"内部赤外放射によって誘起される損傷への耐性を有するレーザ利得媒質を作成する方法であって、前記利得媒質に共ドーパントイオン化放射への耐性を付与するイオンを用いて、前記利得媒質を共ドープする工程を備え、約0.01GW/cm2より高いピーク強度の内部赤外放射による長期劣化への耐性を、前記利得媒質に付与するために充分なレベルで、前記イオンが前記利得媒質中に存在する、方法。請求項1に記載の方法において、前記利得媒質中の前記共ドーパントイオンの濃度は、赤外放射による前記利得媒質の劣化の割合を、共ドーパントイオンを有さない前記利得媒質と同一または実質的に類似の利得媒質と比較して、2倍以上減少させるのに充分である、方法。前記利得媒質は固体材料、ファイバ、および結晶性材料からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。前記利得媒質はフッ化物結晶または酸化物結晶、およびガーネットからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。前記利得媒質はイットリウムアルミニウムガーネットYAG、ガドリニウムガリウムガーネットGGG、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネットGSGG、およびイットリウムスカンジウムガリウムガーネットYSGGからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。前記利得媒質はYAG、Tm:Ho:YAG、Yb:YAG、Nd:YAG、Er:YAG、Nd:YVO4、およびNd:YALOからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。前記共ドーパントイオンは、Cr3イオンまたはCe3イオンである、請求項1に記載の方法。前記共ドーパントイオンは約0.01~約5のドーピングレベルで前記利得媒質中に存在する、請求項7に記載の方法。前記共ドーパントイオンは約0.5~約1のドーピングレベルで前記利得媒質中に存在する、請求項7に記載の方法。使用方法であって、利得媒質に外部イオン化放射への耐性を付与する共ドーパントイオンを用いて共ドープされた前記利得媒質からなる赤外線レーザの使用方法において、前記利得媒質内の内部赤外放射のピーク強度は約0.01GW/cm2より高い、使用方法。前記利得媒質中の前記共ドーパントイオンの濃度は、赤外放射による前記利得媒質の劣化の割合を、共ドーパントイオンを有さない前記利得媒質と同一または実質的に類似の利得媒質と比較して、2倍以上減少させるのに充分である、請求項10に記載の使用方法。前記利得媒質は固体材料を備える、請求項10に記載の使用方法。前記利得媒質はファイバを備え、そのために前記赤外線レーザはファイバレーザである、請求項10に記載の使用方法。前記固体材料は結晶性材料である、請求項12に記載の使用方法。前記利得媒質はフッ化物結晶または酸化物結晶、およびガーネットからなる群から選択される、請求項10に記載の使用方法。前記利得媒質はイットリウムアルミニウムガーネットYAG、ガドリニウムガリウムガーネットGGG、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネットGSGG、およびイットリウムスカンジウムガリウムガーネットYSGGの群から選択される、請求項10に記載の使用方法。前記利得媒質はYAG、Tm:Ho:YAG、Yb:YAG、Nd:YAG、Er:YAG、Nd:YVO4、およびNd:YALOからなる群から選択される、請求項10に記載の使用方法。前記共ドーパントイオンは、Cr3イオンまたはCe3イオンを備える、請求項10に記載の使用方法。前記共ドーパントイオンは約0.01~約5のドーピングレベルで前記利得媒質中に存在する、請求項18に記載の使用方法。前記共ドーパントイオンは約0.5~約1のドーピングレベルで前記利得媒質中に存在する、請求項18に記載の使用方法。前記赤外線レーザは、前記利得媒質からの誘導放射の周波数変換のための手段を有する、請求項10に記載の使用方法。周波数変換のための前記手段は、前記利得媒質からの前記誘導放射のより高い高調波を発生する、請求項21に記載の使用方法。前記赤外線レーザは周波数3逓倍レーザである、請求項22に記載の使用方法。前記赤外線レーザは低騒音であるように設定される、請求項10に記載の使用方法。前記利得媒質内の内部赤外放射のピーク強度は約0.1GW/cm2より高い、請求項10に記載の使用方法。前記赤外線レーザはQスイッチレーザである、請求項10に記載の使用方法。