＭ）と、第１のＡＯＭの入力駆動信号を生成するために使用される音響光学変調器（ＡＯＭ）電気回路とを含むことを特徴とするレーザシステム。
【請求項４０】
請求項３９に記載のレーザシステムにおいて、
前記ＡＯＭ電気回路が、第１の可変利得増幅器（ＶＧＡ）によって前記第１のＡＯＭに電気的に接続される分散制御システム（ＤＣＳ）を備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４１】
請求項４０に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１のＶＧＡからの電気出力が、第１のデジタル制御スイッチによって制御されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のレーザシステムにおいて、
前記分散制御システム（ＤＣＳ）が、前記第１のデジタル制御スイッチを開閉する制御信号を提供するために使用される第１のデジタル出力源をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４３】
請求項４０乃至４２の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記分散制御システム（ＤＣＳ）が、前記第１のＡＯＭの周波数源を生成するために使用される第２のダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４４】
請求項４０乃至４３の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１のＶＧＡが、前記第１のＡＯＭの周波数源を１または複数のパルスを含む第１の電気信号に変換する手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項４５】
請求項４４に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１のＶＧＡが、前記１または複数のパルスのタイミング、形状および／または幅を決定するための手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項４６】
請求項４５に記載のレーザシステムにおいて、
前記第１のデジタル制御スイッチが、前記第１の電気信号内の１または複数のパルスのオン／オフ消光を増加させる手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項４７】
請求項３９乃至４７の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記音響光学変調器（ＡＯＭ）システムが、前記第１の音響光学変調器（ＡＯＭ）と直列に配置された第２の音響光学変調器（ＡＯＭ）をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４８】
請求項４７に記載のレーザシステムにおいて、
前記音響光学変調器（ＡＯＭ）電気回路が、前記第２のＡＯＭの入力駆動信号を生成するために使用されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項４９】
請求項４７または４８に記載のレーザシステムにおいて、
前記分散制御システム（ＤＣＳ）が、第２の可変利得増幅器（ＶＧＡ）によって前記第２のＡＯＭに電気的に接続されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項５０】
請求項４９に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２のＶＧＡからの電気出力が、第２のデジタル制御スイッチによって制御されることを特徴とするレーザシステム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のレーザシステムにおいて、
前記分散制御システム（ＤＣＳ）が、前記第２のデジタル制御スイッチを開閉する制御信号を提供するために使用される第２のデジタル出力源をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項５２】
請求項４７乃至５１の何れか一項に記載のレーザシステムにおいて、
前記分散制御システム（ＤＣＳ）が、前記第２のＡＯＭの周波数源を生成するために使用される第３のダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）をさらに備えることを特徴とするレーザシステム。
【請求項５３】
請求項５２に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２のＶＧＡが、前記第２のＡＯＭの周波数源を１または複数のパルスを含む電気信号に変換する手段を提供することを特徴とするレーザシステム。
【請求項５４】
請求項５３に記載のレーザシステムにおいて、
前記第２のＶＧＡが、前記１または複数のパルスのタイミング、形状および／または幅を決定するための手段を提供することを特徴とするレーザシステム。