(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー装置を操作する方法であって、
ａ）レーザーパルス（１１０）が共振器（１）内を循環するように、共振器（１）にレーザーパルス（１１０）を与え、当該レーザーパルス（１１０）は搬送波（１２）を有し、
ｂ）前記レーザーパルス（１１０）に対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を決定し、当該周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて複数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述でき、ｍは自然数であり、
ｃ）共振器循環当たりに前記レーザーパルス（１１０）の前記搬送波（１２０）に位相循環遅延を与える幾何学的位相を変更することで前記オフセット周波数ｆ０を変更する、
ステップを有する方法。
【請求項２】
前記共振器（１）における前記レーザーパルス（１１０）の群循環時間が変えられず、ゆえにｆｒｅｐが変えられない又は著しく変えられないように、前記幾何学的位相の変更が実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記幾何学的位相の変更は、特に前記共振器（１）の光軸（２２）周りの回転によって、少なくとも１つの複屈折素子及び／又は偏光素子（７）の向きを変えることで又は複屈折素子（７）の複屈折の向きを変えることで実現されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｂ）及びｃ）を連続的に繰り返し実行し、それにより前記複屈折素子及び／又は偏光素子（７）の向きの変化の性質が、最後に測定された前記オフセット周波数ｆ０により決定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザーパルス（１１０）が、前記複屈折素子及び／又は偏光素子（７）に衝突するときに楕円偏光又は円偏光されるように、前記レーザーパルス（１１０）が前記複屈折素子及び／又は偏光素子（７）に衝突する前に、前記レーザーパルス（１１０）の偏光が楕円偏光又は円偏光に変えられることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
共振器（１）、能動媒質（２４）、及び、当該共振器からのレーザーパルス（１１０）を外に結合するための外結合装置（３’）を有する、レーザーパルス（１０）を生成する共振装置（１００）であって、
前記レーザーパルス（１１０）に対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を決定する測定装置（９０）を有し、当該周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて複数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述でき、ｍは自然数である、共振装置において、
向きを変えられる少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が前記共振器（１）内に配置され、前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）の向きの変化によって、共振器循環当たりのレーザーパルス（１１０）の搬送波（１２０）に位相循環遅延を与える幾何学的位相（Δφ）が変更可能であり、それにより当該レーザーパルス（１１０）に関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０が変更可能である、ことを特徴とする共振装置。
【請求項７】
レーザー放射、特にレーザーパルス（１１０）を受ける共振器（１）を備えた共振装置（１００）において、
共振器循環当たりに光波に、特に前記レーザー放射の前記搬送波（１２０）に位相循環遅延を与える幾何学的位相（Δφ）を変更することで位相循環時間及び群循環時間に異なる遅延を生じさせる、少なくとも１つの調整可能な複屈折素子又は偏光素子（７）が、前記共振器（１）内に配置されており、
前記調整可能な複屈折素子又は偏光素子の設定を変更するとき、前記レーザー放射、特に前記レーザーパルス（１１０）の循環損失が前記共振器（１）において変えられない又は実質的に変えられない、ことを特徴とする共振装置。
【請求項８】
前記複屈折素子（７）の複屈折の向きを変えることで又は前記共振器（１）の光軸（２２）周りに前記複屈折素子又は偏光素子（７）を回転させることで、位相遅延及び／又は群遅延が変更できる、ことを特徴とする請求項７に記載の共振装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）における、前記レーザー光、特に前記レーザーパルス（１１０）の偏光が、円又は実質的に円である、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の共振装置。
【請求項１０】
前記レーザーパルス（１１０）の前記搬送波（１２０）の位相循環時間の変化が、前記パルス（１０）の群循環時間を変えない又は「実質的に」変えない、ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１１】
前記共振器（１）が、能動媒質（２４）及び外結合装置（３’）を有し、さらに前記共振器（１）においてモード結合されたレーザーパルス（１１０）を生成するように適合された素子（２００）を有する、ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１２】
前記共振器（１）が、周波数ｆｍにより特徴付けられるモードであって、実質的に方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる複数のモードを受信するように適合され、ここでｆｒｅｐは隣接モードの距離であり、ｍは自然数であり、
前記共振装置（１００）は、周波数領域で共振器モードの位置を絶対的又は相対的に決定する、オフセット周波数ｆ０を決定する測定装置（９０）を有し、
前記モードの位置は前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）により変更可能である、ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１３】
前記共振装置（１００）は、前記共振器（１）における位相循環遅延と群循環遅延の差を変更するように構成された作動装置（６０）を有する、ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１４】
前記共振装置（１００）は、前記作動装置（６０）に制御信号を送信するように構成された制御装置（８０）を有し、前記制御信号は、前記測定装置（９０）により決定されるオフセット周波数に依存する、ことを特徴とする請求項１３に記載の共振装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）は、π又はπ／２の位相差を有する遅延素子、特に半波長板又は１／４波長板である、ことを特徴とする請求項６〜１４のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が、電気光学効果によって又は機械的圧力によって調整可能であり、前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が液晶、特に強誘電性液晶を有し、及び／又は前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が電気光学材料により導波管（３５）内で形成される、ことを特徴とする請求項６〜１５のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項１７】