前記Qスイッチレーザは低騒音Qスイッチレーザである、請求項26に記載の使用方法。前記Qスイッチレーザは能動Qスイッチレーザである、請求項26に記載の使用方法。前記赤外線レーザは、閾値励起強度の約5倍より大きい強度で動作できる、請求項10に記載の使用方法。レーザ増幅器において、利得媒質にイオン化放射への耐性を付与する共ドーパントイオンを含有する前記利得媒質を有し、前記利得媒質内の内部赤外放射のピーク強度は約0.01GW/cm2より高い、レーザ増幅器。したがって、長期劣化への耐性を有する固体レーザ、およびそのようなレーザを提供するための方法の技術的な要求がある。本発明の実施態様は、利得媒質にイオン化放射への耐性を付与するようにイオンで共ドープされた利得媒質の、ダイオード励起赤外レーザの使用を通じて、従来技術に関する不利を克服する。利得媒質内では、内部赤外放射のピーク強度は、約0.01GW/cm2を超える。本発明の内容は、添付の図面と関連する以下の詳細な説明を考慮することによって、速やかに理解され得る。以下の詳細な説明には、図示の目的で多くの詳細な項目が含まれているが、しかしながら、本発明の範囲内で以下の項目に対する多くの変更および代替があることを、当業者は認識するであろう。したがって、以下で説明される本発明の例示的な実施態様は、請求される本発明に対して何ら一般性を喪失することなく、および制限を課することなく示される。本明細書中では以下の用語が用いられる。冠詞aまたはanは、他に明示的に延べられる箇所を除いて、その冠詞に続く項目の1以上の量を指す。キャビティは、それに沿って光が往復または循環することが可能な、2以上の反射面によって画定される光路を指す。光路を横切る物体は、キャビティ内にある、と称される。共ドーピングとは、利得媒質を2以上のドーパント、例えば、レーザ発振用のドーパントおよび共ドーパントと呼ばれる追加のドーパントでドープすることをいう。連続波CWレーザとは、パルスレーザにおけるような短いバーストではなく、連続的に放射を放出するレーザをいう。宇宙線は、ガンマ線、高エネルギー荷電粒子、および、外宇宙で発生する他の高エネルギー放射を指す。ダイオードレーザは、誘導放出を用いてコヒーレント光出力を発生するように設計された発光ダイオードを指す。ダイオードレーザは、レーザダイオードまたは半導体レーザとしても周知である。ダイオード励起レーザは、ダイオードレーザによって励起される利得媒質を有するレーザを指す。利得媒質は、レーザに関する以下の説明にある、レーザ発振可能な材料を指す。ガーネットは、例えば、イットリウムアルミニウムガーネットYAG、ガドリニウムガリウムガーネットGGG、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネットGSGG、イットリウムスカンジウムガリウムガーネットYSGGなどを含む、特定の種類の酸化物結晶を指す。含むinclude、含んでいるincluding、例えばeg、そのようなsuchas、例えばforexample、などetc、などandthelike、してもよいmay、可能であるcan、し得るcouldおよび、特定の範疇のある項目または一連の項目に関して用いられる他の修飾語句は、その項目または一連の項目がその範疇に含まれるが、それらの項目に限定されないことを意味する。赤外放射は、約700ナノメートルnm~約5000nmの真空波長を特徴とする電磁放射を指す。内部放射は、そこで発生すべき過程の原因としてレーザキャビティ内に導入される放射、または、そのような過程の意図されるまたは意図されない結果としてレーザキャビティ内で発生される放射、を指す。利得媒質が励起されない限り、内部放射は発生されない。内部放射の例には、レーザ発振過程自身によって発生される誘導放射、および誘導放射を伴う幾つかの周波数変換過程によって発生される放射が含まれる。イオン化放射は、紫外線、ガンマ線放射、高エネルギー荷電粒子、および他の高エネルギー放射を指す。レーザは、放射の誘導放出による光増幅lightamplificationbystimulatedemissionofradiationの頭字語である。レーザは、レーザ発振可能な材料で満たされているキャビティである。これは任意の材料、結晶、ガラス、液体、色素、またはガス、であって、その原子は、例えば光または電気放電によってなど、励起によって準安定状態に励起されることが可能である。原子が基底状態に戻り誘導放出で光を放出することによって、光が放出される。光ここでは誘導放射を指すは、キャビティを通じて複数のラウンドトリップをなすに従って、強度が継続的に増加される。