(57)【要約】本発明は、パルスレーザー用の周波数ドリフトを用いた増幅装置に関し、入射レーザーパルス（９１）を一時的に伸長するストレッチャー（２）、伸長レーザーパルス（９２）を増幅できる少なくとも一つの増幅媒体（３，４、５）、伸長され増幅されたレーザーパルス（９４）を一時的に圧縮できる主圧縮器（６）、及び、ストレッチャー（２）と主圧縮器（６）の間に挿入され、レーザーパルスが４つ（７１−７４）の回折格子により回折されて、伸長レーザパルスが増幅器出力パルス（９４）に対する所望の持続時間以上に圧縮される少なくとも一つの調整圧縮器（７）から構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射レーザーパルス（９１）を時間伸張できるストレッチャー（２）と、
レーザーパルス（９２）を増幅することができる少なくとも１つの増幅媒体（３，４，５）と、
増幅装置の出力パルス（９４）に所望される持続時間にレーザーパルスを圧縮できる主圧縮器（６，８）とを備え、
最終パルスの持続時間の調整と時間収差の補正を行うため、少なくとも一つの調整圧縮器（７，７０）が、前記ストレッチャー（２）と前記主圧縮器（６，８）の間に配置され、前記レーザパルスが回折格子（７１−７６）上で４つの回折を受け、伸張レーザーパルスが、前記増幅装置の前記出力パルス（９４）に対する所望の時間より長い持続時間まで圧縮されることを特徴とするパルス状レーザー生成用チャープパルス増幅装置。
【請求項２】
前記調整圧縮器（７，７０）の圧縮率は、前記主圧縮器（６，８）の圧縮率の２０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記調整圧縮器（７，７０）は、レーザーパルスからのエネルギーが３００ミリジュール未満の位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記調整圧縮器（７，７０）は、少なくとも二つの増幅媒体（３，４，５）により構成される増幅連鎖の最初の増幅媒体（３）の後ろへ配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記調整圧縮器（７）は、レーザーパルスが連続して回折される４つの回折格子（７１，７２，７３，７４）を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項６】
前記調整圧縮器（７０）は、２つの回折格子（７５，７６）とそれぞれの回折格子（７５，７６）上でレーザーパルスに２回の回折を課す折り重ねた２面体（７７）を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項７】
前記調整圧縮器（７，７０）は外気中に配置され、前記主圧縮器（６，８）は真空室の中に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項８】
前記調整圧縮器（７，７０）は透過回折格子を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項９】
前記調節圧縮器（７，７０）は反射回折格子（７１−７６）を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１０】
前記調整圧縮器（７，７０）は、前記主圧縮器（６，８）に用いられる回折格子（６１−６４、８１−８４）と同じピッチと入射角をもつ回折格子（７１−７６）を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１１】
前記調整圧縮器（７，７０）は前記主圧縮器（６，８）に用いられる回折格子（６１−６４、８１−８４）と異なるピッチ及び、又は、入射角を持つ回折格子（７１−７６）を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１２】
前記増幅装置は少なくとも二つの調整圧縮器を含み、該調整圧縮器で使用される回折格子は異なるピッチ及び、又は入射角を持つこと特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項１３】