静的複屈折が第１の一組の軸（１１）に沿って生じ、第２の調整可能な複屈折がこれとは異なる第２の一組の軸（１２）に沿って生じるように、複屈折素子（７）が配置されることで、複屈折の向きの変化が実現される、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載の共振装置。
【請求項１８】
前記静的複屈折がπ／２又はπの位相ずれになる、ことを特徴とする請求項１７に記載の共振装置。
【請求項１９】
複数の調整可能な複屈折素子（７）及び／又は偏光素子（７）が前記共振器（１）に連続的に配置される、ことを特徴とする請求項６〜１８のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項２０】
前記幾何学的位相が、（１００ｋＨｚ以上の）高周波数によって連続的にさらに調整可能及び／又は変調可能である、ことを特徴とする請求項６〜１９のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項２１】
前記共振器（１）には、直線偏光されたレーザーパルス（１１０）を円又は楕円偏光されたレーザーパルス（１０）に変えるように構成された第１偏光可変素子（６）と、円又は楕円偏光されたレーザーパルス（１１０）を直線偏光されたレーザーパルス（１１０）に変えるように構成された第２偏光可変素子（６’）がさらに設けられ、
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が、前記第１偏光可変素子（６）と前記第２偏光可変素子（６’）の間に配置される、ことを特徴とする請求項６〜２０のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項２２】
前記第２偏光可変素子（６’）は偏光子を有する、ことを特徴とする請求項２１に記載の共振装置。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が、前記共振器（１）を通る各々の光路によって前記レーザーパルス（１１０）により二度、すなわちそれぞれの場合で反対方向に通過される、ことを特徴とする請求項６〜２２のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項２４】
前記オフセット周波数に加えて、前記モードの距離ｆｒｅｐがそれ自身のアクチュエータによって調整可能である、ことを特徴とする請求項６〜２３のいずれか一項に記載の共振装置。
【請求項２５】
移相器（２）を通過するレーザーパルス（１１０）に対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を調整するためにその向きを変えられる少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）を有する移相器（２）の使用であって、
前記周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて多数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述でき、ｍは自然数であり、
共振器循環当たりの前記レーザーパルス（１１０）の搬送波（１２０）に位相循環遅延を与える幾何学的位相（Δφ）が、前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）の向きの変化によって変更され、それにより前記オフセット周波数ｆ０が変更される、移相器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー装置を操作する方法及び光学共振装置（optical resonator arrangement）の分野にそれぞれ関する。本発明は、周波数コムの生成又は微調整のために特に有利に使用できる。本発明の使用も、短波の又は超短波のレーザーパルスの生成との組み合わせにより特に有利である。例えば、それぞれのレーザーパルスは、ピコ秒又はフェムト秒の範囲のパルス幅・パルス持続時間を有し得る。しかしながら、他のパルス幅、例えば大きめの又は小さめのパルス幅も考えられる。また、ピコ秒又はフェムト秒の範囲のパルス幅は有利である。
【背景技術】
【０００２】
図１ａは、時間に対する電場で表現したレーザーパルスを示す。レーザーパルス１１０の包絡線と、レーザーパルス１１０の搬送波１２０の包絡線の両方が示されている。搬送波１２０は光周波数の範囲の正弦振動によって表されている。
【０００３】
図１ｂは、図１ａからのレーザーパルス１１０と関連する周波数コムを示す。この周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて多数のレーザーモードｆｍを有する。ｆｒｅｐは、周波数コムの隣接モード間の距離である。周波数コムのモードｆｍは、以下の方程式で記述できる。
【０００４】
ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０
【０００５】
それについて、ｍは自然数である。実際の周波数コムのモードはもちろん、周波数領域の有限の幅にわたって延びる。周波数コムのパラメータｆ０は以下では、周波数コムのオフセット周波数と呼ぶ。このオフセット周波数ｆ０の存在により、レーザーモードｆｍの周波数は互いの倍数ではなくなる。周波数コムのモードｆｍを調整又は別な風には制御するために、互いに対する隣接モードの距離ｆｒｅｐ及び／又はオフセット周波数ｆ０が調整可能であると望ましい。
【０００６】
本発明は特に、共振器のレーザーパルスに対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０の調整又は調節を可能にする。この調節は、モード距離ｆｒｅｐが影響されないように特に有利な態様でもたらされる。周波数コムのモードを調整するための先に知られた方法では、単一の調整可能なパラメータを変えるときに、レーザーモードの距離とオフセット周波数の両方が通常それぞれ影響を受けた。
【０００７】
高周波数ビート信号を用いた周波数コム発生器の周波数安定化が特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に記載されている。そこでは、短パルス発振器又は超短パルス発振器がそれぞれ、周波数コム発生器、すなわちフェムト秒（ｆｓ）からナノ秒（ｎｓ）の範囲のパルス時間を有するモード結合レーザーとして設けられている。時間領域から周波数領域へのフーリエ変換を実行すると、「周波数コム」は周波数領域のレーザーパルスのシーケンスに対応する。それは、モードｆｍと呼ばれる、異なる離散周波数で多数のシャープなδ状関数から成る。隣接モードは、発振器のパルス繰り返し周波数（＝繰り返し率）に正確に一致する互いからの距離ｆｒｅｐを有する。当該距離はそれゆえ、発振器のパルスの光路長により決定される。
【０００８】
しかしながら、周波数コムのモードは通常はΔｆの整数倍で正確には位置せず、周波数コム全体がいわゆるオフセット周波数ｆ０だけ移動・シフトする。それゆえ、周波数コムは数学的にｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる。オフセット周波数ｆ０の原因は、繰り返し率を、従ってモード距離ｆｒｅｐを決定する、発振器内を循環するパルスの群速度が個々のモードの位相速度と異なることである。
