(57)【要約】  コヒーレントレーザービームを結合するためのネストループシステム（１００）は、主発振器の出力を生成し、および、それを、主発振器の出力を分割してそれぞれの分割したビームを位相変調器（１１５または１２５）の異なる１つに別々に結合するために構成された外側ループビームスプリッタ（１１０）に連結するように構成された主発振器（１０５）、レーザービーム（１３４）の１つを放射するために各々が構成された複数のレーザー増幅器（１３０）、それぞれのレーザービームをサンプリングし、それぞれのサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）（１５０、１５５、１６０、１６５、１７０）に連結するために構成された出力ビームスプリッタ（１３５）、結合したビーム（１４４）を、一次ビームとサンプリングした出力ビーム（１４９ａと１４９ｂ）にそれぞれ分割するために構成された出力ビームサンプラー（１４５）、および、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を受け取り、サンプリングした出力ビームの電気信号、すなわち、外側ループ検出器信号を、処理装置に送信するように構成された外側ループ検出器（１５０）を含む。サンプリングした出力ビーム（１３９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）を介して、各々がレーザー増幅器（１３０）の１つと対になった複数の内側ループ位相変調器（１２５）に連結される。それぞれのレーザー増幅器（１３０）に関して、内側フィードバックループモジュール（２１０）は、外側ループ検出器信号（１５４）と、前記それぞれのレーザー増幅器（１３０）に関連するサンプリングした出力ビーム（１３９ｂ）とを用いて個別の内側ループフィードバック信号（１７４）を生成するように、および、それぞれの内側ループフィードバック信号（１７４）を、内側ループ位相変調器（１２５）と対になった前記それぞれのレーザー増幅器（１３０）と連結するように構成される。【選択図】図１
2016502269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントレーザービームを結合するためのネストループシステムであって、
それぞれがレーザービームの１つを放射するために構成された複数のレーザー増幅器であって、それぞれのレーザービームが出力ビームスプリッタに連結される、複数のレーザー増幅器、
それぞれのレーザービームを一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームに分割するために、および、それぞれのサンプリングしたレーザービームを内側フィードバックループモジュールに結合するために構成された出力ビームスプリッタであって、一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームの両方がレーザーの異なる１つに関連付けられ、それぞれの一次レーザービームがビーム結合器光学系に連結する、出力ビームスプリッタ、
一次レーザービームを結合して結合ビームとするために、および、結合したビームを出力ビームサンプラーに連結するために構成されたビーム結合器光学系、
結合したビームを一次出力ビームとサンプリングした出力ビームに分割するために、および、サンプリングした出力ビームを内側フィードバックループモジュールに連結するために構成された、出力ビームサンプラー、
複数の内側ループ位相変調器であって、それぞれの内側ループ位相変調器が複数のレーザー増幅器の異なる１つと対になって連結される、複数の内側ループ位相変調器、および、
内側フィードバックループモジュールであって、それぞれのレーザー増幅器について、内側フィードバックループモジュールは、レーザー増幅器と関連するサンプリングした出力ビームとサンプリングしたレーザービームを用いることで、異なる内側ループフィードバック信号を生成し、および、その内側ループフィードバック信号をレーザー増幅器に関連する内側ループ位相変調器に連結するように構成され、ならびに、それぞれの内側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する内側ループフィードバック信号から展開された入力ビームを用いて、関連するレーザー増幅器の位相を調整する、内側フィードバックループモジュール、
を含む、ネストループシステム。
【請求項２】
それぞれが複数の内側ループビームスプリッタの異なる１つにビームを出力するために構成された複数の外側ループ位相変調器、
関連する外側ループ位相変調器から出力されたビームを分割するために、および、分割したビームを、少なくとも２つの内側ループ位相変調器を含む下位ネスト内のそれぞれの内側ループ位相変調器に別々に連結するために構成された複数の内側ループビームスプリッタであって、分割されたビームは、関連するレーザー増幅器の位相を調整するために、関連する内側ループフィードバック信号を含むそれぞれの内側ループ位相変調器によって用いられる主発振器のビームに関連する入力ビームである、複数の内側ループビームスプリッタ、および、
外側フィードバックループモジュールであって、それぞれの外側ループ位相変調器について、外側フィードバックループモジュールは、別々の外側ループフィードバック信号を生成するために、および、外側ループフィードバック信号を外側ループ位相変調器と連結するために構成され、それぞれの外側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する外側ループフィードバック信号から展開された別のビームを用いて、出力されたビームの位相を調整する、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項３】
外側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を外側ループ処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、および、
検知したサンプリングされた出力ビームを表す外側ループ検出器からの信号を処理するために、および、関連する外側ループフィードバック信号を出力するために構成された外側ループ処理装置、
を含む、請求項２に記載のネストループシステム。
【請求項４】
主発振器のビームを生成するために、および、主発振器のビームを外側ループビームスプリッタに連結するために構成された主発振器、および、
主発振器のビームを分割するために、および、それぞれの分割したビームを外側ループ位相変調器の異なる１つに別々に連結するために構成された外側ループビームスプリッタ、
をさらに含む、請求項２に記載のネストループシステム。
【請求項５】
個々のレーザー増幅器の位相は、ヘテロダイン手法、同期マルチティザー（ＬＯＣＳＥＴ）方法、および、確率的並列勾配降下（ＳＰＧＤ）方法からなる群から選択された１つ以上の技術を用いて同期される、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項６】
さらなるレベルのネストをさらに含む、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項７】
内側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を複数の同期処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、
受け取ったサンプリングされた出力ビームの電子表示を処理するように、および、処理した信号を複数の診断用位相調整器の関連する１つに電子的に連結するように、各々が構成された複数の同期処理装置、
関連する同期処理装置から受け取った処理された信号に応答して受け取るそれぞれのサンプリングされたレーザービームの位相を調整するように、各々が構成された複数の診断用位相調整器、
関連する同期処理装置からの位相調整したビームを検出するように各々が構成された複数の内側ループ検出器、および、
検出した位相調整したビームを示す関連する内側ループ検出器からの信号を処理するように、および、関連する内側ループフィードバック信号を出力するように、各々が構成された複数の内側ループ処理装置、
を含む、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項８】
主発振器のビームを生成するために、および、主発振器のビームを外側ループビームスプリッタに連結するために構成された主発振器、および、
主発振器のビームを分割するために、および、それぞれの分割したビームを内側ループ位相変調器の異なる１つに別々に連結するために構成された外側ループビームスプリッタ、
をさらに含む、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項９】
コヒーレントレーザービームを結合するためのネストループシステムであって、
それぞれがレーザービームの１つを放射するために構成された複数のレーザー増幅器であって、それぞれのレーザービームが出力ビームスプリッタに連結される、複数のレーザー増幅器、
それぞれのレーザービームを一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームに分割するために、および、それぞれのサンプリングしたレーザービームを内側フィードバックループモジュールに結合するために構成された出力ビームスプリッタであって、一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームの両方がレーザーの異なる１つに関連付けられ、一次レーザービームがビーム結合器光学系に連結する、出力ビームスプリッタ、
結合したビームを一次出力ビームとサンプリングした出力ビームに分割するために、および、サンプリングした出力ビームを内側フィードバックループモジュールに連結するために構成された、出力ビームサンプラー、
複数の内側ループ位相変調器であって、それぞれの内側ループ位相変調器が複数のレーザー増幅器の異なる１つと対になって連結される、複数の内側ループ位相変調器、および、
内側フィードバックループモジュールであって、それぞれのレーザー増幅器について、内側フィードバックループモジュールは、レーザー増幅器と関連するサンプリングした出力ビームとサンプリングしたレーザービームを用いることで、異なる内側ループフィードバック信号を生成し、その内側ループフィードバック信号をレーザー増幅器に関連する内側ループ位相変調器に連結するように構成され、ならびに、それぞれの内側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する内側ループフィードバック信号から展開された入力ビームを用いて、関連するレーザー増幅器の位相を調整する、内側フィードバックループモジュール、