前記増幅装置はまた、前記ストレッチャー（２）と前記主圧縮器（６，８）の間に配置される、位相と振幅のプログラマブル修正システムを備えること特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるチャープパルス増幅技術を用いた強力なパルスレーザー生成用の増幅装置に関する。
【０００２】
この技術は、例えば約、数フェムト秒間、非常に強いピークパワーで極短時間継続するレーザーパルスを生成するために使用される。
【背景技術】
【０００３】
パルスレーザーは極短の持続時間、すなわち数ピコ秒（１０−１２秒）または数フェムト秒（１０−１５秒）の近傍で、高い瞬時パワーを達成することを可能とする。これらのレーザーでは超短レーザーパルスが、増幅媒体で増幅される前に発振器で生成される。当初生成されるレーザーパルスは低エネルギーであるにもかかわらず、パルスのエネルギーは非常に短い時間の間で供給されるので、高い瞬時パワーを生成する。
【０００４】
非常に高い瞬時パワーを生ずる非線形効果を使わないで、レーザーパルスのエネルギーを増加することを可能にするために、増幅前にパルスを時間伸張し、増幅後にそのパルスを再圧縮することが考えられてきた。これにより、増幅媒体で使用される瞬時パワーを減少することができる。周波数ドリフト増幅と称される（しばしば「チャープパルス増幅」またはＣＰＡと称される）この方法では、パルスの長さを約１０３〜１０５倍延ばし、次いでそのパルスを当初の持続時間に戻すように再圧縮することが可能である。
【０００５】
「増幅されたチャープ光パルスの圧縮」と題されたＤ．ストリックランドとＧ．  Ｍｏｕｒｏｕによる論文（Ｏｐｔ．  Ｃｏｍｍｕｎ．  ５６，  ２１９−２２１  −  １９８５）に記載されているこのＣＰＡの方法は、様々な波長に対しそれらを時間的にシフトさせるよう異なる長さの経路を課すことを可能とするパルスのスペクトル分解を用いる。
【０００６】
図１は概略的に、このチャープパルス増幅方法を用いたレーザーパルスの増幅の様子を示す。
【０００７】
発振器１は、入力パルスと呼ばれる、例えば１０フェムト秒の非常に短い持続時間のΔＴと、例えば数ナノジュールの比較的低いエネルギーＥを有するレーザーパルス９１を放射する。この入力パルス９１は、ストレッチャー２を通過し、時系列的に、波長の関数である様々なスペクトル成分を分布させる。
【０００８】
ストレッチャー２を作るためにはいくつかの方法が使用可能である。
【０００９】
一般的に使われるストレッチャー２は、入射光線の波長に応じて異なる方向に反射する回折格子を実装する。そのようなストレッチャーの構造は、特にＯ．Ｅ．マルティネスの論文「正の群速度分散を用いた３０００倍回折格子コンプレッサー：１．３〜１．６μｍ帯におけるファイバー補償への応用」（ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  Ｖｏｌ．  ｑｅ−２３，  ｐ．  ５９，  １９８７）に記載されている。
【００１０】
入力パルス９１を形成する異なるスペクトル成分はストレッチャー２において同一の経路を辿らない。そのストレッチャー２の構成に応じて、短い波長の成分は長い波長の成分よりも、長い経路を、または反対に短い経路を辿る。この光路長の違いによって、伸張パルスと呼ばれるパルス９２において波長の関数としてスペクトル成分の時間的シフトが生じる。
【００１１】
この伸張パルス９２は、結果的に、入力パルス９１の持続時間ΔＴより長い持続時間を有し、例えば約１０５ΔＴである。この長い持続時間は入力パルス９１の瞬時パワーに比べてパルス９２の瞬時パワーを著しく減少させ、これによりパルス９２はより良い条件の下で増幅が可能となる。
【００１２】
レーザーパルスを伸張するために使用される別の方法は、光ファイバーの長い距離に亘ってパルスを伝搬させることである。ファイバーのコア材料におけるパルスのスペクトル成分の群速度分散により、所望の時間伸張を得ることが可能となる。
【００１３】