【０００９】
特許文献５、特許文献６及び特許文献７は、周波数コムの２つの自由度、すなわちオフセット周波数ｆ０及びモード距離ｆｒｅｐをどのようにして固定値に固定又は設定し得るかの方法を記述している。安定器又は制御ループがこの目的のためにそれぞれ設けられる。第１の安定器はモード距離に関連する。上述したように、モード距離に対応する、（場合によってはより良好な検知可能な範囲に割られる又は掛けられる）パルス繰り返し周波数が、この安定器のための測定値として機能し得る。評価・比較ユニットが、測定値をパルス繰り返し周波数のための所定の基準値と比較する。所定の基準値に対する偏差が検出されたときにモード距離を変更するため又は調整するために、安定器は、発振器の光路長を、それによってパルス繰り返し周波数を変化させるアクチュエータを制御する。例えば、発振器の共振器ミラーのために、リニアドライブ、電気光学素子又はピエゾアクチュエータがアクチュエータとなりうる。
【００１０】
第２の安定器がオフセット周波数ｆ０を或る値に規制する。この目的のために、検出器（例えば、フォトダイオードや光電子増倍管）における周波数コムの特定のモードｆｍが、（例えば、連続波レーザーによって）外部の正確に分かる基準周波数と、又は同じ周波数コムからの周波数二倍モードと重ね合わされる。重ね合わせは、無線周波数範囲において検出器にビート周波数を発生させる。評価・比較ユニットは、ビート周波数を、所定の、場合により可変調節可能な基準周波数と比較する。何らかの偏差が生じた場合には、第２の安定器が、発振器における位相と群遅延の間の差を変更するアクチュエータを制御する。これは、例えば、共振器端部ミラーが、周波数依存方法で発振器の光路長を変更するためのモードによって空間的に分離された共振器ブランチにおいて僅かに傾けられることで行われる。それに代えて、発振器ロスが、例えば強度変調器によって変えられてもよく、又は発振器のポンプ能力が変えられ、又は１組のプリズムなどの分散素子若しくは透過傾斜プレートが発振器のビーム経路に導入され、その位置を変えられる。
【００１１】
特許文献５、特許文献６又は特許文献７に記載された手段によって、完全に安定化された周波数コムが全体的に生成され、その個々のモードは正確に知られた周波数に位置し、相互にコヒーレントである。これら手段の詳細な記述のために、前記３つの文献を参照されたい。
【００１２】
従来技術の不都合は、従来方法のオフセット周波数の調整が比較的小さい範囲でしか機能しないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＤＥ１００４４４０４Ａ１
【特許文献２】ＤＥ１０２００５０３５１７３Ａ１
【特許文献３】ＤＥ１９９１１１０３Ｂ４
【特許文献４】ＥＰ１３７２２７５Ｂ１
【特許文献５】ＤＥ１９９１１１０３Ａ１
【特許文献６】ＥＰ１１６１７８２Ｂ１
【特許文献７】ＤＥ１００４４４０４Ｃ２
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Bergmann Schaefer, 「Lehrbuch der Experimentalphysik」, volume 2, 8th edition 「Elecktromagnetismus」, 418頁及び下記のもの
【非特許文献２】T. H. Chyba et al., Optics Letters Vol. 13 No.7 p.562 「Measurement of the Pancharatnam phase for a light beam」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、オフセット周波数の正確な調整と設定が広めの周波数範囲にわたって可能となる方法及び光学装置を提供することである。
本発明の目的は、オフセット周波数の正確な調整と設定が広めの周波数範囲にわたって可能となる方法及び光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、請求項１の特徴を有する方法、請求項６又は７の特徴を有する共振装置、及び請求項２５に記載の移相器の使用によって、それぞれ達成される。
【００１７】
以下では、本発明の操作モードを記載する。
例えばレーザーパルスの包絡線が伝播する問題の群遅延と、例えばレーザーパルスの搬送波が伝播する位相遅延が異なることは知られている。これにより、全ての循環・回転に対して共振器内を循環・回転するレーザーパルスの場合に、位相スリップΔφがレーザーパルスの搬送波とレーザーパルスの包絡線の間に生じることになる。この位相スリップΔφは図１ａに示されている。このような位相スリップは一般にレーザー光に対しても定義される。
【００１８】
以下の実施形態はそれぞれ、明確には述べないが、共振器内を循環・回転するレーザー光全体並びにレーザーパルスの両方に対して適用可能である。
【００１９】
共振器内を循環するレーザーパルスに対して、関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０に対する共振器内の全ての循環のための位相スリップのある関係が存在する。この関係は、式ｆ０＝Δφ／（２πＴ循環）で表現できる。ここで、Ｔ循環は、共振器内の１回の循環のためにレーザーパルスの必要とする時間である。それゆえ、オフセット周波数は位相スリップを変更することで調整できる。これは、本発明では新規で特に有利な態様で行われる。
【００２０】
本発明に従う方法又は共振器では、それぞれに、調整可能な移相器が存在する。移相器を通過するとき、特に群遅延を変えることなく、幾何学的位相が共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に与えられる。１循環当たりのパルスの包絡線と搬送波の間の位相スリップはそれにより変えられる。
【００２１】
共振器循環につき共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に与えられる幾何学的位相が変えられると、関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０もまたそれにより変えられる。ゆえに、本発明に従う幾何学的位相の調整能力によって、周波数コムのオフセット周波数ｆ０が調整可能又は制御可能である。
【００２２】
さて、共振器循環につきレーザーパルスの搬送波に与えられる幾何学的位相を変える１つの方法を特に有利なオプションに関連して説明する。
【００２３】
本発明の複数の実施形態によれば、共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に与えられる幾何学的位相は、配向又は共振器内の複屈折及び／又は偏光素子の他の特性を変えることで実現される。ゆえに、レーザーパルスの偏光が変えられる。よく知られているように、例えば非特許文献１を見ると、光の偏光状態がいわゆるポアンカレ球上で表される。
【００２４】
幾何学的位相が、特定の態様で偏光が変えられる光ビームに与えられる。光ビームの偏光がポアンカレ球上の閉じた経路を進むと特に有利である。偏光が様々なユニタリー演算（unitary operations）によりポアンカレ球上の閉じた経路を進むと、さらに有利である。しかしながら、幾何学的位相の付与をもたらすポアンカレ球上の他の経路もまた可能である。
【００２５】