を含む、ネストループシステム。
【請求項１０】
それぞれが複数の内側ループビームスプリッタの異なる１つにビームを出力するために構成された複数の外側ループ位相変調器、
関連する外側ループ位相変調器から出力されたビームを分割するために、および、分割したビームを、少なくとも２つの内側ループ位相変調器を含む下位ネスト内のそれぞれの内側ループ位相変調器に別々に連結するために構成された複数の内側ループビームスプリッタであって、分割されたビームは、関連するレーザー増幅器の位相を調整するために、関連する内側ループフィードバック信号を含むそれぞれの内側ループ位相変調器によって用いられる主発振器のビームに関連する入力ビームである、複数の内側ループビームスプリッタ、および、
外側フィードバックループモジュールであって、それぞれの外側ループ位相変調器について、外側フィードバックループモジュールは、別々の外側ループフィードバック信号を生成するために、および、外側ループフィードバック信号を外側ループ位相変調器と連結するために構成され、それぞれの外側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する外側ループフィードバック信号から展開された別のビームを用いて、出力されたビームの位相を調整する、請求項９に記載のネストループシステム。
【請求項１１】
外側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を外側ループ処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、および、
検知したサンプリングされた出力ビームを表す外側ループ検出器からの信号を処理するために、および、関連する外側ループフィードバック信号を出力するために構成された外側ループ処理装置、
を含む、請求項１０に記載のネストループシステム。  
【請求項１２】
内側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を複数の同期処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、
受け取ったサンプリングされた出力ビームの電子表示を処理するように、および、処理した信号を複数の診断用位相調整器の関連する１つに電子的に連結するように、各々が構成された複数の同期処理装置、
関連する同期処理装置から受け取った処理された信号に応答して受け取るそれぞれのサンプリングされたレーザービームの位相を調整するように、各々が構成された複数の診断用位相調整器、
関連する同期処理装置からの位相調整したビームを検出するように各々が構成された複数の内側ループ検出器、および、
検出した位相調整したビームを示す関連する内側ループ検出器からの信号を処理するために、および、関連する内側ループフィードバック信号を出力するために、各々が構成された複数の内側ループ処理装置、
を含む、請求項１に記載のネストループシステム。
【請求項１３】
ネストループシステムでコヒーレントレーザービームを結合するための方法であって、
複数のレーザー増幅器のそれぞれによってレーザービームの１つを放射する工程、
それぞれのレーザービームを一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームに分割し、および、それぞれのサンプリングしたレーザービームを内側フィードバックループモジュールに連結する工程であって、一次レーザービームとサンプリングしたレーザービームの両方がレーザーの異なる１つに関連付けられる、工程、
レーザービームを結合して結合ビームとする工程、
結合したビームを一次出力ビームとサンプリングした出力ビームに分割し、および、サンプリングした出力ビームを内側フィードバックループモジュールに連結する工程、
複数の内側ループ位相変調器のそれぞれを複数のレーザー増幅器の異なる１つと対にして連結する工程、および、
それぞれのレーザー増幅器に関連するサンプリングした出力ビームとサンプリングしたレーザービームを用いて、内側フィードバックループモジュール内でそれぞれのレーザー増幅器のために内側ループフィードバック信号を生成し、および、その内側ループフィードバック信号をレーザー増幅器に関連する内側ループ位相変調器に連結する工程であって、それぞれの内側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する内側ループフィードバック信号から展開された入力ビームを用いて、関連するレーザー増幅器の位相を調整する、工程、
を含む、方法。
【請求項１４】
複数の外側ループ位相変調器のそれぞれによって、複数の内側ループビームスプリッタの異なる１つにビームを出力する工程、
複数の内側ループビームスプリッタのそれぞれによって、関連する外側ループ位相変調器から出力されたビームを分割し、および、分割したビームを、少なくとも２つの内側ループ位相変調器を含む関連する下位ネスト内のそれぞれの内側ループ位相変調器に別々に連結する工程であって、分割されたビームは、関連するレーザー増幅器の位相を調整するために、それぞれの内側ループ位相変調器と関連する内側ループフィードバック信号によって用いられる主発振器のビームに関連する入力ビームである、工程、および、
サンプリングされた出力ビームを使用するように構成されたそれぞれの外側ループ位相変調器のための外側フィードバックループモジュールによって、別々の外側ループフィードバック信号を生成し、および、外側ループフィードバック信号を外側ループ位相変調器の第２の入力部と連結する工程であって、それぞれの外側ループ位相変調器は、主発振器のビームおよびその関連する外側ループフィードバック信号から展開された別のビームを用いて、出力されたビームの位相を調整する、工程、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
外側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を外側ループ処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、および、
検知したサンプリングされた出力ビームを表す外側ループ検出器からの信号を処理するために、および、関連する外側ループフィードバック信号を出力するために構成された外側ループ処理装置、
を含む、請求項１４に記載の方法。  
【請求項１６】
主発振器によって主発振器のビームを生成し、および、主発振器のビームを外側ループビームスプリッタに連結する工程、ならびに、
外側ループビームスプリッタによって主発振器のビームを分割し、および、それぞれの分割したビームを外側ループ位相変調器の異なる１つに別々に連結する工程、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
個々のレーザー増幅器の位相は、ヘテロダイン手法、同期マルチティザー（ＬＯＣＳＥＴ）方法、および、確率的並列勾配降下（ＳＰＧＤ）方法からなる群から選択された１つ以上の技術を用いて同期される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
さらなるレベルのネストをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
内側フィードバックループモジュールは、
サンプリングされた出力ビームを受け取るために、および、サンプリングされた出力ビームの電子表示を複数の同期処理装置に伝達するために構成された外側ループ検出器、
受け取ったサンプリングされた出力ビームの電子表示を処理するように、および、処理した信号を複数の診断用位相調整器の関連する１つに電子的に連結するように、各々が構成された複数の同期処理装置、
関連する同期処理装置から受け取った処理された信号に応答して受け取るそれぞれのサンプリングされたレーザービームの位相を調整するように、各々が構成された複数の診断用位相調整器、
関連する同期処理装置からの位相調整したビームを検出するように、各々が構成された複数の内側ループ検出器、および、
検出した位相調整したビームを示す関連する内側ループ検出器からの信号を処理するように、および、関連する内側ループフィードバック信号を出力するように、各々が構成された複数の内側ループ処理装置、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
主発振器によって主発振器のビームを生成し、および、主発振器のビームを外側ループビームスプリッタに連結する工程、ならびに、
外側ループビームスプリッタによって主発振器のビームを分割し、および、それぞれの分割したビームを内側ループ位相変調器の異なる１つに別々に連結する工程、
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数のレーザーチャネルを有するコヒーレントに結合したレーザーアレイは、高出力レーザービームを得るために使用することができるため、興味深い対象である。こうしたコヒーレントレーザービームの組み合わせを得るために使用される２つの一般的な手法がある。第１の手法は、タイル型に配されたビーム結合（ｔｉｌｅｄ  ｂｅａｍ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）であり、第２の手法は充実開口型ビーム結合（ｆｉｌｌｅｄ  ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｂｅａｍ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）である。タイル型に配されたビーム手法では、結合させるレーザーを並べて置き、単一ビームとして共に伝播するように同じ方向に向かせる。一方で、充実開口型のビーム手法では、ビーム分割光学系は、結合したビームが互いの上に位置し、単一ビームとして共に伝播するように、ビームを結合するために逆にして使用される。使用されるタイル型の光学系にかかわらず、隣接する２つのビーム間にデッドスペースが生じないようにビームを一緒に密接に合流させることは不可能であるため、タイル型に配されたビーム手法ではビームの間に間隙ができる。デッドスペースは、ビームが遠方場に伝播した後に達成され得るピーク輝度を下げる。しかしながら、充実開口型の手法では、これらのタイル型の間隙を取り除き、それによってビームのピーク輝度を改善する。