さらに別の既知の伸張方法は、格子のピッチが厚さに対して一定ではない感光材料から作られたブラッグ回折格子で構成される。レーザーパルスの異なるスペクトル成分は異なる深さで反射され、この結果あるスペクトル成分が他のスペクトル成分に対し遅延を生じ、そのためパルスが伸張される。このような方法は、特に、Ｖａｄｉｍ  Ｓｍｉｒｎｏｖ，  Ｅｍｉｌｉｅ  Ｆｌｅｃｈｅｒ，  Ｌｅｏｎｉｄ  Ｇｌｅｂｏｖ，  Ｋａｉ−Ｈｓｉｕ  Ｌｉａｏ  及び  Ａｌｍａｎｔａｓ  Ｇａｌｖａｎａｕｓｋａｓ  による論文「超短パルスの伸張及び圧縮用ＰＴＲガラスにおけるチャープバルクブラッグ格子」（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  ａｎｄ  Ｄｉｏｄｅ  Ｌａｓｅｒｓ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ．  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ  ２００５，  ＳＳ２−１．）  に記載されている。
【００１４】
ストレッチャー２を出た伸張パルス９２は、次いでそのパワーを増加する典型的な増幅媒体を用いて増幅される。図１には、例として３つの増幅媒体が示される。
【００１５】
高利得増幅器と呼ばれる第１の増幅媒体３は、伸張されたパルス９２に入射パルス９１のエネルギーＥの約１０６倍のエネルギー、例えば数ミリジュールのエネルギーを与えるまで、伸張パルス９２のパワーを増加させる。第２の増幅媒体４及び第３の増幅媒体５はそれぞれ、増幅され伸張されたパルス９３が、入力パルス９１のエネルギーＥの約１０１０倍のエネルギー、例えば２５ジュールのエネルギーを持つように、レーザーパルスのパワーを増加させる。
【００１６】
パルスは比較的大きなエネルギーを持っているが、その持続時間が比較的長いため、そのピークパワーは増幅媒体３、４、５における非線形効果を回避できる程度に弱いものとなる。
【００１７】
使用される増幅媒体は、ほとんどの場合、誘導放出増幅媒体であり、例えばチタンをドープしたサファイア結晶である。一つの可能な代替案によれば、レーザーパルスの増幅は、一般的に「光パラメトリックチャープパルス増幅」と呼ばれる、パラメトリックレーザーパルス増幅とチャープパルス増幅技術を組み合わせた方法を用いて行ってもよい。この増幅方法は特に、Ａ．  Ｄｕｂｉｅｔｉｓ  ｅｔ  ａｌ．による論文  “ＤＢＯクリスタルの中での、チャープ及び伸張パルスパラメトリック増幅による、強力なフェムト秒パルス生成”  Ｏｐｔ．  Ｃｏｍｍｕｎ．  ８８，  ４３３  （１９９２））に記載されている。
【００１８】
誘導放出増幅またはパラメトリック増幅を用いる増幅器は、特許請求範囲において、区別することなく「増幅媒体」して記載される。
【００１９】
入力パルスの持続時間ΔＴに近い、非常に短い持続時間のパルスに戻すには、入射光線を波長により異なる方向に反射する４つの回折格子６１、６２、６３、６４を含む、圧縮器６と呼ばれる光学デバイスを使用して行われる。
【００２０】
第１の回折格子６１は、伸張パルス９３をスペクトル分散させる。例として、パルス９１０の２つの最端波長と１つの中央波長とに対応する３本の光線９１１、９１２、９１３が図１に示される。
【００２１】
第２の回折格子６２は、レーザーパルスを構成するスペクトル成分、特に９１１、９１２、９１３を平行に折り返し、これらのスペクトル成分は空間的に広がっていく。第３の回折格子６３は、これらのいろいろなスペクトル成分を第４の回折格子６４上の同じポイントに集めることを可能とし、第４の回折格子６４はスペクトル成分の全て、特に９１１、９１２、９１３を同じ方向に折り返して新しいレーザーパルス９４を形成する。
【００２２】
入力パルス９１を形成する異なるスペクトル成分、特に９１１、９１２および９１３は圧縮器６において、同一の経路を辿らない。具体的には、圧縮器６は、ストレッチャー２で長い経路を有するスペクトル成分が圧縮器６で短い経路をもつように構築されている。このような光路長の違いにより、ストレッチャー２により生成されたシフトを帳消しにする、波長の関数であるスペクトル成分の時間的シフトを生ずる。
【００２３】
これにより、パルス９２または９３において遅れが出たスペクトル成分は、そのスペクトル成分のすべてが、その遅延を取り戻すように一時的に集められ、入力パルス９１の持続時間ΔＴに近い持続時間、例えば２０フェムト秒と、非常に大きなピークパワー、例えば約１０１４  Ｗとを有する出力パルス９４になる。
