周波数変換パルスを生成するための方法であって、第1のビームラインで伝搬する、基本波長での第1のパルスを生成するステップと、第2のビームラインで伝搬する、前記基本波長での第2のパルスを生成するステップと、前記基本波長での前記第1のパルスを周波数変換して、周波数変換された波長での第1の周波数変換パルスを生成するステップと、前記基本波長での前記第2のパルスを周波数変換して、前記周波数変換された波長での第2の周波数変換パルスを生成するステップと、前記周波数変換された波長での前記第1の周波数変換パルスと、前記周波数変換された波長での前記第2の周波数変換パルスとを光学的に結合して、前記周波数変換パルスを生成するステップとを含む方法。第3のビームラインで伝搬する、前記基本波長での第3のパルスを生成するステップと、前記基本波長での前記第3のパルスを周波数変換して、前記周波数変換された波長での第3の周波数変換パルスを生成するステップと、前記周波数変換された波長での前記第3の周波数変換パルスと、前記第1の周波数変換パルス及び前記第2の周波数変換パルスとを光学的に結合するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。前記第2のパルスのピーク及び前記第3のパルスのピークが、前記第1のパルスのピークの後に生じる、請求項2に記載の方法。前記第1のパルスが、第1の期間中の第1のエネルギーを特徴とし、前記第2のパルスが、前記第1の期間の後の第2の期間中の第2のエネルギーを特徴とする、請求項1に記載の方法。前記周波数変換された波長が、前記基本波長の半分である、請求項1に記載の方法。前記周波数変換された波長が、前記基本波長の1/3である、請求項1に記載の方法。前記第1のビームラインが、前置増幅器モジュール、増幅器、及び高調波変換器を備える、請求項1に記載の方法。前記第2のビームラインが、第2の前置増幅器モジュール、第2の増幅器、及び第2の高調波変換器を備える、請求項7に記載の方法。結合された光パルスを生成する方法であって、第1の期間中の第1の特性、及び第2の期間中の第2の特性を特徴とする第1の時間的なパルス形状を有する第1のパルスを生成するステップと、複数の追加パルスを生成するステップであって、前記複数の追加パルスのそれぞれが、特性及びパルスエネルギーを特徴とする関連する時間的形状を有するステップであって、前記関連する時間的形状が、前記第1の時間的形状とは異なり、前記パルスエネルギーの大部分が、前記第2の期間中に存在するステップと、前記第1のパルスを高調波変換するステップと、前記複数の追加パルスを高調波変換するステップと、前記高調波変換された第1のパルスと前記高調波変換された複数の追加パルスとを光学的に結合して、前記結合された光パルスを形成するステップとを含む、方法。前記第1のパルスが、第1のビームラインで高調波変換される、請求項9に記載の方法。前記複数の追加パルスが、複数の追加ビームラインで高調波変換される、請求項9に記載の方法。前記結合された光パルスが、前記第1の時間中のピーク強度よりも大きい前記第2の時間中のピーク強度を特徴とする、請求項9に記載の方法。前記第1のパルスを高調波変換するための高調波変換効率が、前記複数の追加パルスを高調波変換するための高調波変換効率の20以内である、請求項9に記載の方法。前記第1のパルスを高調波変換するための前記高調波変換効率が、前記複数の追加パルスを高調波変換するための高調波変換効率の10以内である、請求項13に記載の方法。前記第1のパルスのうちの少なくとも1つ、又は前記複数の追加パルスのうちの1つに関連する故障事象を判定するステップと、前記第1のパルスのうち少なくとも1つの前記第1の時間的形状、又は前記複数の追加パルスのうちの1つに関連する前記関連した時間的形状を改変するステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。第1のレーザビームをサポートするよう動作可能であり、第1の光学素子を備える第1のビームラインと、前記第1のビームラインに光学的に結合された第1の高調波変換器と、第2のレーザビームをサポートするよう動作可能であり、第2の光学素子を備える第2のビームラインと、前記第2のビームラインに光学的に結合された第2の高調波変換器と、前記第1の光学素子のうちの1つ又は複数、及び前記第2の光学素子のうちの1つ又は複数を制御するよう動作可能なプロセッサと、前記プロセッサに結合されたメモリと、前記第1のビームラインからの高調波変換された光と、前記第2のビームラインからの高調波変換された光とを結合するよう動作可能な光学装置とを備える、レーザシステム。