【０００２】
こうしたアレイではすべて、個々のレーザーの位相を同期させるために、レーザーの位相を能動的に制御する手段が必要となる。能動的なレーザー位相制御フィードバック方法は、一般に３つのカテゴリーの１つに分類される：（１）非特許文献１における、Ｊ．  Ａｎｄｅｒｅｇｇ，  Ｓ．  Ｂｒｏｓｎａｎ，  Ｅ．  Ｃｈｅｕｎｇ，  Ｐ．  Ｅｐｐ，  Ｄ．  Ｈａｍｍｏｎｓ，  Ｈ．  Ｋｏｍｉｎｅ，  Ｍ．  Ｗｅｂｅｒ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｗｉｃｋｈａｍ，  “Ｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ  ｆｉｂｅｒ  ａｒｒａｙｓ，”で報告されたようなヘテロダイン、（２）特許文献１、特許文献２、および、特許文献３で報告されたような同期マルチディザー（ＬＯＣＳＥＴ）、ならびに、（３）非特許文献２で報告されるような、一般に登坂（Ｈｉｌｌ  Ｃｌｉｍｂｉｎｇ）と呼ばれる確率的並列勾配降下（Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ  Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｄｅｓｃｅｎｔ  ）（ＳＰＧＤ）。これらの３つの手法は、それらがフィードバックのためにエラー信号を開発する方法において異なる。ヘテロダイン手法はまず、周波数をシフトした基準値をタイル型に配された出力ビームと結合させ、その後、それぞれのタイルについて結果として生じたビート信号の位相を測定する。同期マルチディザー手法では、それぞれのビームを位相の小さなディザーでタグ付けし、単一の検出器が結合した出力ビームを検知する。その後、無線周波数（ＲＦ）混合器を用いて、結合した出力ビームからそれぞれの位相を単離させる。登坂手法では、それぞれのビームの位相をデジタル工程で変化させ、結果として生じた結合したビームの出力を観察することで、結合した遠方場の出力が増減したかどうかを決定する。これらの３つの手法の結果は個々のレーザーの位相を制御するためにフィードバックされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許７，０５８，０９８号
【特許文献２】米国特許７，１８７，４９２号
【特許文献３】米国特許７，２２３，４３３号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｆｉｂｅｒ  Ｌａｓｅｒｓ  ＩＩＩ：  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ａ．  Ｂｒｏｗｎ，  Ｊ．  Ｎｉｌｓｓｏｎ，  Ｄ．  Ｊ．  Ｈａｒｔｅｒ，  ａｎｄ  Ａ．  Ｔｕｎｎｅｒｍａｎｎ，  ｅｄｓ．，  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ  ６１０２，  ６１０２０Ｕ−１  （２００６）
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｖｏｒｏｎｔｓｏｖ  ａｎｄ  Ｖ．  Ｐ．  Ｓｉｖｏｋｏｎ，  “Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ  ｐａｒａｌｌｅｌ−ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｄｅｓｃｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｗａｖｅ−ｆｒｏｎｔ  ｐｈａｓｅ−ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，”  Ｊ．  Ｏｐｔ．  Ｓｏｃ．  Ａｍ．  Ａ  １５，  ２７４５−２７５８  （１９９８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のレーザーチャネルの位相をロックするために、拡大縮小できると同時に、部品の数の少なさを維持してシステムの複雑さを最小限に抑える、位相ロック手法を選択することが必要である。あらゆる位相ロック方法には、それぞれのチャネル数の拡張性に対する独自の限界があり、これが最終的には達成可能な閉ループ制御帯域幅を制限する。大きな閉ループ制御帯域幅を用いて、大量のチャネル数に対する位相制御を一定の縮尺で測定する目的で、グループや下位のネストでレーザーを組織し制御することは有利であることが分かっている。それぞれのグループ内の個々のレーザーは、上に記載された方法の１つを用いてまとめて位相ロックされ、その後、グループはまとめてロックされアレイ全体をロックする。この入れ子式手法は、複数層の入れ子にまで拡張することができる。入れ子の利点は、基礎をなす位相ロック制御方法の閉ループ制御帯域幅を保存するために、任意の１つのグループで経路の数を制限することにより、レーザーアレイ中のチャネル数の拡張性を増大させる手段を提供するということである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面により視覚的な描写が与えられ、これを用いて、様々な代表的な実施形態を完全に記載するとともに、当業者はこれを用いて本明細書に開示された代表的な実施形態とそれらの固有の利点を理解することができる。これらの図面中で類似の参照数字は対応する要素を特定する。
【図１】様々な代表的な実施形態で記載されるような一段式ビーム結合器を含むネストループシステム（ｎｅｓｔｅｄ  ｌｏｏｐ  ｓｙｓｔｅｍ）のブロック図の図面である。
【図２】図１の一部の詳細な図である。
【図３】様々な代表的な実施形態に記載されるような一段式ビーム結合器を含むネストループシステムのブロック図の別の図面である。
【図４】図３の一部の詳細な図である。
【図５】様々な代表的な実施形態に記載されるような一段式結合器を含むネストループシステムにおいてレーザービームを結合する方法のフローチャートである。
【図６】様々な代表的な実施形態に記載されるような一段式結合器を含むネストループシステムにおいてレーザービームを結合する別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
説明目的のために図面で示されているように、および、以下に記載されているように、一段式ビーム結合器を備えたネストループシステムに関して新しい技術が開示されている。タイル型に配されたビームを結合する手法の出力ビーム中の個々のレーザービームは、空間的に分離していることから比較的容易にサンプリングすることができる。一方で、充実開口型ビーム結合手法では、個々のビームはすべて互いに重なり、ゆえに、出力ビーム中で互いを幾何学的に判別不能であることから、これは不可能である。したがって、充実開口型ビーム結合手法を用いて、ネストシステムの出力ビーム中の個々のレーザービームの位相を正確に調整する手段に対するニーズがある。
【０００８】
ビームのグループまたはサブグループの位相をロックするために、その相対的な光位相を乱すことなく、サブグループを含むレーザービームの光学的にサンプリングしたレプリカを生成することが必要である。これは一段式ビームを結合する手法では困難である。というのも、サブグループの光学的なサンプリングの手段は、サンプリングされたビームのレプリカと結合した出力ビームと間で異なるサブグループの要素間の相対的な位相誤差を導入することができるからである。従って、光学的にサンプリングされたレプリカを使用するサブグループの要素の位相をロックするフィードバックシステムは一般に、サンプリングされた光学的なレプリカと結合した出力ビームとの間の位相シフトが共通ではないことから、要素の位相が互いに固定された結合した出力ビームを生じない。それぞれのサブグループの要素間の位相シフトがサンプリングされた光学レプリカと結合した出力ビームの両方で同一になるようにするためのシステムと方法が本明細書で開示されている。
【０００９】
本明細書で開示される代表的な実施形態において、幾何学的な構造、充実開口とタイル型に配された開口の両方を結合する一段式のネストしたループを効率的かつ正確に実行するシステムと方法が本明細書で開示されている。これらの実施形態は、タイル型に配された開口の幾何学形状と同様に、幾何学的に充実開口のコヒーレントビーム結合の文脈でネストループスキームの複数のチャネル数の利点を達成することができる。
【００１０】
任意のネストループ構造について、レーザーの位相を適切に調整するためのフィードバックを供給するためには、少なくとも２段階のおよび可能であればそれよりも複数の検出が必要である。以下の記載では、例示目的で２段階の検出が言及されているが、しかしながら、任意の数の段階がネストされてもよい。ビームのそれぞれのサブセットがまとめてロックされるために、検出器が必要である。これらの検出器は本明細書では内側ループ検出器と呼ばれる。ロックされたサブセット間の位相を検知する検出器も必要である。この検出器は本明細書では外側ループ検出器と呼ばれる。外側ループ検出器からの信号は、ビームのサブセットの位相を一緒に直接ロックするために利用され、すべてのサブセットのすべての個別の要素に関する相対的な位相情報を抽出するために用いられる。この位相情報は、結合されている高出力ビームレーザーの位相に直接的な影響を与えることなく、内側ループ検出器に到達するビームの位相を調整する診断用位相調整器を制御するために使用される。
【００１１】
幾何学的なビーム結合は、結合されているビームの間の経路の長さにおける小さなずれまたは摂動に対して超高感度である。システムは基本的に干渉計であり、ここでは、約数十ナノメーターという光学波長のほんの一部だけの異なるビームの位相対的なパスにおける変化で、コヒーレント結合効率を顕著に低下させるのに十分である。こうした高精度を標準的な光学系を使用して得るのは困難である。そのため、すべての幾何学的なビーム結合光学系のビームの下流で位相の測定を行うことが必要であり、有利である。これは外側ループ検出器を使用して代表的な実施形態で実現される。幾何学的に結合した最終出力ビームは任意の相対的な位相差を検知するためにサンプリングされる。
【００１２】