図２は、レーザーパルスの偏光状態のためのポアンカレ球を示す。ポアンカレ球の赤道上に位置する状態（例えば、図２の点Ａ，Ｃ）は直線偏光を有する。ポアンカレ球の赤道上の点の位置は、直線偏光の方向を示す。ポアンカレ球の極に位置する点（図２の点Ｂ，Ｄ）は、２つの円偏光状態（右円偏波及び左円偏波）を示す。図２は、レーザーパルスの搬送波に与えられている幾何学的位相をもたらすレーザーパルスの偏光状態の変化を示す。初期状態Ａでは、レーザーパルスは直線状に偏光される。そこから出発して、それは円偏光（点Ｂ）に転換される。そこから、偏光は再び直線偏光に変えられるが、初期の偏光Ａとは異なる（点Ｃ）。点Ｃでの第２直線偏光から、レーザーパルスの偏光は、（点Ｂでの）第１円偏光とは反対側の（点Ｄでの）第２の円偏光に転換される。そこから、レーザーパルスの偏光は、点Ａでの直線偏光された初期状態に再び転換される。この偏光経路を通過すると、レーザーパルスの搬送波は幾何学的位相を獲得する。
【００２６】
共振器の外側の単色光に関して、或る偏光状態を通過するときに幾何学的位相を得るというこの効果は、パンチャラナム位相（Pancharatnam phase）として知られている。
【００２７】
例えば非特許文献２（しかしながら、そこでは単色光に対してのみ）から集められるように、得られるパンチャラナム位相はポアンカレ球上を進んだ経路に依存する。得られる幾何学的位相は、ポアンカレ球の表面上を進んだ経路で囲まれた面積に特に依存する。ポアンカレ球上の経路を変えることで、すなわち光の或る偏光状態を変えることで、得られる幾何学的位相が変えられる。
【００２８】
上述した物理効果により可能になる、本発明に従うレーザー装置の操作方法が供される。本方法は、レーザーパルスが共振器内を循環するように、共振器にモード結合レーザーパルスを与えるステップを有する。さらに、本方法は、レーザーパルスに対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０の決定を有し、周波数コムは互いから距離ｆｒｅｐを置いて多数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる。ここで、ｆｍ、ｆｒｅｐ及びｆ０は周波数であり、例えばヘルツで与えられる。ｍは自然数である。ｍは０であってもよい。本発明に従う方法はさらに、共振器内の循環毎にレーザーパルスの搬送波に対して、不変状態と比べて位相遅延を与える幾何学的位相を変えることによりオフセット周波数ｆ０を変えることを含む。
【００２９】
特に有利な態様では、幾何学的位相の変更は、共振器におけるレーザーパルスの群循環時間Ｔ＝１／ｆｒｅｐが変えられないように達成できる。幾つかの用途に理想的な場合には、共振器におけるレーザーパルスの群循環時間は全体的に一定のままである。しかしながら、これが現実の用途では通常は正確に実現されないことは当業者には明確である。本発明の意味の範囲内では、共振器におけるレーザーパルスの群循環時間が変わらないという特徴は、共振器におけるレーザーパルスの群循環時間が正確に一定に保たれるか、０．１％以下、０．５％以下、１％以下、２％以下、５％以下、１０％以下又は２０％以下だけ変わることのいずれかであると理解すべきである。互いからのレーザーモードの距離ｆｒｅｐは共振器におけるレーザーパルスの群循環時間に関連するので、それゆえレーザーパルスの搬送波の幾何学的位相を変更しても、ｆｒｅｐは上記意味の範囲内で一定又は実質的に一定である。有利には、だが必ずしもそうではなく、幾何学的位相の変更は複屈折素子又は偏光素子の配向・向きを変えることで実現される。そのために複屈折素子又は偏光素子が共振器に設けられる。共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に共振器循環当たりの位相遅延を与える幾何学的位相は、特に、複屈折素子又は偏光素子をそれ自身の軸又は共振器の光軸周りに回転させることで変更されてもよい。レーザーパルスに与えられる幾何学的位相を変更するために又は調整するために、他の方法ももちろん使用できる。他の方法は特に、レーザーパルスの偏光状態を変え、それにより関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を調整及び変更するために使用できる。
【００３０】
特に多用途で適用可能な本発明に従う方法の１つの実施形態は、周波数コムのオフセット周波数を制御する制御方法である。この目的のために、共振器内を循環するレーザーパルスのオフセット周波数ｆ０を決定するステップが複数回実行される。例えば、このステップは、固定された間隔で連続的に実行できる。オフセット周波数の決定は測定の実行を有してもよい。このような測定は、例えばｆ０の絶対測定を有してもよい。しかしながら、これは必要ではない。オフセット周波数ｆ０の決定は、異なるレーザーに関する周波数コム又は別な周波数コムの位置の測定を有することも可能である。このようにして、例えば、周波数コムモードｆｍの位置の絶対的又は相対的な決定が実行されてもよい。最後に測定されたオフセット周波数ｆ０に基づき、共振器循環当たりのレーザーパルスの搬送波に位相遅延を与える幾何学的位相が変えられる。特に、複屈折素子及び／又は偏光素子の向きの変化の性質が、最後に測定されたオフセット周波数ｆ０により決定されてもよい。オフセット周波数のための制御方法は、オフセット周波数を決定するステップを繰り返し連続的に実行し、幾何学的位相を変えることでオフセット周波数を変えることにより行われてもよい。
【００３１】
レーザーパルスが複屈折素子及び／又は偏光素子に衝突する前に、レーザーパルスの偏光が楕円偏光又は円偏光に変えられる。特に有利なのは、複屈折素子の位置での円偏光であり、というのは複屈折の向きの変化のために群循環時間の遅延が生じないからである。従って、例えば図２に示されるポアンカレ球上の経路が実現できる。
【００３２】
１つのみの及び複数（例えば、２，３，４又は１０）の調整可能な複屈折素子又は偏光素子が設けられてもよい。
【００３３】
さらに、本発明はレーザーパルスを得る又は生成するための共振装置に関する。共振装置は、レーザーパルスが循環できる共振器を有する。さらに、レーザービームを増幅するための能動媒質（active medium）が共振器に設置されてもよい。加えて、モード結合を生じさせるのに適した素子が共振器内に存在してもよい。共振装置からのレーザーパルスを外に結合するための結合装置（外結合装置）が設置されてもよい。これは特に外結合ミラーであってもよい。
【００３４】
オフセットシフターとしての機能を有する本発明に従う移相器は、どのモード結合レーザーに設置されてもよい。これらは特に、既に長い間知られているように、従来型の固体素子（例えばＴｉ：Ｓａ）ｆｓ（周波数シフト）レーザーである。それにより、レーザー共振器は線形共振器の形状とリング共振器の形状の両方をとることができる。また、繰り返し率は用途の分野に依存して著しく変動してもよい。それは例えば１０ＭＨｚ〜１０ＧＨｚの間に位置する。
【００３５】
例えば、Ｔｉ：Ｓａレーザーが使用できる。また、例えばＥｒガラス、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ、Ｃｒ：フォルステライトなどの他のレーザー結晶も使用できる。このようなレーザーにおける分散補償は有利には、いわゆるチャープミラー（chirped mirror）又はダブルチャープミラー（double-chirped mirror）を介して行われてもよい。
【００３６】
共振装置は、レーザーパルスに対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を決定するための測定装置を有する。ここで、周波数コムのモードｆｍの周波数は再び方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる。共振器内に配置されているのは、その向きを変えることができる少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子であり、当該少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子の向きの変化によって、共振器循環当たりの共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に位相遅延を与える幾何学的位相が変更可能である。それにより、レーザーパルスに関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０が変更可能である。