利得媒質として光ファイバを用いて、レーザが構成されてもよい。ファイバは、典型的にはガラス型材料であるが、結晶またはガラスナノ結晶複合材料であってもよい。光:本明細書中では、用語光は一般に、約1ナノメートル10-9メートル~約100ミクロンの範囲の真空波長におおよそ相当する、赤外から紫外に渡る周波数範囲の電磁放射を指す。モード同期レーザは、高ピークパワーおよび短い持続時間、例えばピコ秒10-12秒領域の、エネルギーバーストを選択的に発生させるために、内部的に各モードの相対位相を時には時間に関する変調を通じて制御することによって機能するレーザを指す。非線形効果は、レーザによって生成される光など、ほぼ単色の指向性ビームの光でのみ典型的には視認され得る、ある種の光学現象を指す。高調波発生例えば、第2、第3、第4高調波発生、光パラメトリック発振、和周波発生、差周波発生、光パラメトリック増幅、および誘導ラマン効果が例である。非線形材料は、非線形効果を生じ得る光放射に対して、ゼロでない非線形誘電応答を有する材料を指す。非線形材料の例には、ニオブ酸リチウムLiNbO3、リチウムトリボレートLBO、ベータ-バリウムボレートBBO、セシウムリチウムボレートCLBO、ケイディーピーKDPおよびその同形体、LiIO3の各結晶、および擬似位相整合材料が含まれる。位相整合は、波間でエネルギーのコヒーレントな移動が可能である距離を増すために、多波の非線形光学過程において用いられる技術を指す。例えば、3波の過程では、k1k2=k3である時、位相整合されていると称される。ここで、kiは過程に現れる第i番目の波のベクトル波である。例えば、周波数2逓倍では、基本および第2高調波の位相速度が同期される時、過程は最も効率的である。Qは、共振器キャビティの性能指数を指し、2π×共振器に蓄積される平均エネルギー÷サイクルあたりのエネルギー散逸で定義される。光学共振器の面の反射率が高く、吸収損失が低いほど、Qは高く、所望のモードからのエネルギー損失は低くなる。Qスイッチは、光学共振器のQを急速に変化させるために用いられる装置を指す。Qスイッチレーザは、レーザ発振媒質中で高レベルの反転光利得およびエネルギー蓄積が達成されるまでレーザ発振作用を防止するために、レーザキャビティ中でQスイッチを用いるレーザを指す。例えば、音響光学または電気光学変調器、または可飽和吸収体などを用いて、スイッチがキャビティのQを急速に増加させる時、ジャイアントパルスが発生される。擬似位相整合QPM材料:擬似位相整合材料においては、基本および高調波放射は位相整合されないが、QPM格子によって補償が行われる。QPM材料においては、基本および高調波は同一偏光を有し得て、多くの場合において効率を改良する。擬似位相整合材料の例には、周期分極反転リチウムタンタレート、周期分極反転リチウムニオベートPPLN、またはピーピーケーティピーPPKTPが含まれる。真空波長:一般に電磁放射の波長は、その波が進行する媒質の関数である。真空波長は、所定の周波数の電磁放射が真空を伝搬するとした場合の波長であり、その周波数で真空での光速度を割ることによって与えられる。総体的に延べると、本発明の実施態様は損傷耐性を有するダイオード励起レーザを作成する。発明者らは、ネオジムがドープされたイットリウムアルミニウムガーネットNd:YAGを利得媒質として用いるレーザにおける、この種の故障モードの体系的な研究を行ってきた。詳細には本研究は、利得媒質としてNd3がドープされたYAGを用いる、ダイオード励起レーザに関する。本発明は他の種類のガーネットレーザおよび他の固体レーザでもまた実施されることが可能であると、発明者らは考える。内部1064nm光での色中心発生による損傷の量は、Nd:YAG内の1064nm赤外光の強度に強く依存する、と発明者らが見出したことに従って、長期劣化の原因およびその問題の解決法は以下のように仮定される。1比較的低損失であるレーザキャビティは、例えば数百ワットの高い平均循環パワーhighaveragecirculatingpowersを有し得る。ある低損失キャビティの例では、例えば低非線形性LBO結晶を用いる、第2および第3高調波波長への非線形光学変換以外には、意図的な出力結合はない。2レーザがQスイッチレーザである場合には、イントラキャビティピークパワーはさらに増大する。例えば、50マイクロ秒20kHzずつ離れた50ナノ秒のパルスは、ピークパワーと平均パワーとの間に1000:1の強化を生じることによって、数百kWのイントラキャビティピークパワーを発生する。3レーザモードはNd:YAGロッド内に密に<<1平方ミリメートル集束されて、およそ0.01~1ギガワット/平方センチメートルのピークIR赤外強度を生じる。