図１は、様々な代表的な実施形態で記載されるような一段式ビーム結合器を備えたネストループシステム（１００）のブロック図の図面である。説明を容易かつ明瞭にするために、図中の１つまたは少数の類似する要素だけを、それらを特定する数字を用いて表すこともある。システム（１００）は、主発振器（１０５）、外側ループビームスプリッタ（１１０）、複数の外側ループ位相変調器（１１５）、複数の内側ループビームスプリッタ（１２０）、複数の内側ループ位相変調器（１２５）、複数のレーザー増幅器（１３０）、出力ビームスプリッタ（１３５）、ビーム結合器光学系（１４０）、出力ビームサンプラー（１４５）、外側ループ検出器（１５０）、複数の同期処理装置（１５５）、複数の診断用位相調整器（１６０）、複数の内側ループ検出器（１６５）、複数の内側ループ処理装置（１７０）、および、外側ループ処理装置（１７５）を含む。内側ループ位相変調器（１２５）は、複数の下位ネスト（１８５）に分類され、複数の下位ネスト（１８５）はネスト（１８０）に分類される。ビーム結合器光学系（１４０）は、回折性の光学素子、または、１セットのビーム分割またはタイル型配置用の光学系を含むこともある。
【００１３】
図１の代表的な実施形態では、主発振器のビーム（１０９）は、主発振器（１０５）によって生成され、外側ループビームスプリッタ（１１０）によって複数のビームに分割される。分割されたビームのそれぞれは、その後、複数の外側ループ位相変調器（１１５）の１つに別々に移し、外側ループ位相変調器（１１５）は、外側ループ検出器（１５０）と外側ループ処理装置（１７５）を含む外側フィードバックループモジュール（２２０）（図２の破線の輪郭線）から受け取る外側ループフィードバック信号（１７９）に基づいて、受け取るビームの位相を調整する。複数の外側ループ位相変調器（１１５）のそれぞれからの位相調整した信号は、複数の内側ループビームスプリッタ（１２０）の１つに別々に伝達され、内側ループビームスプリッタ（１２０）は、受け取った信号を複数のビームに分割し、ビームは、その関連する下位ネスト（１８５）内の複数の内側ループ位相変調器（１２５）の１つに別々に移される。複数の内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれは、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、（図２で示されるような複数の診断用位相調整器（１６０−１ａ）、（１６０−１ｂ）、（１６０−１ｃ）であり得る）診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）（図２）から受け取った内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、受け取った信号の位相を調整する。第１の内側フィードバックループモジュール（２１０−１）のみが図２に描かれていること、および、当該モジュールが、他の内側フィードバックループモジュール（２１０）および外側ループフィードバックループモジュール（２２０）と、外側ループ検出器（１５０）を共有していることに留意する。内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれからの位相調整した信号は、受け取った信号を各々増幅するレーザー増幅器（１３０）の１つに伝達される。複数のレーザー増幅器（１３０）からの出力信号はそれぞれ、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）に分割される。サンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）の診断用位相調整器（１６０）の１つに向けられる。一次レーザービーム（１３９ａ）はビーム結合器光学系（１４０）に向けられ、ビーム結合器光学系（１４０）は一次レーザービーム（１３９ａ）を結合して１つの結合したビーム（１４４）にする。その後、１つの結合したビーム（１４４）は、出力ビームサンプラー（１４５）によって、受け取ったビームを一次出力ビーム（１４９ａ）とサンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）とに分割することによりサンプリングされる。サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）への入力、および、外側フィードバックループモジュール（２２０）への入力の１つとして、外側ループ検出器（１５０）に向けられる。一次出力ビーム（１４９ａ）はシステムから出力される。
【００１４】
図２は図１の一部の詳細な図である。図２では、図１の同期処理装置（１５５）が第１の同期処理装置（１５５−１）、第２の同期処理装置（１５５−２）、および、第３の同期処理装置（１５５−３）として特定されていることに留意されたい。説明を簡潔にして容易にするために、第２と第３の同期処理装置（１５５−２）、（１５５−３）を伴う部品は図２には描かれていない。しかしながら、第１の同期処理装置（１５５−１）を伴う部品についての議論は、第２と第３の同期処理装置（１５５−２）、（１５５−３）を伴う部品に関する議論を表したものである。同様に、図１に示されるそれぞれの診断用位相調整器（１６０）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｂ）、および、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）として図２で表わされている。
【００１５】
外側ループ検出器（１５０）は１つの信号だけを出力し、その信号は重複する外側ループ検知器信号（１５４）へと分割され、当該信号（１５４）は、第１、第２、および、第３の処理装置（１５５−１）、（１５５−２）、（１５５−３）と、外側ループ処理装置（１７５）に伝達される。他の代表的な実施形態では、複数の同期処理装置（１５５）を１つの同期処理装置（１５５）に取り替えることができる。図２の説明を簡潔かつ容易にするために、外側ループ検出器（１５０）上を除いて連結点は省略している。さらに、説明を簡潔かつ容易にするために、内側フィードバックループモジュール（２１０）と外側フィードバックループモジュール（２２０）は、図１に示さなかったが、図２に示している。
【００１６】
第１の同期処理装置（１５５−１）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）に第１の同期処理装置の信号（１５９−１ａ）を、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）に第２の同期処理装置信号（１５９−１ｂ）を、および、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）に第３の同期処理装置信号（１５９−１ｃ）を出力する。第１の内側ループ検出器（１６５−１）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）から第１の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ａ）を受け取り、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｂ）から第２の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ｂ）を受け取り、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）から第３の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ｃ）を受け取る。その後、第１の内側ループ検出器（１６５−１）は、第１の内側ループ検知器信号（１６９−１）を出力し、この信号は第１の内側ループ処理装置（１７０−１）に伝達され、この装置は上記のようにこうした信号を処理する。第１の内側ループ処理装置（１７０−１）はその後、第１の内側ループフィードバック信号（１７４−１ａ）、第２の内側ループフィードバック信号（１７４−１ｂ）、および、第３の内側ループフィードバック信号（１７４−１ｃ）として、処理された信号を、第１の内側ループ位相変調器（１２５−１ａ）、第２の内側ループ位相変調器（１２５−１ｂ）、および、第３の内側ループ位相変調器（１２５−１ｃ）に、別々に伝達する。
【００１７】
同様に図２では、外側ループ処理装置（１７５）は、外側ループ検知器信号（１５４）を処理し、その信号を処理することで、第１の外側ループフィードバック信号（１７９−１）、第２の外側ループフィードバック信号（１７９−２）、および、第３の外側ループフィードバック信号（１７９−３）を出力し、こうした信号は、第１の外側ループ位相変調器（１１５−１）、第２の外側ループ位相変調器（１１５−２）、および、第３の外側ループ位相変調器（１１５−３）に別々に伝達される。
【００１８】
図１を参照すると、主発振器（１０５）は主発振器の出力部（１０８）を有し、これは、主発振器（１０５）によって生成された主発振器のビーム（１０９）を、外側ループビームスプリッタ（１１０）の外側ループビームスプリッタ入力部（１１１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。外側ループビームスプリッタ（１１０）は、主発振器ビーム（１０９）を複数の外側ループビームスプリッタビーム（１１４）へと分割する。外側ループビームスプリッタ（１１０）は外側ループビームスプリッタ出力部（１１３）を有し、これは、それぞれの外側ループビームスプリッタビーム（１１４）を、複数の外側ループ位相変調器（１１５）の異なる１つの第１の外側ループ位相変調器（１１６）に連結し、こうした連結は、光学的に可能となり得る。それぞれの外側ループ位相変調器（１１５）は、外側ループ処理装置（１７５）から連結した外側ループフィードバック信号（１７９）に基づいて、受け取ったビームの位相を調整し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。それぞれの外側ループ位相変調器（１１５）は外側ループ位相変調器出力部（１１８）を有し、これは、関連する外側ループ位相変調のビーム（１１９）を、内側ループビームスプリッタ（１２０）の異なる１つの内側ループビームスプリッタ（１２１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。複数の内側ループビームスプリッタ（１２０）のそれぞれは、入力部に入射する外側ループ位相を変調したビーム（１１９）を、関連する複数の内側ループビームスプリッタビーム（１２４）へと分割する。複数の内側ループビームスプリッタ（１２０）のそれぞれは、内側ループビームスプリッタ出力部（１２３）を有し、これは、関連する内側ループビームスプリッタビーム（１２４）を、複数の内側ループ位相変調器（１２５）の異なる１つの第１の内側ループ位相変調器の入力部（１２６）に連結し、こうした結合は、光学的に可能となり得る。それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は、関連する内側ループ処理装置（１７０）から連結した内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、受け取ったビームの位相を調整し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。複数の内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれは、内側ループ位相変調器出力部（１２８）を有し、これは、内側ループ位相変調したビーム（１２９）を、複数のレーザー増幅器（１３０）の異なる１つのレーザー増幅器の入力部（１３１）に連結し、こうした連結は、光学的に可能となり得る。それぞれのレーザー増幅器（１３０）は、受け取ったビームを増幅することでレーザービーム（１３４）を生成する。