【００３７】
先の段落で記載した共振装置は、上述したレーザー装置を操作する方法を実行するのに適している。
【００３８】
別な実施形態では、レーザー照射を受けるために共振器を備えた活性（能動）又は非活性（受動）共振装置が設けられる。特に、レーザーパルスが受容されてもよい。少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子が共振器に配置される。上述したように、この複屈折素子又は偏光素子は、共振器循環当たりの光波（optical wave）に位相遅延を与える幾何学的位相を変更する一方、共振器における位相と群循環時間に対して異なる遅延をもたらす。これは、調整可能素子が変更されるときに、共振器内のレーザーパルスの循環損失が変更されない又は実質的に変更されないように行われる。
【００３９】
変更されない又は「実質的に」変更されない共振器内のレーザーパルスの循環損失は本願の意味の範囲内において、共振器内のレーザービームの循環損失が全体的に一定のままであるか、０．１％以下、０．５％以下、１％以下、２％以下、５％以下、１０％以下だけ変わるという意味として理解できる。
【００４０】
少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子が調整可能であるという特徴は、特にその向きが可変であることを意味する。この目的のために、例えば、作動素子が設けられてもよい。しかし、複屈折素子又は偏光素子は電気的に作動可能であって、それにより調整可能であってもよい。例えば、複屈折素子又は偏光素子の偏光効果は電気信号を適用することで変えられる。レーザービーム又は特にレーザーパルスの偏光方向への複屈折素子又は偏光素子の影響は、特に電気信号を適用することで変えられる。
【００４１】
複屈折素子又は偏光素子の向きを変えること、又は複屈折素子又は偏光素子を回転させることが特に有利であると判明した。このような回転は特に、レーザー光の伝播方向と平行な軸の周り、例えば共振器の又はその素子自体の光軸周りに行われてもよい。それにより、共振器の光軸は共振器内を循環するレーザービームが通る経路に一致する。複屈折の向きを変えることにより、又は複屈折素子又は偏光素子を回転させることにより、それぞれ、位相及び／又は群遅延が変えられる。
【００４２】
そのため、レーザーパルスの搬送波の位相循環時間の変化が、パルスの群循環時間を変えない又は「実質的に」変えない（上述した割合の偏差の意味の範囲内で）ことが特に有利である。
【００４３】
周波数コムが存在する場合、この変化により、隣接モードの距離に影響せず又は作用せずに周波数コムのオフセット周波数を制御、調節及び調整することができる。オフセット周波数の別個の制御が与えられる。もちろん、このような装置は、隣接モードの距離の別個の調整を可能とする装置と組み合わされてもよい。これは例えば、共振器長さが可変であることで実現されてもよい。例えば、シフト可能な、特に圧電的にシフト可能な共振器の端部ミラー又は電気光学素子が設けられてもよい。
【００４４】
多数のアプリケーションに対して、共振器に能動媒質、特にレーザー能動媒質を設けると有効である。それにより、共振器内を循環するレーザービームが増幅される。さらに、共振器はモード結合レーザーパルスを生成する素子、例えばカーレンズ、飽和性吸収体又はＮＯＬＭループを有してもよい。
【００４５】
本発明に従う共振装置はさらに、共振器内の位相遅延と群遅延の差を変えるように構成された作動装置６０を有してもよい。この目的のために、作動装置６０は、少なくとも１つの調整可能な複屈折素子又は偏光素子を調整するように構成されてもよい。これは特に、複屈折素子又は偏光素子の空間配向が作動装置６０によって変えられることで行われてもよい。この調整は特に、共振器の光軸周りの回転を有する。その空間配向を変えることなく複屈折素子又は偏光素子の偏光特性を変えるために、作動装置６０が信号、例えば電気信号を使用することも考えられる。これは例えば、複屈折素子又は偏光素子が電気光学効果によって調整可能である時に有効である。この作動は、複屈折素子又は偏光素子の実施形態でも液晶、特に強誘電性液晶として実施されてもよい。それに代えて、複屈折素子又は偏光素子の偏光特性は、それに対する機械的圧力によって調整可能であってもよい。ここでも、適当な作動装置６０が設置できる。
【００４６】
共振装置はさらに、作動装置６０に制御信号を送信するように構成された制御装置８０を有してもよい。オフセット周波数ｆ０を決定するための測定装置９０がさらに設けられる。制御信号は、測定装置９０により決定されるオフセット周波数に依存して生成されてもよい。従って、オフセット周波数の制御が実施される。
【００４７】
複屈折素子又は偏光素子が、π又はπ／２の位相差を有する遅延素子、特に搬送波の波長に対して半波長板又は１／４波長板であると特に有利である。このような光学素子は、例えば、共振器の光軸周りの回転により変えられる光学特性を有する。本発明に従う共振装置は自由空間光学装置（free-space optical device）であってもよい。それに代えて、このような共振装置は完全に又は少なくとも部分的に導波管３５内に形成されてもよい。特に、複屈折素子又は偏光素子が導波管３５内で電気光学材料により形成されてもよい。
【００４８】
幾つかの実施形態では、１つの調整可能な複屈折素子及び／又は偏光素子が共振器に設置されるだけでなく、複数の調整可能な複屈折素子及び／又は偏光素子が存在してもよい。それらは、同一の調整可能な偏光素子であってもよい。複数の複屈折素子及び／又は偏光素子が別個に調整可能であると、特に有利である。１つの別個の作動素子が、複数の調整可能な複屈折素子及び／又は偏光素子の各々のために設けられてもよい。それに代えて、全ての複屈折素子及び／又は偏光素子が１つの作動素子によって一緒に調整されてもよい。１又は複数のゆっくり変えられる複屈折素子及び／又は偏光素子と、１又は複数の速く調整可能な素子を設けると有利である。複数の調整可能な複屈折素子及び／又は偏光素子は、共振器内に連続的に配置されてもよい。それに代えて、複数の調整不可能な、すなわち固定された複屈折素子及び／又は偏光素子を設けることも考えられる。
【００４９】
共振器循環当たりに光波に位相遅延を与える、又は共振器循環当たりに共振器内を循環するレーザーパルスの搬送波に与えられる幾何学的位相が、高周波数を用いて変調されると特に有利である。これは、複屈折素子及び／又は偏光素子が高周波数によって調整可能であることを意味する。例えば、それらは１００ｋＨｚ以上の周波数によって調整可能である。これは、機械的、熱アクチュエータなどの公知の作動素子による調整可能性又はポンプパワーの調整を超えてよく及ぶ。既に公知のより早い作動素子はレーザーの強度変調にのみ基づく。
【００５０】
幾何学的位相が連続的に調整できるとさらに有利である。幾何学的位相の及びオフセット周波数の無段階の可変制御が実施される。特に、周波数コムがそれにより自由スペクトルレンジ以上にシフトされ得る。
【００５１】