【００２４】
ゆえに、チャープパルス増幅技術は、非常に高い瞬時パワーを有するレーザパワーを生成することを可能とする。
【００２５】
通常チャープパルスレーザー増幅に使われる装置では、最終増幅パルスを所望の持続時間に調整するに当たり圧縮の特性を変更するため、圧縮器の部品を動かして行われる。より詳しく云えば、回折格子間の角度とそれらの相対的位置を変更する必要がある。
【００２６】
ハイパワーレーザーの場合は、圧縮器６はとても高いエネルギーレベルに耐えるため、構成する回折格子は大きく、真空室の中に配置されなければならない。パルス持続時間の調整またはそれにまつわる時間調整のためのハンドリングは、回折格子の方向とそれらを隔てる距離を変更する必要があり、極めて扱いにくい。
【００２７】
最終パルスの持続時間の正確な調整はとりわけ厄介である。実際、この調整は実験条件の関数として行われなければならず、一連の実験を通じて変更されることもある。真空室を開けることなくこの調整を行うために、あるチャープパルス増幅装置は、電動のムーブメントを持つ回折格子を備える。この技術的解決法は、それにもかかわらず、非常に高価である。
【００２８】
さらに、チャープパルス増幅装置は、レーザーパルスの中に時間収差、特に時間位相残差（ｒｅｓｉｄｕａｌ）を生み出す。これらの収差は主に、（伸張前の３０フェムト秒未満の持続時間を持つ）最短パルスの中に生じて、広いスペクトル幅を有しパルスを理論的に得られる最短持続時間へ圧縮するのを不可能にする。
【００２９】
あるチャープパルス増幅装置では、時間調整を実行したり、パルスの時間収差を修正するために、位相と振幅を変更するためのプログラマブルシステムをインストールすることもある。しかしながら、これらのシステムは比較的低いエネルギーパルスにしか耐えることができず、さらに、大量の修正のときには、より大幅なエネルギー損失が生じる。さらに、これらの位相と振幅のプログラマブル変更システムは非常に高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明の目的は、前記先行技術の欠点を克服することにある。
【００３１】
特に、本発明は、最終パルスの持続時間を容易に調整することができる、レーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置を提供することを目的としている。
【００３２】
本発明の別の目的は、極短時間継続する増幅最終パルスが得られるように、パルスの時間収差を簡単に補正することができるレーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置を提供することにある。
【００３３】
本発明の一つの特定の目的は、装置に大幅な変更を生じさせることなく低コストでチャープパルス増幅装置にこのような改善を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
これらの目的は以下にさらに明らかになる他の目的とともに、パルス状レーザー生成用チャープパルス増幅装置によって達成され、その増幅装置は、
【００３５】
入射レーザーパルスを時間伸張できるストレッチャーと、レーザーパルスを増幅することができる少なくとも１つの増幅媒体と、
【００３６】
レーザーパルスを、増幅装置の出力パルスに対する所望の持続時間に圧縮できる主圧縮器とを備え、
【００３７】
本発明によれば、この増幅装置は、少なくとも一つの調整圧縮器がストレッチャーと主圧縮器の間に配置され、レーザーパルスが回折格子上で４つの回折を受け、伸張レーザーパルスが増幅装置の出力パルスに対する所望の時間以上の持続時間に圧縮される。
【００３８】
このような調整圧縮器は、主圧縮器よりもより容易に増幅装置の出力パルスの持続時間を調節できる。さらに、パルスの時間収差を補正することを可能にする。最後に、調整圧縮器は、先行技術の増幅装置を大幅に変更することなく、費用を削減して使用できる。
【００３９】
調整圧縮器の圧縮率は、主圧縮器の圧縮率の２０％未満とするのが有利である。
【００４０】