【００１９】
それぞれのレーザー増幅器（１３０）はレーザー増幅器出力部（１３３）を有し、これは、レーザービーム（１３４）を出力ビームスプリッタ（１３５）に連結し、スプリッタ（１３５）は、それぞれの入射するレーザービーム（１３４）を、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）に分割し、こうした連結は、光学的に可能となり得る。それぞれの一次レーザービーム（１３９ａ）は、ビーム結合器光学系（１４０）に連結し、これは一次レーザービーム（１３９ａ）を結合して結合ビーム（１４４）とし、結合したビーム（１４４）を出力ビームサンプラー（１４５）に連結し、こうした連結は光学上可能にとなり得る。出力ビームサンプラー（１４５）は、結合したビーム（１４４）を、システム（１００）の出力である一次出力ビーム（１４９ａ）と、内側フィードバックループモジュール（２１０）で使用されるサンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）とに分割し、こうした連結は光学的に可能となり得る。
【００２０】
出力ビームサンプラー（１４５）は、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）を、外側ループ検出器（１５０）の外側ループ検出器入力部（１５１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。それぞれのサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）は、診断用位相調整器（１６０）に連結され、こうした連結は光学的に可能となり得る。外側ループ検出器（１５０）は複数の外側ループ検出器出力部（１５３）を有し、これは、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）内に含まれる電力を代表する外側ループ検知器信号（１５４）を、外側ループ処理装置（１７５）の外側ループ処理装置入力部（１７６）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり、その複数の出力部はそれぞれ、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）の代表的なものである外側ループ検知器信号（１５４）を、複数の同期処理装置（１５５）の１つの同期処理装置の入力部（１５６）に別々に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。それぞれの同期処理装置（１５５）は、受け取った信号を処理して、位相を同期させるべく個々のレーザービーム（１３４）の位相を能動的に変化させるために選ばれた方法に従って、複数の同期処理装置信号（１５９）を生成する。複数の同期処理装置（１５５）のそれぞれは、同期処理装置の出力部（１５８）を有し、これは、同期処理装置の信号（１５９）を、診断用位相調整器（１６０）の診断用位相調整器の入力部（１６１）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。
診断用位相調整器（１６０）のそれぞれは、関連の入射するレーザービーム（１３９ｂ）の位相を調整し、診断用位相調整器のビーム（１６４）として、調整されたサンプリングされたレーザービーム（１３９）を、関連する内側ループ検出器（１６５）の内側ループ検出器の入力部（１６６）に伝達する。この伝達は光学的に生じ得る。それぞれの内側ループ検出器（１６５）は、入力部における診断用位相調整器のビーム（１６４）を内側ループ検知器信号（１６９）に変換する。複数の内側ループ検出器（１６５）のそれぞれは、内側ループ検出器出力部（１６８）を有し、これは、関連する内側ループ検知器信号（１６９）を、内側ループ処理装置（１７０）の内側ループ処理装置の入力部（１７１）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。それぞれの内側ループ処理装置（１７０）は受け取った信号を処理して、位相を同期させるべくレーザーの位相を能動的に変化させるために選ばれた方法に従って、内側ループフィードバック信号（１７４）を生成する。
【００２１】
上に開示されるように、複数の内側ループ処理装置（１７０）のそれぞれは、内側ループ処理装置の出力部（１７３）を有し、これは、内側ループフィードバック信号（１７４）を、その関連する内側ループ位相変調器（１２５）の第２の内側ループ位相変調器の入力部（１２７）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。第２の内側ループ位相変調器入力部（１２７）は電子的な内側ループ位相変調器入力部（１２７）とも呼ばれ、第１の内側ループ位相変調器入力部（１２６）は光学的な内側ループ位相変調器入力部（１２６）とも呼ばれる。内側ループ位相変調器（１２５）は、内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、内側ループ位相変調したビーム（１２９）の位相を調整する。同様に、上に開示されるように、外側ループ処理装置（１７５）は、外側ループ処理装置の出力部（１７８）を有し、これは、外側ループフィードバック信号（１７９）を、第２の外側ループ位相変調器の入力部（１１７）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。第２の外側ループ位相変調器の入力部（１１７）は、電子的な外側ループ位相変調器入力部（１１７）とも呼ばれ、第１の外側ループ位相変調器の入力部（１１６）は電子的な外側ループ位相変調器入力部（１１６）とも呼ばれる。外側ループ位相変調器（１１５）は、外側ループフィードバック信号（１７９）に基づいて、外側ループ位相変調のビーム（１１９）の位相を調整する。
【００２２】
一般に、レーザー結合器システムでは、自然発生する動的位相の変動により、高出力レーザーの位相を調整するために、フィードバック信号のための数キロヘルツの閉ループ帯域幅が必要とされる。閉ループフィードバックに必要な帯域幅は、実際のシステムで組み合わせることができる経路の数を制限する設計上の制約の１つになりかねない。診断用位相調整器を調整するのに必要な帯域幅は、高出力の位相を直接制御するのに必要な帯域幅よりも著しく小さいことが予想される。これは、出力ビームスプリッタ（１３５）とビーム結合器光学系（１４０）の間で、または、出力ビームスプリッタ（１３５）と内側ループ検出器（１６５）との間で課される非共通経路の位相誤差が、静的であるか、あるいは、非常にゆっくりと変化する（例えば、巨視的な光学アライメント（ｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｏｐｔｉｃｓ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）における熱ドリフトによる）からである。スケーリングしたレーザーの数と位相ロックの閉ループの帯域幅は逆の関係にある。アレイのレーザーの数が２倍になると、他のものはすべて等しくなり、閉ループ帯域幅は半分に減る。したがって、有効なフィードバック制御を保証するためには、レーザー増幅器（１３０）のそれぞれのサブセットから検知器の信号と外側ループ検出器（１５０）に、限られた数の要素だけを個々に制御させることが有利である。診断用位相調整器（１６０）は、内側ループ検出器（１６５）に到達する低出力ビームのサンプルの位相を制御するために、外側ループ検知器の信号（１５４）を使用することができる。この制御がレーザーチャネルのすべてに渡っているあいだは、それによって上に記載されるような帯域幅の要件を著しく減らし、ゆえに、非常に大きなチャネル数にまで拡大することが可能となる。
【００２３】
図３は、様々な代表的な実施形態に記載されるような一段式ビーム結合器を含むネストループシステム（１００）のブロック図の別の図面である。説明を容易にして明瞭にするために、図中の１つだけのまたは少数の類似する要素が、その特定する数字を用いて注目されてもよい。システム（１００）は、主発振器（１０５）、外側ループビームスプリッタ（１１０）、複数の内側ループ位相変調器（１２５）、複数のレーザー増幅器（１３０）、出力ビームスプリッタ（１３５）、ビーム結合器光学系（１４０）、出力ビームサンプラー（１４５）、外側ループ検出器（１５０）、複数の同期処理装置（１５５）、複数の診断用位相調整器（１６０）、複数の内側ループ検出器（１６５）、および、複数の内側ループ処理装置（１７０）を含む。内側ループ位相変調器（１２５）は複数の下位ネスト（１８５）に分類され、複数の下位ネスト（１８５）はネスト（１８０）に分類される。ビーム結合器光学系（１４０）は、回折光学素子、あるいは、１セットのビーム分割またはタイル型配置用の光学系を含むこともある。
【００２４】