前記第1のレーザビームが第1のレーザパルスを備え、前記第2のレーザビームが第2のレーザパルスを備え、請求項16に記載のレーザシステム。前記第1のビームラインが、前置増幅器モジュール、及び第1の増幅器を備える、請求項16に記載のレーザシステム。前記前置増幅器モジュールが、時間的に成形されたパルスを生成するよう動作可能である、請求項18に記載のレーザシステム。前記第2のビームラインが、第2の前置増幅器モジュール、及び第2の増幅器を備える、請求項18に記載のレーザシステム。前記メモリが、前記第1のビームラインに関連する時間特性、及び前記第2のビームラインに関連する時間特性を定義する参照表を含む、請求項16に記載のレーザシステム。0025本発明の各実施形態は、レーザシステムに関する。より詳細には、本発明は、高効率の高調波変換されたレーザパワーを生成するための方法及びシステムに関する。ほんの一例として、本発明は、レーザ光を高調波変換し、複数のビームラインの出力を結合するための方法及びシステムに適用されてきた。これらの方法及びシステムは、様々な他の周波数変換システム、レーザ増幅器アーキテクチャ、及びレーザシステムに適用することができる。0026ICFの研究、チタニウムドープサファイヤレーザのポンピング、材料の処理、化学反応の制御など、いくつかの用途において高調波変換された高エネルギーのパルスレーザが開発されてきた。信頼性の高い効率的な高調波変換を求める要望に応えるため、高調波変換器の理論、材料、方法、及び設計の研究並びに開発に、人々のチームがかかわってきた。結晶の様々なタイプ、厚さ、及び構成を使用する設計、位相整合の方法、並びに動作強度が開発されてきた。ともかく、高調波変換は非線形プロセスなので、高調波変換効率は、入射又は変換レーザ強度に強く依存する。一般に、高調波変換効率は、ゼロ強度でのゼロから、高強度での高いピーク値まで上昇し、その後、強度がさらに上昇することによって高調波変換効率が落ちることになる。0027図1は、入力強度の関数としての高調波変換効率を示す、簡略化したグラフ100である。特に、図1には、3ωすなわち3倍の周波数出力への高調波変換効率についての代表的な曲線が示してある。ほぼ>0.6GW/cm2での、図1に示した効率の低下すなわちピークを生じる挙動は、高調波変換された光が、高い強度でレーザの基本周波数に変換されて戻ることによって起きる。0028高調波変換効率が、限定された強度範囲にわたってのみ高いという事実は、具体的にはダイナミックレンジが高い光パルスを必要とする用途において重要な意味をもつ。ダイナミックレンジが高いパルスにおいては、低強度を特徴とするパルスの部分は、高調波変換効率が低くなり、それにより、全体として考慮されるパルスの総合的な高調波変換効率が低下することになる。0029図2は、本発明の一実施形態によるICFレーザで使用するのに適した、高ダイナミックレンジのパルス形状を示す、簡略化したグラフである。図2に示す高ダイナミックレンジを特徴とするパルスの一例として、ICFパルスは、最初の長く低強度のフットパルスfootpulseと、それに続いて短く高強度の駆動パルスを含むことができ、フットパルス内のパワーは、駆動パルスのほんの数に過ぎない。パルス内のエネルギーの大部分はパルスの後半部分に存在するが、このことは、本発明の実施形態では必要とされておらず、他の実装形態では、パルスのエネルギーの大部分が、パルスの前半部分、パルスの中間部分、パルスの複数の部分にわたって分散して存在するなど、様々な時間的なパルス形状を利用することになる。0030非線形の光学結晶を使用して、パルスのフット部分と駆動部分の両方を変換するとき、変換効率は、パルスのある部分普通は駆動パルスでのみ高くなるが、パルスのその他の部分では高くならない傾向にある。通常、高調波変換中には、ピーク強度が最大変換効率に対応するように、ビームサイズが調整される。たとえば、図1に示す変換効率特性を有する高調波変換器を使用して、図2に示す高ダイナミックレンジのパルス形状を周波数変換するとき、フットパルスにおける高調波変換効率は約45であり、駆動パルスにおける高調波変換効率は約75であり、結果として、パルス全体での総合変換効率は約63になる。本発明の実施形態によれば、フットパルスに関連する高調波変換効率を増大させることにより、総合変換効率を、たとえば約20増やすことができる。その結果、各実施形態は、図2に示すパルス形状において、約72の総合高調波変換効率を達成することができる。当業者には明らかになろうが、基本周波数でのエネルギーと、レーザを励振するのに使用される入力電力との両方に対する要求条件が軽減されるので、高い高調波変換効率が非常に望ましい。