好ましくは主圧縮器の圧縮率の１０％未満であるこの低圧縮率は、増幅装置出力パルスの効果的な持続時間の調整を可能にし、伸張パルスを維持しつつ、低瞬時電力によって増幅媒体中の増幅が妨げられることはない。
【００４１】
調整圧縮器は、レーザーパルスからのエネルギーが３００ミリジュール未満、好ましくは２００ミリジュール未満の位置に配置される。
【００４２】
増幅連鎖の始まりのこの位置は、調整圧縮器を実装することを容易にする。実際にはこの圧縮器は主圧縮器が受ける程の過剰なエネルギーレベルまでに曝されない。ゆえに、外気中に配置される小さな回折格子で構成できる。
【００４３】
この調整圧縮器は、少なくとも２つの増幅媒体から形成される増幅連鎖の最初の増幅媒体の後ろへ配置するのが有利である。
【００４４】
最初の増幅媒体の後ろというこの位置は、生成と最初の増幅の間のパルスのエネルギーロスを制限するので、低エネルギーパルス上での調整圧縮の実現が可能である。
【００４５】
本発明の第一の実施形態によれば、調整圧縮器は、レーザーパルスが連続して回折される４つの回折格子を備える。
【００４６】
調整圧縮器の構成は主圧縮器の従来の構成と似ている。
【００４７】
本発明の実施可能な他の実施形態によれば、調整圧縮器は、２つの回折格子とそれぞれの回折格子上でレーザーパルスが２回回折することを果たす折り重ねた２面体からなる。
【００４８】
この折り重ねた２面体の使用は、知られるように、調整圧縮器のサイズを小さくすることが可能で調整を容易にする。この調整を実施するために動かされなければならない部品の数は少なくて済む。
【００４９】
本発明の有利な特徴の一つは、調整圧縮器は外気中に配置され、主圧縮器は真空室中に配置されることにある。
【００５０】
調整圧縮器を介するエネルギーレベルを低にできるこの配置は、調整圧縮器の調整を容易にする。
【００５１】
本発明の有利な特徴の一つは、調整圧縮器が透過回折格子を備える点にある。
【００５２】
調整圧縮器内で透過回折格子を低エネルギーレベルで使用できることは、より良いエネルギーパフォーマンスを有する。
【００５３】
本発明のもう一つの有利な実施形態によれば、調節圧縮器は反射回折格子を備える。
【００５４】
調整圧縮器は、主圧縮器で用いられるのと同じピッチと入射角をもつ回折格子を備えることが有利である。
【００５５】
主圧縮器と調整圧縮器で光学的に同一な回折格子を使用することは、パルス持続時間の調整を容易にする。
【００５６】
一つの代替案の特徴によれば、調整圧縮器は主圧縮器に用いられる回折格子と異なるピッチ及び、又は、入射角を有する回折格子を備えることもできる。
【００５７】
異なる回折格子の使用は、パルスの時間収差を補正する調整パラメータをより多く持てる。
【００５８】
本発明の一つの特定の実施形態によると、増幅装置は少なくとも二つの調整圧縮器を含み、異なる調整圧縮器で使用される回折格子は異なるピッチ及び、又は入射角を持つ。
【００５９】
この複数の異なる調整圧縮器を使用することは、パルスの時間収差を補正する調整パラメータをより多く持てることを可能にする。
【００６０】
本発明のもう一つの特定の実施形態によると、増幅装置はまた、ストレッチャーと主圧縮器の間に配置される、位相と振幅のプログラマブル修正システムを備える。
【００６１】
他の既知の調整装置と関連する調整圧縮器の使用は、パルスの時間収差を補正する調整パラメータをより多くもつことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
例示的でかつ非限定的な例として提供される本発明の好ましい実施形態の以下の記載を、添付の図面を参照しながら読むことにより、本発明についてより良い理解が得られよう。
【図１】先行技術による、レーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置の概略図である。
【図２】本発明の第一の実施形態によるレーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置の概略図である。
【図３】本発明の第二の実施形態によるレーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置の概略図である。