共振器には、直線偏光されたレーザーパルスを円又は楕円偏光されたレーザーパルスに変えるように構成された第１偏光可変素子がさらに設けられてもよい。これにより、レーザー光又はレーザーパルスが複屈折素子及び／又は偏光素子に当たったときに円又は楕円偏光されることが保証される。円又は楕円偏光されたレーザーパルスを直線偏光されたレーザーパルスに変えるように構成された第２偏光可変素子がさらに設けられてもよい。有利には、１又は複数の複屈折偏光素子が第１偏光可変素子と第２偏光可変素子の間に共振器に配置される。
【００５２】
最初に、例えば直線偏光されたレーザー光又は直線偏光されたレーザーパルスが第１偏光可変素子によって円又は楕円偏光され、次いで１又は複数の複屈折素子又は偏光素子を通過し、次に再び第２偏光可変素子によって直線偏光される。有利な具現化においては、理想的な直線偏光からの小さい偏差を抑制するために、偏光子が入力部及び／又は出力部に設けられる。これは偏光消光比を改善し、スペクトルの強度変調を回避する。
【００５３】
第１及び第２偏光可変素子を有する構成は、リング共振器との組み合わせにおいて特に有利である。それに代えて、共振器が直線共振器であることも可能である。その際、共振器が第１偏光可変素子を有すると十分である。第２偏光可変素子は、リング共振器の第１偏光可変素子のように構成されてもよい。レーザー光、特に直線偏光されたレーザー光は、第１偏光可変素子を通過し、第２偏光可変素子により円又は楕円偏光される。その後、レーザー光は１又は複数の複屈折素子又は偏光素子を通過し、次いでその後ろに配置された共振器端部ミラーにより反射され、１又は複数の複屈折素子又は偏光素子を逆方向に再び横切る。レーザー光又はレーザーパルスは、そのとき第１偏光可変素子を今度は反対方向に通過する。これにより再び直線偏光が得られる。
【００５４】
このように構成された共振器では、１又は複数の複屈折素子又は偏光素子が、共振器を通る各々の光路によってレーザーパルスにより二度、すなわちそれぞれの場合で反対方向に通過される。
【００５５】
本発明の別な側面は、移相器を通過するレーザーパルスに対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を調整するためにその向き・配向を変えられる少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子を有する移相器の使用である。そのために、上述したように、周波数コムは方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる。
【００５６】
以下の図面に関連して、本発明及びその利点をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１Ａは、パルス繰り返し周波数ｆｒｅｐ及び関連する搬送波を有するパルス列の２つの連続するレーザーパルスを示し、垂直軸は時間、水平軸は電場を示す。図１Ｂは、図１Ａのレーザーパルスに関連する周波数コムを示し、垂直軸は周波数、水平軸は強度を示す。
【図２】ポアンカレ球を介する偏光空間において本発明に従う移相器を介して経路を進む際の、本発明に従う実施形態の共振器におけるレーザーパルスの表現を示す。
【図３】１つの実施形態に従う共振器、特にリング共振器で使用するための移相器を示す。
【図４】１つの実施形態の共振器、特に線形共振器、又はシグマアームを備えたリング共振器で使用するための移相器及び関連する反射鏡（共振器端部ミラー）を示す。
【図５】リング共振器を備えた１つの実施形態に従う共振装置の概略表現を示す。
【図６】線形共振器を備えた１つの実施形態に従う共振装置１００を示す。
【図７】本発明に従う共振器で使用するための複屈折素子の概略表現を示す。
【図８】本発明に従うリング共振器の概略表現を示す。
【図９】本発明に従う線形共振器の概略表現を示す。
【図１０】光ファイバーを備えた実施形態における本発明に従う共振器の概略表現を示す。
【図１１】本発明に従う共振器の一部の概略表現を示す。
【図１２】光ファイバー及びビームスプリッターを備えた本発明に従う共振器の一部の概略表現を示す。
【図１３】自由空間光学素子としてビームスプリッターを備えた本発明に従う共振器の一部の概略表現を示す。
【図１４】線形又はリング型共振器で使用するための複屈折素子又は偏光素子を備えた移相器の概略表現を示す。
【図１５】線形共振器で使用するための複屈折素子又は偏光素子を備えた移相器の概略表現を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図５は、共振器１を備えた本発明の共振装置１００を示す。図５に示す共振器はリング共振器である。それに代えて、本発明に従う共振装置１００は線形共振器を有してもよい。これは図６に示されている。
【００５９】
図５のリング共振器１は複数の湾曲ミラー３，１３を有する。ミラー３は、ポンプ光Ｐを中に結合するのに適した中結合ミラー（incoupling mirror）である。ミラー３’は、共振器１からのレーザー光を外に結合するための外結合ミラーである。これは、ＣＷレーザー光（連続波）又はパルスレーザー光であってもよい。
【００６０】
幾つかの用途のために能動媒質２４を共振器に設置することも有利である。これは、例えばＴｉ：Ｓａ結晶などのレーザー能動媒質である。もちろん、他のレーザー媒質も考えられる。偏光ミラー１３がビーム案内のために共振器１に設置されている。そのために、幾つかのミラーを湾曲させることも有効である。例えば、ミラーのうちの１つ、例えばミラー１３のうちの１つがチャープミラーであると、共振器１における分散補償のために有利である。
【００６１】
図５の参照番号２は共振器１の移相器を示す。それは共振器１の光軸２２に沿って配置されている。移相器２は調整可能な複屈折素子又は偏光素子７を有する。これは、特にπ又はπ／２の位相差を有する遅延素子であってもよい。λ／２板は多数の用途に特に有利である。
【００６２】
複屈折素子又は偏光素子７は電気光学効果のために変更可能（variable）である。それに代えて、複屈折素子又は偏光素子７の偏光特性は機械的圧力により調整可能であってもよい。素子７は液晶、特に強誘電性液晶であってもよい。素子７の構造に依存して、複屈折素子又は偏光素子７を調整するために適切な作動素子６０が設けられてもよい。この意味の範囲内での調整は、素子７の偏光特性の所望の値に変更、適合又は調整することを言う。波長板の場合には、調整は例えば共振器軸２２の周りの回転によって行われてもよい。加えて、共振器１は、モード結合レーザーパルスを生成するための素子２００、例えばカーレンズ（Kerr-lens）や飽和性吸収体を有する。
【００６３】
さらに、移相器２は第１偏光可変素子６を有する。それは、直線偏光されたレーザーパルス１１０を円偏光又は楕円偏光するように構成されている。直線偏光されたレーザー光が図３の移相器２に左から偏光可変素子６に衝突すると、それによって円偏光又は楕円偏光され、次いで複屈折素子又は偏光素子７に衝突し、そこで偏光が再び変えられる。
【００６４】
第１偏光可変素子６に対向する複屈折素子又は偏光素子７の後には、第２偏光可変素子６’が設置されている。それは円偏光又は楕円偏光された光を直線偏光するように構成されている。ゆえに、レーザー光は直線偏光された状態で移相器２を再び出る。もちろん、この装置は、連続波（ＣＷ）レーザー光及びパルスレーザー光、特に短パルス及び超短パルスに対しても適用可能である。
【００６５】
図６は、線形共振器１を備えた本発明に従う共振装置１００の実施形態を示す。そこでは、図５に示されたリング共振器におけるものと同じ素子が設置されている。より明瞭にするために、同じ参照番号が使用されている。図３に示す移相器２も同様に移相器２として使用してもよい。しかし、図５に示すリング共振器とは異なり、これは共振器循環当たり線形共振器内を二度通過される。
【００６６】