4これらの高いIR強度によって、YAG価電子帯からYAG伝導帯への、緩やかではあるがゼロでない速さでの多光子おそらく6または7光子吸収が可能にされていると、発明者らは推論した。5さらに発明者らは、吸収される光およびそれによる遊離電子/ホールが、より容易に吸収されるUV光とYAGに関する限りは同等であることを推論した。したがって、吸収されるUV光が引起こし得る任意の種類の結晶損傷ソラリゼーションはまた、多光子吸収されるIR光によっても引起こされ得るであろう。6したがって、IR光の多光子吸収の確率が低いために非常に遅いものの、YAGは高強度IR光によってソラリゼーションされると、発明者らは結論を下した。これによって、1064nmに小さな量の線形の吸収を示す色中心が発生する。7この1064nm吸収は大きさでは小さいものの、数千時間の間、無調整で動作しなくてはならない低損失キャビティ内部の長いNd:YAGロッドまたはスラブにとっては、より重要である。8YAGにおける類似または同様の色中心はまた、ガンマ線照射によっても引起こされる。類似点は、a両方とも放射誘起であること、およびb両方とも、近紫外にピークを有し、IRへ延びる長い裾を持つ吸収スペクトルを有することである。9文献には、Cr3またはCe3の共ドーピングによって、ガンマ線照射されたYAGにおける色中心発生が効果的に減少することが示されている。10Cr3の共ドーピングがNd:YAG結晶のバックグラウンド損失に有意には影響しないことは周知である。ゆえに、Cr3またはCe3の共ドーピングによって、高強度例えば、0.01ギガワット/平方センチメートルGW/cm2以上内部放射によるYAGの多IR光子吸収誘起劣化を減少し得ると、発明者らは推論した。比較すると、ローズらは、900MW/cm2に達するまでの強度で放射損傷Nd:YAGの1.06um吸収係数を測定した、と延べている。しかしながら、彼らはこれらの強度を経験するNd:YAGを用いてレーザを作成していない。彼らは、非線形吸収即ち、強度に依存する吸収を与える、多光子吸収または飽和吸収を探していたが、何も見出しておらず、照射を受けて色中心吸収箇所を有した結晶さえも見出していない。彼らの実験の結果から、ローズらは、1.06umでの多光子吸収は発生していない、と結論を下すであろう。さらに、ローズらは、0.01ギガワット/平方センチメートル以上の範囲の赤外強度を得ることを目的とする、共ドープCr:Nd:YAG利得媒質を用いたレーザを説明していないおそらくは作成していない。Cr3イオンでドープされたYAGレーザを用いた実験によって、発明者らは、Cr3またはCe3の共ドーピングが、高強度例えば、0.01GW/cm2以上内部放射によるYAGの多IR光子吸収誘起劣化を、実際に、効果的に減少することを見出した。第1に、~100MW/cm2の強度の、イントラキャビティからレーザへの1064nmパルス光への曝露の前後で、Nd:YAG結晶の1064nm吸収を測定した。曝露前、Nd:YAGには35ppm/cmの吸収があった。およそ1011パルスのレーザ動作への曝露後、結晶のIRビームが存在した領域において、Nd:YAGには600ppm/cmの吸収があった。第2の実験では、曝露されていないNd:YAGおよびCr:Nd:YAGの1064nm吸収を比較した。前述の通り、Nd:YAGには35ppm/cmの吸収があったが、これに対して、Cr:Nd:YAGには100ppm/cmの吸収があった。とりわけ、低損失、低騒音なイントラキャビティ周波数変換レーザにおいては、より大きな吸収のために、レーザにおける当業者は、共ドープされたCr:Nd:YAGの使用を回避して設計を行うように動機付けられるであろう。初期吸収係数の増大にもかかわらず、レーザ内部での長時間の動作後に、Cr:Nd:YAGは通常のNd:YAGより優れた性能を有する、ということを実証するため、ほぼ同一の2つのレーザが作成された。これらのレーザは、一方が共ドーパントとしてCrを含んでおり、他方は含んでいない点でのみ異なる。Cr:Nd:YAGレーザは以下に説明される。内部的に発生される放射に対して影響を受けないことを実証するために、イントラキャビティ3逓倍側面励起Cr:Nd:YAGロッドレーザもまた作成された。YAGロッドは、1のNdNd:YAGレーザでの典型および0.5のCr3適当量でドープされる。ロッドは、ブリュースタ角に研磨された面を両端に有することによって、偏光出力を保証し、および反射損失を最小化しているこの構造が説明されている、特許文献2および特許文献3を参照。