図３の代表的な実施形態では、主発振器ビーム（１０９）は、主発振器（１０５）によって生成され、外側ループビームスプリッタ（１１０）によって複数のビームに分割される。その後、分割されたビームのそれぞれは、その関連する下位ネスト（１８５）内の複数の内側ループ位相変調器（１２５）の１つに別々に伝達される。複数の内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれは、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、図４に示されるような複数の診断用位相調整器（１６０−１ａ）、（１６０−１ｂ）、（１６０−１ｃ）であり得る診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）（図４）から受け取った内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、受け取るビームの位相を調整する。第１の内側フィードバックループモジュール（２１０−１）のみが図２に示されており、当該モジュールは他の内側フィードバックループモジュール（２１０）および外側ループフィードバックループモジュール（２２０）と、外側ループ検出器（１５０）を共有していることに留意する。内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれからの位相調整した信号は、受け取った信号をそれぞれが増幅するレーザー増幅器（１３０）の１つに伝達される。複数のレーザー増幅器（１３０）からの出力信号はそれぞれ、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）とに分割される。サンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）の診断用位相調整器（１６０）の１つに向けられる。一次レーザービーム（１３９ａ）はビーム結合器光学系（１４０）に向けられ、これは当該レーザービームを結合して１つの結合したビーム（１４４）にする。１つの結合したビーム（１４４）は、受け取ったビームを、一次出力ビーム（１４９ａ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）とに分割することによって、出力ビームサンプラー（１４５）によってサンプリングされる。サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）に対する入力の１つとして、外側ループ検出器（１５０）に向けられる。一次出力ビーム（１４９ａ）はシステムから出力される。
【００２５】
図４は図３の一部についての詳細な図である。図４では、図３の同期処理装置（１５５）は、第１の同期処理装置（１５５−１）、第２の同期処理装置（１５５−２）、および、第３の同期処理装置（１５５−３）として特定されていることに留意する。説明を明瞭にして容易にするために、第２の第３の同期処理装置（１５５−２）（１５５−３）を伴う部品は図４には示されていない。しかしながら、第１の同期処理装置（１５５−１）を伴う部品についての議論は、第２と第３の同期処理装置（１５５−２）（１５５−３）のそれを代表したものである。同様に、図３に示されるそれぞれの診断用位相調整器（１６０）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｂ）、および、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）として、図４に表わされている。図４の説明を明瞭にして容易にするために、連結点は、外側ループ検出器（１５０）上のものを除いて省略されている。
【００２６】
第１の同期処理装置（１５５−１）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）に第１の同期処理装置の信号（１５９−１ａ）を出力し、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｂ）に第２の同期処理装置の信号（１５９−１ｂ）を出力し、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）に第３の同期処理装置（１５９−１ｃ）を出力する。第１の内側ループ検出器（１６５−１）は、第１の診断用位相調整器（１６０−１ａ）から第１の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ａ）を受け取り、第２の診断用位相調整器（１６０−１ｂ）から第２の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ｂ）を受け取り、および、第３の診断用位相調整器（１６０−１ｃ）から第３の診断用位相調整器のビーム（１６４−１ｃ）を受け取る。その後、第１の内側ループ検出器（１６５−１）は、第１の内側ループ検知器信号（１６９−１）を出力し、当該信号は第１の内側ループ処理装置（１７０−１）に伝達され、当該処理装置は上に記載されているようにこうした信号を処理する。第１の内側ループ処理装置（１７０−１）はその後、第１の内側ループフィードバック信号（１７４−１ａ）、第２の内側ループフィードバック信号（１７４−１ｂ）、および、第３の内側ループフィードバック信号（１７４−１ｃ）として、第１の内側ループ位相変調器（１２５−１ａ）、第２の内側ループ位相変調器（１２５−１ｂ）、および、第３の内側ループ位相変調器（１２５−１ｃ）に対して、こうした処理された信号を別々に伝達する。
【００２７】
図３を参照すると、主発振器（１０５）は主発振器の出力部（１０８）を有し、これは、主発振器（１０５）によって生成された主発振器ビーム（１０９）を、外側ループビームスプリッタ（１１０）の外側ループビームスプリッタの入力部（１１１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。外側ループビームスプリッタ（１１０）は、主発振器のビーム（１０９）を、複数の外側ループビームスプリッタビーム（１１４）に分割する。外側ループビームスプリッタ（１１０）は外側ループビームスプリッタの出力部（１１３）を有し、これは、それぞれの外側ループビームスプリッタビーム（１１４）を、複数の内側ループ位相変調器（１２５）の異なる１つの第１の内側ループ位相変調器の入力部（１２６）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は、関連する内側ループ処理装置（１７０）からの連結した内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、受け取ったビームの位相を調整し、こうした連結は、電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。複数の内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれは内側ループ位相変調器出力部（１２８）を有し、これは、内側ループ位相変調のビーム（１２９）を、複数のレーザー増幅器（１３０）の異なる１つのレーザー増幅器の入力部（１３１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。それぞれのレーザー増幅器（１３０）は、受け取ったビームを増幅することにより、レーザービーム（１３４）を生成する。
【００２８】
それぞれのレーザー増幅器（１３０）はレーザー増幅器出力部（１３３）を有し、これは、レーザービーム（１３４）を出力ビームスプリッタ（１３５）に連結し、当該スプリッタは、それぞれの入射するレーザービーム（１３４）を、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）に分割し、こうした連結は光学的に可能となり得る。それぞれの一次レーザービーム（１３９ａ）はビーム結合器光学系（１４０）に連結され、当該光学系は、一次レーザービーム（１３９ａ）を結合して結合ビーム（１４４）とし、結合したビーム（１４４）を出力ビームサンプラー（１４５）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。出力ビームサンプラー（１４５）は、結合したビーム（１４４）を、システム（１００）の出力である一次出力ビーム（１４９ａ）と、内側フィードバックループモジュール（２１０）で使用されるサンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）とに分割し、こうした連結は光学的に可能となり得る。
【００２９】
出力ビームサンプラー（１４５）は、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）を、電子（１５０）の外側ループ検出器入力部（１５１）に連結し、こうした連結は光学的に可能となり得る。それぞれのサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）は診断用位相調整器（１６０）に連結され、こうした連結は光学的に可能となり得る。外側ループ検出器（１５０）は複数の外側ループ検出器出力部（１５３）を有し、これは、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）に含まれる出力の代表的なものである外側ループ検知器信号（１５４）を、外側ループ処理装置（１７５）の外側ループ処理装置の入力部（１７６）に連結し、こうした連結は、電子的にまたは他の適切な手段によって可能であり、および、当該出力部（１５３）の多くはそれぞれ、サンプリングされた出力ビーム（１４９ｂ）の代表的なものである外側ループ検知器信号（１５４）を、複数の同期処理装置（１５５）の１つの同期処理装置の入力部（１５６）に別々に連結し、こうした連結は、電子的にまたは他の適切な手段によって可能となり得る。それぞれの同期処理装置（１５５）は受け取った信号を処理して、位相を同期させるべく個々のレーザービーム（１３４）の位相を能動的に変化させるために選ばれた方法に従って、一連の複数の同期処理装置信号（１５９）を生成する。複数の同期処理装置（１５５）のそれぞれは同期処理装置出力部（１５８）を有し、これは、同期処理装置の信号（１５９）を、診断用位相調整器（１６０）の診断用位相調整器の入力部（１６１）に連結し、こうした連結は、電子的にまたは他の適切な手段によって可能となり得る。診断用位相調整器（１６０）のそれぞれは、関連した入射するサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）の位相を調整し、および、診断用位相調整器のビーム（１６４）として調整されたサンプリングされたレーザービーム（１３９ｂ）を、その関連する内側ループ検出器（１６５）の内側ループ検出器の入力部（１６６）へと伝達する。この伝達は光学的に生じ得る。それぞれの内側ループ検出器（１６５）は、入力部における診断用位相調整器のビーム（１６４）を内側ループ検知器信号（１６９）に変換する。複数の内側ループ検出器（１６５）のそれぞれは、内側ループ検出器出力部（１６８）を有し、これは、関連する内側ループ検知器信号（１６９）を、内側ループ処理装置（１７０）の内側ループ処理装置の入力部（１７１）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。それぞれの内側ループ処理装置（１７０）は受け取った信号を処理して、位相を同期させるべくレーザーの位相を能動的に変化させるために選ばれた方法に従って、内側ループフィードバック信号（１７４）を生成する。