リング共振器を有する実施形態と線形共振器を有する実施形態のどちらにおいても、偏光可変素子６，６’は少なくとも１つの調整可能な複屈折素子又は偏光素子７とは対照的に固定して設定されてもよい。それに代えて、これら素子を調整可能に構成することも考えられる。しかしながら、これは必要ではない。偏光可変素子６，６’をλ／４板にすると特に有利であることが判明した。
【００６７】
少数の光学素子を使用し、それによりコストを節約するために、図４に示す移相器２は線形共振器の場合には特に有利な実施形態で使用されてもよい。そのために、線形共振器の端部ミラー１０がアッセンブリに組み込まれる。１つの偏光可変素子６のみ設置されている。前記少なくとも１つの調整可能な複屈折素子又は偏光素子７は、偏光可変素子６と共振器の端部ミラー１０の間に配置される。共振器を通って進む光は偏光可変素子６を通過し、次いで複屈折素子又は偏光素子７を通過する。共振器端部ミラー１０によって反射されて、逆の順序で反対方向に素子７及び６を再び通って進む。
【００６８】
調整可能な複屈折素子又は偏光素子７はλ／４板であってもよい。ここでも、共振器軸２２周りの回転による調整が考えられる。
【００６９】
共振装置１００はさらに、隣接モードの距離の別個の適用を可能にする制御可能な作動装置３６を有する。これは例えば、共振器長さが変えられることにより実現される。例えば、シフト可能な、特に圧電的にシフト可能な、共振器１の端部ミラー１３が設置されてもよい。
【００７０】
図１４，１５は、移相器２の別な実施形態を示す。
図１４は、特にリング共振器で使用するように適合された移相器２を示す。図３に示す移相器とは対照的に、２つの偏光子５，９が設置されている。それらは図３の構成を含むように配置されている。ゆえに、これら偏光子は移相器２の入力部又は出力部に配置される。それらは偏光の残留偏差を防止するよう機能する。共振器内を循環するレーザー光又はレーザーパルス１１０はそれぞれ偏光子を通過する前と後で同一に偏光されると有利であるので、これは有益である。これは素子６，６’又は７の許容差のために常に保証されるわけではないので、理想的な直線偏光からの残留偏差を防止するために偏光子５，９が使用されてもよい。
【００７１】
図１５は、特に線形共振器で使用するために設計された同様のアプリケーションを示す。そこでは、偏光子５が図５のそれぞれの移相器２に追加されている。図１５に示されるように、偏光子は、共振器の光軸上に端部ミラー１０の反対側の移相器２の側に配置される。この偏光子５は、移相器２へのレーザー光又はレーザーパルス１１０の入射の間及び出射の間に通過され、費用を節約できるように第２の偏光子は必要でない。
【００７２】
もちろん、複数の偏光子５，９が連続的に配置されてもよい。
【００７３】
縦続構成（cascaded configuration）が幾つかのアプリケーションで特に有利であることが判明した。複数の個々の複屈折素子又は偏光素子がこのために、１つの複屈折素子又は偏光素子７に代えて、例えば図３，４，１４又は１５に設置されてもよい。その際、それらは共振器の光軸に沿って連続的に設けられてもよい。例えば、多数の連続的に切り替え調整可能なλ／２板が設けられると特に有利である。
【００７４】
例えば、単一の位相板の回転範囲が機械的又は他の理由のために制限される場合に、このような縦続構成は有利である。複屈折素子又は偏光素子７の各々が別個に調整可能であると特に有利である。この点については、異なる回転範囲及び／又は異なる作動速度を有する異なる作動素子を組み合わせても興味深い。回転範囲は、素子７によってもたらされる偏光角の変化であると理解すべきである。
【００７５】
図７は、複屈折素子又は偏光素子７の特に有利な実施形態を示す。それは、第１の一組の軸１１に対して０とは異なる静的な複屈折を有する電気光学モジュレータである。この複屈折及び軸１１は電気光学モジュレータの向きにより固定されてもよい。電気光学モジュレータ７は、第１の一組の軸とは異なる別な一組の軸１２に対して付加的な誘起複屈折を有する。理想的には、第１の一組の軸１１及び異なる別な一組の軸１２は互いに４５°傾く。別な一組の軸１２に対する付加的な誘起複屈折は例えば、電気的又は機械的に方位を定められ、それにより調整可能である。
【００７６】
文献に記載されているのは、長さ１×１×２０ｍｍのＥＯ結晶を有する回転可能な半波長板が十分に高い電圧を介して実現されている構成である。そのために、２つの電場Ｅｘ＝Ｅ０×ｓｉｎ（φ）及びＥｙ＝Ｅ０×ｃｏｓ（φ）が結晶に適用される。Ｅ０は、４５°だけ互いに傾いた２組の軸１１，１２に沿う電場の向きの選択に依存する、位相遅延πを有する複屈折を生成する電場である。非常に小さいアパーチャー（１ｍｍ）、長い結晶長さ（２０ｍｍ）及び複光路（double passage）の使用にもかかわらず、〜２００Ｖの電圧が必要となる。近代の実装は、低めの電圧を使用する導波管を使用するが、高い電場を必要とする。どちらの実装においても高い電場のため、動作点を安定的に維持することが困難である。しかしながら、小さい変調に対しては、ｃｏｓ（φ）は１に近似でき、ｓｉｎ（φ）＝φとしてよい。結晶を傾ける（現在の伝播方向はほぼｚ方向）ことにより、πの大きさの静的複屈折を作る場合、電場（ここではＥｘ）のほんの僅かな変調しか必要とならず、ドリフトは削除される。利点は、（例えば、導波管ソリューションと比べて）低いドリフトだけでなく、小さい挿入損失も有する。
【００７７】
少なくとも幾つかの実施形態にとって、特に短いレーザーパルス１１０及びそれに対応する周波数コムを有する使用のために、調整可能な複屈折素子又は偏光素子が、共振器を通る単一光路を有するレーザーパルスに与えられる幾何学的位相にのみ影響を及ぼすとより良いが、複屈折素子又は偏光素子の変更された設定が同時に共振器を通るレーザーパルスの伝搬遅延を生じさせても有利である。周波数領域の周波数コムの隣接モードの距離が同時に変えられてもよい。例えば、調整可能な複屈折素子又は偏光素子７の角度回転又はその複数が同時に伝搬遅延を生じさせる。
【００７８】
本発明に従う移相器２は、ファイバーレーザーに組み込むことができる。この目的のために、短い自由空間部材が必要であるか、又は移相器２の導波管バリエーションが使用される。概略的な図８は、ファイバーレーザーの共振装置１００に取り付けられる移相器２を示す。これは、リング共振器としての実施形態である。図９は、本発明に従う移相器２の、線形共振器１を有するファイバーレーザーへの実装を概略的に示す。
【００７９】
図１０は、本発明に従う移相器２がリング共振器１を有するファイバーレーザーの自由空間領域へ組み込まれた変形例を概略的に示す。それぞれのファイバーレーザーはドープファイバーレーザーであってもよい。
【００８０】
図１０の素子１１，１５は、光をそれぞれの光ファイバー３５の外へ結合及び中へ結合させるコリメーター・分光器を示す。素子１３０は、共振装置１００からの光、特にレーザー光又はパルスレーザー光を外結合するのに使用されるビームスプリッターである。
【００８１】
本発明に従う共振装置１００のさらなる特別な構成は、偏光ビームスプリッター５０と組み合わされた、ループ３００又はループミラー３００のそれぞれによって得られる。それにより、アッセンブリが入射偏光から独立することが実現される。図１３は自由空間光学系としてこのような装置を示すが、図１２はファイバー光学系として対応する装置を示す。偏光ビームスプリッター５０のポート１８は、レーザー光、特にパルスレーザー光用の入力部として機能する。図１２に示すファイバー光学系では、光は、ポート１８から反射によりコリメーター１６を介してファイバーに結合され、又は透過によりコリメーター１７を介してファイバーの反対側端部に中結合される。これは、偏光に依存して起こる。コリメーター１６，１７は、移相器２が配置されているファイバーを介してループ状に接続されているので、２つの偏光がループを通ってファイバー内を互いに反対方向に循環する。循環後は、２つの偏光はビームスプリッター５０で再び重ね合わされ、透過ではポート１９で又は反射ではポート１８で装置を出る。これは、例えばファイバーの捩れに依存し得る。反射にて使用されるとき、偏光を反映しない（unmirror）ためにはファラデー回転子とさらなる波長板との組み合わせが有効である。