これらを引用によって本願に援用する。ロッドは、各々約25ワットのパワーで動作する3つの808nmダイオードレーザを用いて、側面励起される。キャビティには、能動Qスイッチ用の音響光学変調器、2個のLBO結晶、LBO結晶内部に小さなスポットを作成するための集束ミラー、および1対の端面ミラーが含まれる。LBO結晶の一方は配向および偏光を選択することによって第2高調波発生SHG1064nm1064nm=532nm用に設定され、他方は第3高調波発生THG1064nm532nm=355nm用に設定される。THGの結晶はコートなし、分散型の、ブリュースタ角の出力ファセットを有している。特許文献4を参照。引用によって本願に援用する。SHG結晶に近い方の端面ミラーは、1064nmおよび532nm波長の両方を反射する。キャビティは定在波キャビティであり、端面ミラー以外の各光学素子は、ラウンドトリップあたり2度通過される。このことによって、レーザ媒質からの不飽和利得は2逓倍され、Qスイッチのホールドオフは2逓倍され、および、SHG用に設定されたLBO結晶の実効長は2逓倍される。THG結晶は、1064nmおよび532nm光が存在する時、355nm光を発生することのみが可能であるため、実効長の2逓倍を経験しない。レーザは、高ビーム品質を維持するのと同時に、最高の潜在平均UVパワーを生成するように調整される。調整条件は、最小の全損失、最適な位相整合などに対応する。レーザ性能UV平均パワー、パルス幅などは、レーザが任意の有意な時間の間動作する前に測定された。多光子IR吸収による急速な劣化を観察するために、レーザは、レーザキャビティ内部での循環ピークIR出力にして約200MW/cm2で動作した。レーザ性能は、約1010パルスのレーザ動作後に再測定された。第2のレーザCr共ドーパントを欠くことを除いては第1のレーザと同一は、同一条件下で作成、動作、および測定された。これらの実験結果は、以下の表1に要約される。ここで、Nd:YAG結晶を用いて作成されたレーザは、そのUVパルスエネルギーの33を喪失し、パルス幅は12だけ短縮されている。両変化は、レーザキャビティにおける損失増大の指標である。また、Nd:Cr:YAG結晶を用いて作成されたレーザは、UVパルスエネルギーを喪失せず、パルス幅は短縮されていないことも注目される。したがって、Nd:Cr:YAG結晶は、この高強度試験の間に劣化していない。図1,2A,2Bには、本発明の実施態様によるレーザの例が示されている。図1には、キャビティ101内に配置される利得媒質102を有するレーザ100が示されている。キャビティ101は、反射面104,106によって画定されている。利得媒質102は、レーザ発振用の準安定状態を提供するドーパントイオン107でドープされていてもよい。利得媒質102は、利得媒質102に宇宙線への耐性を付与する共ドーパントイオン108で共ドープされている。発明者らが見出したように、このことによって、利得媒質102自身によってキャビティ101内で発生される赤外放射などの高強度内部放射への耐性が、利得媒質102に付与される。利得媒質102中の共ドーパントイオン108の濃度は、赤外放射に起因する利得媒質102の劣化の割合を、共ドーパントイオンを有さない同一のまたは実質的に類似の利得媒質と比較して、好適には2倍以上より好適には10倍以上、さらに好適には100倍以上減少するために充分である。キャビティ101は、例えば、周波数ωによって示される利得媒質102からの誘導放射である、電磁放射103を持続するように設定される。周波数ωは、放射103が電磁スペクトルの赤外部分内にあるように選択される。好適な実施態様では、基本周波数ωは約1064nmの真空波長に相当する。代替の実施態様では、基本周波数ωは、約946nmまたは1319nmの真空波長に相当することが可能である。キャビティ101は、例えば、寸法例えば半径、反射率、および反射体104,106の間隔などを選択することによって、基本周波数ωの放射を持続することが可能な共振器であるように設定され得る。図1には、2つの反射面を有する線形キャビティ101が示されているが、当業者は、例えば、安定型、不安定型、3ミラー型、4ミラー型、Z型、5ミラー型、W型、より多くの肢を有するキャビティ、リング型、またはボウタイ型など、他のキャビティを考案できるであろう。しかし、それらは多くの可能な例のうちの少数である。利得媒質102は、好適には、結晶性材料またはガラスなどの固体材料である。利得媒質102は、結晶性またはバルクガラスの性質を有する場合には、約1mm~約200mmの長さを有し得る。