【００３０】
上に開示されるように、複数の内側ループ処理装置（１７０）のそれぞれは、内側ループ処理装置の出力部（１７３）を有し、これは、内側ループフィードバック信号（１７４）を、その関連する内側ループ位相変調器（１２５）の第２の内側ループ位相変調器の入力部（１２７）に連結し、こうした連結は電子的にまたは他の適切な手段によって可能になり得る。第２の内側ループ位相変調器入力部（１２７）は電子的な内側ループ位相変調器入力部（１２７）とも呼ばれ、第１の内側ループ位相変調器入力部（１２６）は光学的な内側ループ位相変調器入力部（１２６）とも呼ばれる。内側ループ位相変調器（１２５）は、内側ループフィードバック信号（１７４）に基づいて、内側ループ位相変調したビーム（１２９）の位相を調整する。
【００３１】
図５は、様々な代表的な実施形態に述べられているような一段式結合器（１４０）と、ネストループシステム（１００）のレーザービーム（１３４）を結合するための方法（５００）のフローチャートである。図５のブロック（５０５）では、主発振器のビーム（１０９）が生成される。主発振器（１０５）によって主発振器のビーム（１０９）を生成することができる。ブロック（５０５）はその後、ブロック（５１０）に制御を移す。
【００３２】
ブロック（５１０）では、主発振器のビーム（１０９）は、外側ループビームスプリッタ（１１４）など複数の第１の分離したビーム（１１４）に分割され、こうした分割は外側ループビームスプリッタ（１１０）によって行うことができる。ブロック（５１０）はその後、ブロック（５１５）に制御を移す。
【００３３】
ブロック（５１５）では、第１の分割されたビーム（１１４）のそれぞれの位相は、外側ループ検出器（１５０）と外側ループ処理装置（１７５）を含む外側フィードバックループモジュール（２２０）から受け取った外側ループフィードバック信号（１７９）でありうる、第２のフィードバック信号（１７９）に基づいて、それぞれ調整される。位相の調整は複数の外側ループ位相変調器（１１５）によって行うことができ、これによって、複数の第１の位相調整したビーム（１１９）がもたらされ、これは外側ループの位相変調したビーム（１１９）でありうる。ブロック（５１５）はその後、ブロック（５２０）に制御を移す。
【００３４】
ブロック（５２０）では、ブロック（５１５）の作用に由来する位相変調したビームは、内側ループビームスプリッタのビーム（１２４）などの複数の第２の分割したビーム（１２４）に別々に分割され、こうした分割は内側ループビームスプリッタ（１２０）によって行なうことができる。ブロック（５２０）はその後、ブロック（５２５）に制御を移す。
【００３５】
ブロック（５２５）では、ブロック（５２０）の作用に由来する第２の分割ビーム（１２４）のそれぞれの位相は、複数の第１のフィードバック信号（１７４）の１つに基づいて別々に調整され、この信号は、出力ビームスプリッタ（１３５）、出力ビームサンプラー）１４５）、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）から受け取った内側ループフィードバック信号（１７４）でありうる。位相の調整は複数の内側ループ位相変調器（１２５）によって行うことができ、これによって、複数の第２の位相調整したビーム（１２９）がもたらされ、これは内側ループの位相変調したビーム（１２９）でありうる。ブロック（５２５）はその後、ブロック（５３０）に制御を移す。
【００３６】
ブロック（５３０）では、個々のレーザービーム（１３４）がそれぞれ増幅される。この増幅はレーザー増幅器（１３０）によって行なうことができる。ブロック（５３０）はその後、ブロック（５３５）に制御を移す。
【００３７】
ブロック（５３５）では、増幅した個々のレーザービーム（１３４）を、サンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）と一次レーザービーム（１３９ａ）にそれぞれを分割することによって、サンプリングする。サンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）の診断用位相調整器（１６０）の１つに向けることができる。ブロック（５３５）はその後、ブロック（５４０）に制御を移す。
【００３８】
ブロック（５４０）では、一次レーザービーム（１３９ａ）が結合され、この結合はビーム結合器光学系（１４０）によって行なうことができ、結合したビーム（１４４）がもたらされる。ブロック（５４０）はその後、ブロック（５４５）に制御を移す。
【００３９】
ブロック（５４５）では、ブロック（５４０）の作用に由来する結合したビーム（１４４）を、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）と一次出力ビーム（１４９ａ）に分割することにより、サンプリングする。その後、ブロック（５４５）は、一次出力ビーム（１４９ａ）をブロック（５５０）に伝達し、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）をブロック（５５５および５６０）に別々に伝達する。
【００４０】
ブロック（５５０）では、一次出力ビーム（１４９ａ）はシステムから出力される。
【００４１】
ブロック（５５５）では、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を適切に処理することで、第２のフィードバック信号（１７９）が、外側ループ検出器（１５０）と外側ループ処理装置（１７５）を含む外側フィードバックループモジュール（２２０）で生成される。その後、ブロック（５５５）は、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）の代表的なものである第２のフィードバック信号（１７９）を、ブロック（５１５）に伝達する。
【００４２】
ブロック（５６０）では、個々のサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を適切に処理することによって、第１のフィードバック信号（１７４）が生成される。この処理は、出力ビームスプリッタ（１３５）、出力ビームサンプラー（１４５）、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）によって行なうことができる。その後、ブロック（５５５）は、個々のサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）の代表的なものである第１のフィードバック信号（１７４）を、ブロック（５２５）に伝達する。
【００４３】
図６は、様々な代表的な実施形態に述べられているような一段式結合器（１４０）をネストループシステム（１００）のレーザービーム（１３４）と結合するための別の方法（６００）のフローチャートである。図６のブロック（６０５）では、主発振器のビーム（１０９）が生成される。主発振器（１０５）によって主発振器のビーム（１０９）を生成することができる。ブロック（６０５）はその後、ブロック（６１０）に制御を移す。
【００４４】
ブロック（６１０）では、主発振器のビーム（１０９）は、外側ループビームスプリッタのビーム（１１４）などの複数の第１の分割したビーム（１１４）に分割され、こうした分割は外側ループビームスプリッタ（１１０）によって行なうことができる。ブロック（６１０）はその後、ブロック（６２５）に制御を移す。
【００４５】
ブロック（６２５）では、ブロック（６１０）の作用に由来する第１の分割したビーム（１１４）のそれぞれの位相は、複数の第１のフィードバック信号（１７４）の１つに基づいて調整され、この信号は、出力ビームスプリッタ（１３５）、出力ビームサンプラー（１４５）、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）から受け取った内側ループフィードバック信号（１７４）でありうる。位相の調整は複数の内側ループ位相変調器（１２５）によって行うことができ、これによって、複数の第２の位相調整したビーム（１２９）がもたらされ、これは内側ループの位相変調したビーム（１２９）でありうる。ブロック（６２５）はその後、ブロック（６３０）に制御を移す。
【００４６】
ブロック（６３０）では、個々のレーザービーム（１３４）がそれぞれ増幅される。この増幅はレーザー増幅器（１３０）によって行なうことができる。ブロック（６３０）はその後、ブロック（６３５）に制御を移す。
【００４７】
ブロック（６３５）では、増幅させた個々のレーザービーム（１３４）を、それぞれ、サンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）と一次レーザービーム（１３９ａ）に分割することによって、サンプリングする。サンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）は、内側フィードバックループモジュール（２１０）の診断用位相調整器（１６０）のうちの１つに向けることができる。ブロック（６３５）はその後、ブロック（６４０）に制御を移す。
【００４８】
ブロック（６４０）では、一次レーザービーム（１３９ａ）を結合し、この結合はビーム結合器光学系（１４０）によって行なうことができ、その結果、結合したビーム（１４４）が生成される。ブロック（６４０）はその後、ブロック（６４５）に制御を移す。
【００４９】
ブロック（６４５）では、ブロック（６４０）の作用に由来する結合したビーム（１４４）を、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）と一次出力ビーム（１４９ａ）に分割することによってサンプリングする。その後、ブロック（６４５）は、一次出力ビーム（１４９ａ）をブロック（６５０）に、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）をブロック（６６０）に伝達する。
【００５０】
ブロック（６５０）では、一次出力ビーム（１４９ａ）はシステムから出力される。
【００５１】