【図４】本発明の第三の実施形態によるレーザーパルス生成用チャープパルス増幅装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
図２に、本発明の第一の実施形態によるチャープパルス増幅装置を示す。本増幅装置及び、図２、図４において、図１記載の先行技術による装置と構成要素が同一または類似している場合は、同一の参照符号が付されている。
【００６４】
先行技術と同様に、発振器１は、ストレッチャー２を通過する入力レーザーパルス９１を放射する。ストレッチャー２を出た時間伸張されたパルス９２は複数の増幅媒体３、４及び５を備える増幅連鎖を通過する。
【００６５】
圧縮器６は、先行技術の圧縮器のように、４つの回折格子、６１，６２，６３，６４を含み、それらの回折格子は、パルスの異なるスペクトル成分に異なるパス長を課し、それらの波長の関数となる時間的シフトを生じ、ストレッチャー２によって生成されたシフトを帳消しにする。
【００６６】
本発明によると、増幅装置によって作り出される最終パルス９４の時間調整を可能にする調整装置７は増幅連鎖内のストレッチャー２と圧縮器６の間の前記増幅器間に挿入される。例示のように、調整装置７は、増幅連鎖の第一の増幅媒体３と第二の増幅媒体４の間に配置される。
【００６７】
増幅連鎖の中のこの位置において、調整装置７は比較的低いエネルギーレベル、約数十ミリジュールを受ける。さらに、最初の増幅媒体３の後ろというこの位置は、発振器１の中のレーザーパルスの生成とその最初の増幅の間におきるエネルギー損失を抑えてくれる。この損失を抑えることによってパルス収差の発生を制限することが可能である。
【００６８】
本発明によると、以下調整圧縮器７と呼ぶ調整装置７は回折格子を備え、以下主圧縮器と呼び、パルスの最終圧縮に使われる圧縮器６に類似する。
【００６９】
そのため、図２の第１の実施形態によると、調整圧縮器７は４つの回折格子７１，７２，７３，７４を備え、主圧縮器６の回折格子それぞれ６１，６２，６３，６４と同一の働きをする。
【００７０】
回折格子７１は、伸張パルスをスペクトル分散させる。第２の格子７２は、このように空間的に広がったレーザーパルスを構成するスペクトル成分を平行に戻す。第三の格子７３はこれらの異なるスペクトル成分を第四の格子７４の同一ポイントへ集め、全てのスペクトル成分が同じ方向に折り返して新しいレーザーパルスを形成する。
【００７１】
異なるスペクトル成分の光路長差が、それらの波長の関数としてスペクトル成分の時間シフトを引き起こし、ストレッチャー２によって生成されたスペクトルシフトを帳消しにする。調整圧縮器７における回折格子７１、７２、７３及び７４の間の距離はこれらの格子の特性と組み合わせて、主圧縮機６が行うものよりはるかに小さい圧縮（ｓｍａｌｌｅｒ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）で済むように選択できる。
【００７２】
このため調整圧縮器７の圧縮率は、主圧縮器６の２０％未満、好ましくは、約１０％である。
【００７３】
その結果、調整圧縮器７はレーザーパルスの小さな圧縮を可能にし、その持続時間をわずかに減らす。図１のアセンブリにおいて、主圧縮器６によってのみ実施される圧縮機能は、図３の発明のアセンブリでは、調整圧縮器７と主圧縮器６との共同によって行われる。
【００７４】
調整圧縮器７の圧縮率は低く、伸張パルスの持続時間に大きな影響を及ぼさず、増幅媒体４，５におけるパルスの増幅を阻害する程の瞬時電力レベルを有しない。
【００７５】
調整圧縮器７の存在は、圧縮パルスの時間調整を大幅に容易にする。
【００７６】
実際に、パルスの総圧縮レベルは調整圧縮器７および主圧縮器６の圧縮率の積に等しく、調整圧縮器７の特性を変更することによって、総圧縮率を調整することを可能にする。
【００７７】
そのため、非常に高いエネルギーレベルを負担する、大きくて真空室内に配置する必要がある主圧縮器６の構成要素の位置を変更して調整する必要はない。
【００７８】
反対に、低エネルギーレベルのパルスを受けるだけの調整圧縮器７は、外気中に位置する小型の回折格子で構成してもよく、回折格子の方向及びそれらを分離する距離の調整を極めて容易に行うことができる。
【００７９】