利得媒質がファイバの場合には、典型的にはこれより相当長く、約0.1メートル~数百メートルである。好適な結晶性材料には、酸化物またはイットリウムリチウムフルオライドYLFなどのフッ化物の結晶が含まれる。酸化物結晶には、YALOYAlO3、イットリウムオルトバナデートYVO4およびガーネットが含まれる。適切なガーネットには、イットリウムアルミニウムガーネットYAG、ガドリニウムガリウムガーネットGGG、ガドリニウムスカンジウムガリウムガーネットGSGG、およびイットリウムスカンジウムガリウムガーネットYSGGが含まれる。好適なガーネットはYAGであり、別のイオンでドープされることができる。好適なドープされたYAG結晶には、Tm:Ho:YAG、Yb:YAG、Er:YAGおよびNd:YAG、Nd:YVO4およびNd:YALOが含まれる。適する共ドーパントイオンを含有する結晶性利得媒質は、結晶が成長する際、溶融状態に共ドーパントを導入することによって作成されることができる。これは多くの場合においては、周知のチョクラルスキーCzochralski成長法を用いて実施される。利得媒質102には、Nd3ドーパントイオン107でドープされたイットリウムアルミニウムガーネットNd3:YAGが最適であり、共ドーパントイオン108には、Cr3またはCe3イオンが好適である。上述のように、Cr3イオンは、Nd3:YAGにイオン化放射への耐性を付与し、また上記で実証されたように、高強度内部赤外放射への耐性も付与する。これに代えて、Cr3イオンの代わりにCe3イオンが用いられてもよい。Nd3ドーピングレベルは、約0.05~約1.5、典型的には約0.5~約1の間であり得る。Cr3共ドーピングレベルは、約0.01~約5の間、例えば、約0.5~約1の間であり得る。発明者らの実験では、0.5のCr3イオンによって劇的な改良がなされている。したがって、Cr3イオンの最も好適な濃度範囲は、約0.5~約1である。しかしながら、0.05未満の濃度のCr3イオンでも幾らかの利益は得られることが期待されるため、何らかの用途には適当であり得る。例えば、0.01以上のCr3イオン濃度では、内部赤外放射への耐性に関して幾らかの利益が得られることが期待される。例として挙げると、利得媒質102は1のNdドーパントレベルおよび0.5のCr3ドーパントレベルを有するNd-YAGブリュースタロッドであってもよい。Cr3での共ドーピングの時は、赤外を吸収するCr4イオンの利得媒質102中への導入を回避することが好適である。Nd3:YAGは、とりわけ、約946nm、約1064nm、および約1319nmの真空波長の誘導放出を生成する。他の適する利得媒質には、上記で挙げられたものが含まれるが、それらが異なる形状および寸法であってもよく、より高いまたはより低い共ドーパントレベルであってもよい。Cr3:Nd:YAGおよび他の利得媒質は商業的に利用可能であり、例えばモンタナ州ボーズマンのサイエンティフィックマテリアルズコーポレーションScientificMaterialsCorporation製などがある。利得媒質102は、基本放射103を通過する2つの端面を有し得る。図1に示されるように、利得媒質102の端面は、基本放射103の伝搬方向に対して垂直またはほぼ垂直であり得る。これに代えて、基本放射103が端面に関してp偏光されるように、すなわち基本放射103の入射面平面内に偏光されるように、端面が基本放射103に対してブリュースタ角θBに配置されていてもよい。これに代えて、端面が何か他の角度に研磨されていてもよい。利得媒質102は、励起エネルギー112を有する外部光源110によって励起され得る例えば、端面励起または側面励起。励起エネルギー112と利得媒質102との間の相互作用は、放射103を生成する。そのため、少なくとも初期には、放射103は内部放射である。励起エネルギー112は、利得媒質102の1以上の側面および/または1以上の端面を通じて導入される形態であってもよい。好適な実施態様では、外部光源110はダイオードレーザであり、その場合、レーザ100はダイオード励起レーザとなる。励起放射112は、約650nm~約1550nmの範囲に渡る真空波長を持ち得る。Nd:YAGでは、励起放射の真空波長は、典型的には約808nmまたは約880nmである。レーザ100は、高強度放射パルスの発生を促進するパルス機構114例えば、Qスイッチ、モード同期装置、受動可飽和吸収体、利得制御装置、またはそれらの組合せを任意で有してよい。詳細な実施態様では、パルス機構はQスイッチである。Qスイッチは、能動Qスイッチ例えば、電気光学または音響光学変調器を用いる、または受動Qスイッチ例えば、可飽和吸収体を用いるであってよい。