ブロック（６６０）では、個々のサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を適切に処理することによって、第１のフィードバック信号（１７４）が生成される。この処理は、出力ビームスプリッタ（１３５）、出力ビームサンプラー（１４５）、外側ループ検出器（１５０）、同期処理装置（１５５）の１つ、診断用位相調整器（１６０）の１つ、内側ループ検出器（１６５）の１つ、および、内側ループ処理装置（１７０）の１つを含む内側フィードバックループモジュール（２１０）によって行なうことができる。その後、ブロック（６５５）は、個々のサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）の代表的なものである第１のフィードバック信号（１７４）を、ブロック（６２５）に伝達する。
【００５２】
実施形態１は、コヒーレントレーザービーム（１３４）を結合するためのネストループシステム（１００）を対象としている。システム（１００）は、それぞれがレーザービーム（１３４）の１つを放射するために構成された複数のレーザー増幅器（１３０）、それぞれのレーザービーム（１３４）を一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）に分割するために、および、それぞれのサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に結合するために構成された出力ビームスプリッタ（１３５）であって、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）の両方がレーザー（１３０）の異なる１つに関連付けられる、出力ビームスプリッタ（１３５）、一次レーザービーム（１３９ａ）を結合して結合ビーム（１４４）とするために、および、結合したビーム（１４４）を出力ビームサンプラー（１４５）に連結するために構成されたビーム結合器光学系（１４０）であって、出力ビームサンプラー（１４５）が結合したビーム（１４４）を一次出力ビーム（１４９ａ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）に分割するために、および、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に連結するために構成された、ビーム結合器光学系（１４０）、複数の内側ループ位相変調器（１２５）、ならびに、内側フィードバックループモジュール（２１０）を含んでいる。それぞれのレーザービーム（１３４）は出力ビームスプリッタ（１３５）に連結され、それぞれの一次レーザービーム（１３９ａ）はビーム結合器光学系（１４０）に連結され、それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は複数のレーザー増幅器（１３０）の異なる１つと対になって連結され、それぞれのレーザー増幅器（１３０）について、内側フィードバックループモジュール（２１０）は、レーザー増幅器（１３０）と関連するサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を用いることで、異なる内側ループフィードバック信号（１７４）を生成し、その内側ループフィードバック信号（１７４）をレーザー増幅器（１３０）に関連する内側ループ位相変調器（１２５）に連結するように構成されており、それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は、主発振器のビーム（１０９）およびその関連する内側ループフィードバック信号（１７４）から展開された入力ビーム（１２４）を用いて、関連するレーザー増幅器（１３０）の位相を調整する。
【００５３】
実施形態２は、コヒーレントレーザービーム（１３４）を結合するためのネストループシステム（１００）を対象としている。システム（１００）は、それぞれがレーザービーム（１３４）の１つを放射するために構成された複数のレーザー増幅器（１３０）、それぞれのレーザービーム（１３４）を一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）に分割するために、および、それぞれのサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に結合するために構成された出力ビームスプリッタ（１３５）であって、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）の両方がレーザー（１３０）の異なる１つに関連付けられる、出力ビームスプリッタ（１３５）、結合したビーム（１４４）を一次出力ビーム（１４９ａ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）に分割するために、および、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に連結するために構成された、出力ビームサンプラー（１４５）、複数の内側ループ位相変調器（１２５）、ならびに、内側フィードバックループモジュール（２１０）を含んでいる。それぞれのレーザービーム（１３４）は出力ビームスプリッタ（１３５）に連結され、一次レーザービーム（１３９ａ）は、出力ビームサンプラー（１４５）に連結する結合ビーム（１４４）を形成し、それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は複数のレーザー増幅器（１３０）の異なる１つと対になって連結され、それぞれのレーザー増幅器（１３０）について、内側フィードバックループモジュール（２１０）は、レーザー増幅器（１３０）と関連するサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を用いることで、異なる内側ループフィードバック信号（１７４）を生成し、その内側ループフィードバック信号（１７４）をレーザー増幅器（１３０）に関連する内側ループ位相変調器（１２５）に連結するように構成されており、それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は、主発振器のビーム（１０９）およびその関連する内側ループフィードバック信号（１７４）から展開された入力ビーム（１２４）を用いて、関連するレーザー増幅器（１３０）の位相を調整する。
【００５４】
実施形態３は、ネストループシステム（１００）のコヒーレントレーザービーム（１３４）を結合する方法（５００）（６００）を対象としている。方法（５００）（６００）は、複数のレーザー増幅器（１３０）のそれぞれによってレーザービーム（１３４）の１つを放射する工程、それぞれのレーザービーム（１３４）を一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）に分割し、および、それぞれのサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に結合する工程であって、一次レーザービーム（１３９ａ）とサンプリングしたレーザービーム（１３９ｂ）の両方がレーザー（１３０）の異なる１つに関連付けられる、工程、レーザービーム（１３４）を結合したビーム（１４４）へと結合する工程、結合したビーム（１４４）を一次出力ビーム（１４９ａ）とサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）に分割し、および、サンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）を内側フィードバックループモジュール（２１０）に連結する工程、複数の内側ループ位相変調器（１２５）のそれぞれを、複数のレーザー増幅器（１３０）の異なる１つと対にして連結する工程、ならびに、レーザー増幅器（１３０）に関連するサンプリングした出力ビーム（１４９ｂ）と一次出力ビーム（１４９ａ）を用いて、内側フィードバックループモジュール（２１０）内のそれぞれのレーザー増幅器（１３０）に関して内側ループフィードバック信号（１７４）を生成し、その内側ループフィードバック信号（１７４）を、レーザー増幅器（１３０）に関連する内側ループ位相変調器（１２５）に連結する工程、を含んでいる。それぞれの内側ループ位相変調器（１２５）は、主発振器のビーム（１０９）およびその関連する内側ループフィードバック信号（１７４）から展開された入力ビーム（１２４）を用いて、関連するレーザー増幅器（１３０）の位相を調整する。
【００５５】
本明細書で詳細に記載されている代表的な実施形態は、一例として提示されたものであり、限定するために提示されたものではない。記載された実施形態の形態や詳細において様々な変更がなされてもよく、添付の請求項の範囲内に留まる同等の実施形態において結果としてもたらすことが当業者によって理解されよう。
【００５６】
他の代表的な実施形態については、外側ループ検出器（１５０）の数は、本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。内側ループ検出器（１６５）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。内側ループ処理装置（１７０）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。外側ループ位相変調器（１１５）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。内側ループビームスプリッタ（１２０）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。内側ループ位相変調器（１２５）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。レーザー増幅器（１３０）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。下位ネスト（１８５）の数は本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。下位ネスト（１８５）内のいずれかの内側ループ位相変調器（１２５）の数は、本明細書で開示または記載されていない数でもあり得る。および、所定の下位ネスト（１８５）内の内側ループ位相変調器（１２５）の数は、いずれかの他の下位ネスト（１８５）と同じ数である必要はない。
【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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【国際調査報告】
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