本発明の特定の一実施形態によれば、主圧縮器６に典型的に使用される反射回折格子の代わりに、透過回折格子を調整圧縮器７に実装することも可能である。調整装置を通過するパルスのエネルギーレベルが低であることにより、透過回折格子を使用できることは、調整圧縮器のエネルギー効率を向上させる。
【００８０】
有利には、３０フェムト秒よりも長い初期持続時間を有するパルスを増幅するために、調整圧縮器７は、主圧縮器６を構成する格子と同じ特性（ライン数に対応する入射角とピッチ）を有する回折格子で実装することができる。この実施形態は、最終パルスの持続時間調整用パラメータの決定を容易にする。実際にこの条件下では、調節圧縮器を構成する回折格子の動きは、同じ幅を有する主圧縮器６の回折格子の動きと同じく、最終パルス９４に対して同一の光学的効果を有する。
【００８１】
最短パルスに対して、これとは反対に、調整圧縮器７内で、主圧縮器６のものとは異なる光学特性を有する回折格子を実装することが有利である。この構成によりレーザーパルスの収差を補正するためのパラメータをより多く作用させることができる。
【００８２】
図３に、調整圧縮器７０が折り畳み形状を有する本発明の別の可能な実施形態を示す。
【００８３】
図１の調整圧縮器７に示す、一方は回折格子７１と７２、他方は回折格子７３と７４によって形成されるサブアセンブリは、折り返し面鏡７７を用いた図３に示す調節圧縮器７０で折り畳むことが出来、レーザーパルスは回折格子７５及び７６から構成されるただ一つのサブアセンブリ内で２度走行させられる。
【００８４】
調整圧縮器７０を介して走行するパルスの低エネルギーレベルによって可能となる本実施形態は、実装が簡単であり、製造コストを抑える。調整圧縮器の大きさは縮小され、その調整が容易になる。実際には、この調整を行うために動かす部品数が少なくなる。この調整圧縮器７０の光学特性は、調整圧縮器７と同様である。
【００８５】
調整圧縮器７０を出て増幅媒体４および５に向けてパルスを返すことのできるミラーセットは、図３では省略されている。
【００８６】
図４に、概略的に、主圧縮器８が増幅媒体８５を備える、本発明の特定の一実施形態を示す。主圧縮器８のこの特定の実施形態では、調整圧縮器７の作用モードまたはそれがもたらす利点は変わらない。
【００８７】
本発明の他の代替案は、容易に当業者によって実装することができる。
【００８８】
例えば、パルスの位相および振幅のプログラマブル修正システムなどのように、本発明の調整圧縮器を、ほかの公知の調整装置を一緒に使うと、パルスの時間調整と時間収差の減衰をより簡単に効果的に行うことが出来る。これら二つのシステムはその効果が有利に結合されるように、増幅連鎖内に前後して配置することができる。
【００８９】
この構造の第一の増幅媒体の前に調整圧縮器を配置することも可能である。しかしながら、このような実施形態は、第一の増幅の前のパルスエネルギーを著しく低減させ、パルスに収差を作り出すという欠点を有する。
【００９０】
調整圧縮器を増幅連鎖内の他のどの位置にも置くことが可能である。しかしながら、約２００ミリジュールに相当する約２センチより幅が太い、非常に強いエネルギーを持つビームにとって調整圧縮器の実装は難しくなるため、このような実施形態への興味は低い。そのため、調整圧縮器は好ましくは、増幅連鎖内のパルスのエネルギーが３００ミリジュール未満、好ましくは２００ミリジュール未満の位置に配置される。
【００９１】
本発明の特定の一実施形態によれば、複数の調整圧縮器を増幅連鎖に提供することが可能である。この実施形態は特に、異なる回折格子で異なる特性を有する回折格子を使用して、チャープパルス増幅装置の出力パルスの調整パラメータをより多くを有することが可能になる。
【００９２】
一つの特定の実施形態によると、１つの回折格子を備える調節圧縮器と、レーザーパルスがその回折格子上で４つの回折を受けることを可能にするミラーセットを実装することもまた可能である。このような調整圧縮器は、図２〜４に示される調整圧縮器と光学的に同様である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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