そのようなパルス機構の使用は、非常に高いピーク強度の放射103を提供することが可能であり、上述の種類の色中心発生を引起こし得る。好適な実施態様では、レーザ100は、放射103が利得媒質102において約0.01GW/cm2より高く、およびレーザ100に破滅的な損傷を引起こすほど高くはないピーク強度を有するように、例えば、約0.01~約10GW/cm2のピーク強度を有するように設定される。利得媒質中の共ドーパントイオン108のレベルは、レーザの予想実用寿命を通じて赤外基本放射103による色中心発生を抑制するために、充分であるべきである。色発生の抑制が充分であることの実用的な基準は、所定の実用寿命を通じて、放射103におけるパワーの減少が10より少ないことである。寿命は例えば、約100時間より長く、好適には約1000時間より長く、より好適には約5000時間より長く、最適には約10,000時間より長い。代替の基準は、レーザ100の出力パワーが10減少するまでに、利得媒質102が耐えることのできる高強度放射パルスの数である。本発明の実施態様の幾つかは、例えば、パルス間変動のアールエムエスrmsが約10未満である、低騒音を有するように設定されるレーザなど、損失に特に敏感なレーザにおいて、特に有用である。詳細には、低騒音であるレーザ100では、誘導放出の閾値をはるかに超えて利得媒質102を励起することが好適である。レーザ100内の低損失例えば、ラウンドトリップ約10未満は、閾値を低く保持する。そのような低損失には、キャビティ101の低出力結合が含まれる。例えば、反射面104,106のうちの1つは、キャビティ101内部からその面に入射する放射の一部を透過させる。こうして透過される放射のパーセンテージは、キャビティ101の出力結合のある基準であり得る。低損失および低出力結合例えば約10未満は、キャビティ101および利得媒質102内に高い循環強度を引起し、上述の長期劣化を引起すことが可能である。レーザ100の利得が充分に高い場合Nd:YAGでの低パルス繰返し速度の場合、およびNd:YVO4など特定の他の利得材料の場合には、10より高い出力結合もなお低出力結合と見なし得る。これらの場合、低出力結合のより実用的な定義は、レーザの動作パラメータ範囲内のある条件において、閾値励起強度の5倍より大きな強度でレーザを動作できることである。したがって、この長期劣化を抑制するために、Cr3またはCe3イオンを用いて、低損失または低騒音レーザの利得媒質をドープすることが好適である。図1のレーザに関する他の変形には、1より多い利得媒質部分を有するもの、1より多い種類の利得媒質を有するもの、非線形材料を用いるもの、が含まれる。非線形材料は、周波数変換に関して用いられてよく、例えば、利得媒質によって生成される基本放射の、より高いまたはより低い高調波の発生などに用いられ得る。特に関心のある実施例には、周波数3逓倍レーザが含まれる。図2には、本発明の実施態様による、イントラキャビティ周波数3逓倍レーザ200の模式図が示されている。レーザ200には、利得媒質202と、キャビティ201内に配置されるパルス機構214とが含まれる。キャビティ201は、反射面204,206によって画定される。利得媒質202には、準安定状態を提供するドーパントイオン207が含まれ、利得媒質にイオン化放射への耐性を付与する共ドーパントイオン208で共ドープされている。発明者らが見出したように、このことによって、キャビティ201内で発生される高強度内部放射への耐性が、利得媒質202に付与される。キャビティ201、利得媒質202、反射面204,206、イオン208、およびパルス機構214は、図1のレーザ100における相当する素子と関連して、上述の通り説明され得る。上述の通り、レーザ200は励起放射212の光源210をさらに有してもよい。励起放射212は、例えば波長約1064nmに相当する、周波数ωの基本放射203を有する利得媒質202による放出を誘導する。レーザ200は、キャビティ201内に配置される、例えばLBOなどの非線形結晶のような、第1および第2の非線形素子216,218をさらに有する。第1の非線形素子216は、第2高調波発生のために位相同期されて、例えば波長約532nmに相当する、周波数2ωの放射を生成する。第2の非線形素子218は、基本放射と第2高調波放射との間で和周波発生のために位相同期されて、例えば波長約355nmに相当する、周波数3ωの第3高調波放射ティーエッチTHを生成する。第2の非線形素子218は、ブリュースタカット面217を有してもよい。