図2に示すように、フットパルスは、約10nsの時刻でピークパルスの最大強度を有し、駆動パルスは、約12nsの時刻でピークを有する。したがって、フットパルスのピークは、この実施形態では駆動パルスのピークの前に生じる。さらに、駆動パルスのエネルギーの大部分は、結合パルスの後半部分すなわち、>10nsの時刻で生じることが分かる。0031図2に示す実施形態では、結合パルス主パルスとも呼ばれるが分割されて、結合パルスのエネルギーの約25を有するフットパルスと、結合パルスのエネルギーの約75を有する複数の駆動パルスになる。図において明確にするために、約10nsにおいて駆動パルスが開始する前には、結合パルスとフットパルスがオーバラップし、駆動パルスが開始する前には、結合パルスが図示されていないことに留意されたい。しかし、本発明の実施形態は、この特定の実装形態に限定されるものではなく、結合パルスをさらに分割して、たとえば、1つ又は複数のフットパルス、1つ又は複数の中域パルス、及び、1つ又は複数の駆動パルスにすることもできる。したがって、図2に示すパルスは、高調波変換効率を増大させるよう複数のビームラインを使用する様子を図示するために、一例として示したに過ぎない。目標物に衝突する複数のビームを利用する用途、たとえばICF用途では、複数のビームラインを介して運ばれる互いに異なる時間的な特性を有するパルス内の所望のエネルギーを供給することが可能であり、本発明の実施形態を利用する効率的な周波数変換を可能にする。他の実装形態では、目標物に供給する前に、複数のビームラインからのビームを結合することができる。0032本発明の実施形態によれば、ビームラインのそれぞれによって生成されるパルスの時間的形状を生成して、変換効率を上げることができる。さらに、結合されたビームラインのそれぞれによって供給される全電力に対しておおよそ比例してビームラインの数を操作することができ、個々のビームラインによって生成される強度をシステムオペレータが均一にできるようにし、それによって高調波変換効率を上げることが可能になる。いくつかの従来の設計とは対照的に、結合されたパルス持続時間の一部分で、様々なビームラインを能動状態にしてもよく、たとえば、フットパルスに関連するビームラインは、結合されたパルス持続時間の最初の部分でのみ能動状態にしてもよい。他の実装形態では、以下に述べるように、パルス持続時間全体においてビームラインを能動状態にしてもよく、各ビームラインでのパルスの時間的な特性は、結合されたパルス持続時間において変化する。0033低強度のフットパルス期間中に高調波変換効率を上げるための一方法は、直交周波数変換を使用する方法であり、この直交周波数変換では、単結晶ではなく周波数変換結晶のペアを使用することにより、高調波変換の高い強度範囲が拡張される。本質的に、一方の結晶が比較的低い強度で効率的に変換し、もう一方の結晶が比較的高い強度で効率的に変換する。変換効率の改善が著しくなる可能性があることが分かった。この方法により、結果として、高調波変換に使用される非線形の光学結晶の数が倍になるので、システムのコストが増大することになる。0034高調波変換効率を上げるための別の方法では、小径ビームを使用してフットパルスを生成し、大径ビームを使用して駆動パルスを生成する。フットビームと駆動ビームの両方について、強度が高調波変換器の最適値に近く維持されているので、高調波変換効率は全体的に高い。フットパルスと駆動パルスを同一直線上に伝搬させることにより、照射対称性が保存され、別々のビームラインを使用することにおける追加コスト及び複雑性が回避される。これらの設計では、内側のビームが外側のビームとオーバラップしないよう維持して、干渉によって高い強度特性が生成されるのを回避することが重要である。ドーナツ形状のアポダイザを用いて内側のビームと外側のビームを分離することによって、この要求事項を満たすことができ、それにより、ビーム強度が徐々に低減されて、回折によって高強度特性が生じるのを防止する。ドーナツ形状のアポダイザは、ビーム領域全体のかなりの部分を占めるので、実装形態によっては増幅器でのエネルギー抽出効率が著しく低下する。0035高調波変換効率を上げるための第3の方法では、フットパルスを、高強度の短いパルスの機能的に等価な列すなわちピケットフェンスpicket-fenceで置き換える。ピケットフェンスの強度を駆動パルスの強度に匹敵できるようにすることによって、高い高調波変換効率が実現可能になる。