【００８２】
図１３に示す自由空間光学系では、ポート１８は同様に、移相器２を有する自由空間ループへの入力部として機能する。図１３に示すように、ループ構成はミラー６０，７０によって実現されてもよい。図１２に示すファイバーループの機能と同様に、ここでも２つの偏光がループを通って互いに反対方向に進む。それらは、ビームスプリッターにて再び重ね合わされ、透過の場合はポート１９で又は反射の場合はポート１８でλ／４板の設定に依存してアッセンブリをすぐに出る。
【００８３】
本発明の全ての実施形態に対して、前記１又は複数の調整可能な複屈折素子又は偏光素子７，９が色消し波長板として形成されてもよい。これは再び、共振器内を循環するレーザーパルスの群速度への波長板による影響が何もなく、レーザーパルスに関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０が周波数コムの隣接モードの距離とは独立して調整できることを保証する。色消し波長板（chromatic wave plates）によって、波長板を調整するときに群循環時間が変わり得る。
【００８４】
本発明はとりわけ以下の実施形態に及ぶ。
【００８５】
１．
レーザー装置を操作する方法であって、
ａ）レーザーパルス（１０）が共振器（１）内を循環するように、共振器（１）にレーザーパルス（１）を与え、当該レーザーパルス（１０）は搬送波（１２）を有し、
ｂ）前記レーザーパルス（１０）に対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を決定し、当該周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて複数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述でき、ｍは自然数であり、
ｃ）共振器循環当たりの前記レーザーパルス（１０）の前記搬送波（１２）に与えられる幾何学的位相を変更することで前記オフセット周波数ｆ０を変更する、
ステップを有する方法。
【００８６】
２．
前記共振器（１）における前記レーザーパルス（１０）の群循環時間が変えられず、ゆえにｆｒｅｐが変えられない又は著しく変えられないように、前記幾何学的位相の変更が実行されることを特徴とする、実施形態１に記載の方法。
【００８７】
３．
共振器（１）、能動媒質（２４）、及び、当該共振器からのレーザーパルス（１０）を外に結合するための外結合装置（３’）を有する、レーザーパルス（１０）を生成する共振装置において、
前記レーザーパルス（１０）に対応する周波数コムのオフセット周波数ｆ０を決定する測定装置を有し、当該周波数コムは、互いから距離ｆｒｅｐを置いて複数のレーザーモードｆｍを有し、その周波数は方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述でき、ｍは自然数であり、
向きを変えられる少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が前記共振器（１）内に配置され、前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）の向きの変化によって、共振器循環当たりのレーザーパルス（１０）の搬送波（１２）に与えられる幾何学的位相（Δφ）が変更可能であり、それにより当該レーザーパルス（１０）に関連する周波数コムのオフセット周波数ｆ０が変更可能である、ことを特徴とする共振装置。
【００８８】
４．
レーザー放射、特にレーザーパルスを受ける共振器（１）を備えた共振装置において、
共振器循環当たりに光波に、特に前記レーザー放射の搬送波（１２）に与えられる幾何学的位相を変更することで位相循環時間及び群循環時間に異なる遅延を生じさせる、少なくとも１つの調整可能な複屈折素子又は偏光素子（７）が、当該共振器（１）内に配置されており、
前記調整可能な複屈折素子又は偏光素子の設定を変更するとき、レーザー放射、特にレーザーパルス（１０）の循環損失が前記共振器（１）において変えられない又は実質的に変えられない、ことを特徴とする共振装置。
【００８９】
５．
前記複屈折素子（７）の複屈折の向きを変えることで又は前記共振器（１）の光軸（２２）周りに前記複屈折素子又は偏光素子（７）を回転させることで、位相及び／又は群遅延の変更が実現可能である、ことを特徴とする実施形態４に記載の共振装置。
【００９０】
６．
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）における、前記レーザー光、特に前記レーザーパルス（１０）の偏光が、円又は実質的に円である、ことを特徴とする実施形態４又は５に記載の共振装置。
【００９１】
７．
前記共振器（１）が、能動媒質（２４）及び外結合装置（３’）を有し、さらに前記共振器（１）においてモード結合レーザーパルス（１０）を生成するように適合された素子を有する、ことを特徴とする実施形態４〜６のいずれか１つに記載の共振装置。
【００９２】
８．
前記共振器（１）が、周波数ｆｍにより特徴付けられるモードであって、実質的に方程式ｆｍ＝ｍ×ｆｒｅｐ＋ｆ０で記述できる複数のモードを受信するように適合され、ここでｆｒｅｐは隣接モードの距離であり、ｍは自然数であり、
前記共振装置は、周波数領域で共振器モードの位置を絶対的又は相対的に決定する、オフセット周波数ｆ０を決定する測定装置を有し、
前記モードの位置は前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）により変更可能である、ことを特徴とする実施形態４〜７のいずれか１つに記載の共振装置。
【００９３】
９．
前記共振装置は、作動装置に制御信号を送信するように構成された制御装置を有し、前記制御信号は、前記測定装置により決定されるオフセット周波数に依存する、ことを特徴とする実施形態４〜８のいずれか１つに記載の共振装置。
【００９４】
１０．
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）は、π又はπ／２の位相差を有する遅延素子、特に半波長板又は１／４波長板、特に色消し波長板である、ことを特徴とする実施形態４〜９のいずれか１つに記載の共振装置。
【００９５】
１１．
前記少なくとも１つの複屈折素子又は偏光素子（７）が、電気光学効果によって又は機械的圧力によって調整可能であり、前記少なくとも１つの素子（７）が液晶、特に強誘電性液晶を有し、及び／又は前記少なくとも１つの素子（７）が電気光学材料により導波管内で形成される、ことを特徴とする実施形態３〜１０のいずれか１つに記載の共振装置。
【００９６】
１２．
前記幾何学的位相が、高周波数、特に１００ｋＨｚ以上の周波数によって連続的に調整可能及び／又は変調可能である、ことを特徴とする実施形態３〜１１のいずれか１つに記載の共振装置。
【符号の説明】
【００９７】
１  共振器
１１０  レーザーパルス
１２０  搬送波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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