ブリュースタカット面217を通じて第2の非線形素子から放出する第3高調波放射THは、レーザからの出力放射としてキャビティ201の外へ屈折する。基本放射203は、キャビティ201内に留まる。図2に示される型の周波数3逓倍レーザは、例えば、譲受けられた特許文献4に詳細に説明されている。引用によって本願に援用する。図2のレーザでは、周波数3逓倍はレーザ内部で発生する。これに代えて、図1に示される型のレーザを用いて、周波数3逓倍がレーザキャビティの外部で発生する、周波数3逓倍レーザが作成されてもよい。そのようなレーザの例は、図3A、図3Bに示される。図3Aには、キャビティ301A内に配置される、利得媒質302Aおよびパルス機構314を有する、外部型の周波数3逓倍レーザ300Aが示される。キャビティ301Aは、反射面304A、306Bによって画定されている。上述のように、利得媒質302Aは、ドーパントイオン307を含有しており、利得媒質にイオン化放射への耐性を付与する共ドーパントイオン308で共ドープされている。キャビティ301、利得媒質302、反射面304A、306B、イオン308、およびパルス機構314は、図1のレーザ100における相当する素子と関連して、上述の通り説明され得る。レーザ300Aは励起放射312の光源310Aをさらに有してもよく、上述の通り、それがダイオードレーザであってもよい。反射面のうちの1つ、例えば反射面306Bは、出力結合器に対して部分的約50~約99に反射し、および出力結合器として働く。レーザ300Aは、キャビティ外に配置される第1および第2の非線形素子316,318をさらに有する。第1および第2の非線形素子は上述のように位相同期され、出力結合器306Aから放出する、利得媒質302Aからの誘導放射から、第3高調波THを生成する。非線形結晶316,318は、外部に配置されるため、ブリュースタカット面を有する必要がない。ブリュースタ面は超低損失であるため、波長分離に関しては重大でないが、それでも幾らかの値は有する。例えばLBOにおけるより高い強度には、より高い変換効率例えば、約20を超えるが必要とされる。したがって、LBO内へ集束すること、または高いイントラキャビティ強度の短いパルスが必要とされ得る。図3Bには、図3Aのレーザの変形である、別の周波数3逓倍レーザ300Bが示される。レーザ300Aのように、レーザ300Bは、反射面304B、306Bによって画定されるキャビティ301B内に配置された、利得媒質302Bおよびパルス機構314を有する。上述のように、利得媒質302Bは、ドーパントイオン307および共ドーパントイオン308を含有する。レーザ300Bは励起放射312の光源310Bをさらに有してもよく、上述の通り、それがダイオードレーザであってもよい。レーザ300Bはまた、出力結合器306Bから放出する、利得媒質302Bからの誘導放射の周波数を3逓倍するように設定された、第1および第2の非線形素子を有する。レーザ300Aのように、反射面のうちの1つ306Bは、出力結合器として働く。レーザ300Aとは異なり、他の反射面304Bもまた、励起放射312用の入力結合器として働く。入力結合器として用いられる時には、反射面304Bは、励起放射312に対しては透過性、および利得媒質302Bからの誘導放出に対しては反射性である。反射面/入力結合器304Bはまた、利得媒質302Bの端面のうちの1つと合致してもよい。本発明の実施態様はまた、レーザ以外の光学装置で用いられる利得媒質における共ドーパントイオンの使用に拡張され得る。例えば、光学増幅器において用いられる利得媒質は、利得媒質にイオン化放射への耐性を付与するイオンを用いて共ドープすることから利益を受けることができる。励起放射によって駆動される利得媒質を用いる点においては、光学増幅器はレーザと類似している。光増幅器は一般にフィードバックすなわちキャビティを欠くため、利得は発生するが、発振は得られない。本発明の実施態様は、従来の設計を完全に再設計することなく、一般的に利用可能な高強度レーザの実用寿命をより長くすることが可能である。したがって、他の性能パラメータにおいて妥協することなく、新しい種類の長寿命レーザが、商業的に使用可能とされ得る。上述は、本発明の好適な実施態様の完全な説明であるが、種々の代替、修正、および均等が可能である。したがって、本発明の範囲は、上述の説明に関連して決定されるべきではなく、添付の請求の範囲の、その完全な範囲の均等に沿って決定されるべきである。添付の請求の範囲は、ための手段の句を用いる所定の請求項で明示的に引用されるものを除いては、ミーンズプラスファンクションの限定を有するものとして解釈されるべきではない。"