しかし、この方法に関連する欠点は、短パルスの列を生成するのに使用されるフロントエンドのレーザシステムの複雑さが増すこと、レーザシステム内での高強度で有害な非線形位相シフト、及び目標とする性能についての不確実性である。0036本発明の実施形態は、大きな間接駆動ICFシステムの特徴、すなわち、各レーザポート内でいくつかのビームラインを使用して、ICFの働きに適したパルスエネルギーを生成するという特徴を利用する。例として、NIF及びLMJにおいては1ポート当たり4つのビームが使用される。このLMJは、NIFと同様の、フランスに建設中のICFシステムである。各ビームラインが、完全な高ダイナミックレンジのICFレーザパルスを生成するので、総合的な高調波変換効率は低くなる。本発明によれば、放出するビームラインの数、並びに放出ビームラインによって生成される出力パワーの両方を変化させることにより、所望のパルス形状が実現する能動状態にあるビームラインの数を制御することにより、所望のパルスのダイナミックレンジのかなりの部分が実現し、能動状態にあるビームライン内の光パワーを変化させることにより、相対的に小さい部分が実現する。個々のビームラインが生成するパワー及び強度が相対的に狭い範囲に存在する場合、高調波変換器は、ピークの高調波変換効率に強度が近くなるよう設計することができる。本明細書全体を通して記述されているように、本発明の実施形態が提供する方法及びシステムにより、従来のシステムと比較して高調波変換効率が著しく改善する。0037本発明の一実施形態によれば、各ポートにおけるわずかな数のビームラインがフットパルスを生成し、残りのビームラインが駆動パルスを生成する。たとえば、レーザポート当たり4つのビームラインを用いる設計では、1つのビームラインを使用してフットパルスを生成し、残り3つのビームラインを使用して駆動パルスを生成する。0038総合変換効率が上がるのに加えて、本発明の実施形態では、従来のシステムを使用していては利用できない利点をさらに実現することができる。実装形態によっては、ピークパワーへの要求がもっとも大きいとき、すなわち駆動パルスのピークレベルにあるとき、フットパルスだけを生成するために確保されているビームラインは、パワーを生成するのに利用可能ではない可能性もある。この場合、駆動パルスを生成するために確保されているビームラインだけが、駆動パルスのピークにおいて寄与するので、駆動パルス用に確保されているビームラインのそれぞれにおいて生成されるピークパワーは、全てのビームラインすなわち、フットパルスビームラインと駆動パルスビームラインの両方が利用可能になる場合よりも大きくなる。結果として生じる、駆動パルスでのビームライン当たりの相対的に高いピークパワーは望ましくない。その理由は、光学系が相対的に大きいピーク強度、相対的に大きい損傷リスク、及び相対的に大きい非線形位相シフトに直面することである。非線形位相シフトは、損傷リスクを増大させ、目標物への焦点の質を劣化させる、ビーム内での小さいスケールの高強度特性の状況と相関関係がある。0039本発明の実施形態は、駆動パルスがピークにある間、全てのビームラインをオン状態に維持することによって、個々のビームラインが生成する最大パワーが低減され、又は最低限に抑えられるアーキテクチャを実施することにより、前述の問題点に対する解決策を提供する。特定の実施形態では、全てのビームラインをピークパワーでオン状態に維持することによって1ω増幅器からの蓄積エネルギーが抽出されるので、単一のビームラインには、フットパルス全体を生成するのに十分な残りの蓄積エネルギーがない。したがって、この実施形態では、順々にオンとオフを繰り返すいくつかのビームラインによってフットパルスが生成される。同様に、他のビームラインを順々にオン/オフすることによって、駆動パルスが生成される。どの時点においても、十分な数のビームラインがオンになって、任意の1つのビームライン内のピークパワーが確実に安全限界内にあるようになる。ビームラインのオン/オフ時間、及び、いつの時点でもオンになっているビームラインの数を慎重に選択することにより、高調波変換効率曲線のピークに近い各ビームライン内に依然として強度を維持しながら、求められるパルス形状全体を生成することができる。0040図3は、本発明の一実施形態による6つのビームラインについての、時間の関数としての出力パワーを示す、簡略化した多次元グラフである。6つのビームラインからの光パワーは、足し合わせると、図2に示すパルス形状になる。図3に示すグラフは、高い高調波変換利得を維持しながら、レーザポート内の6つのビームラインを動作させて所望の総合パルス形状を生成するための、単に実現可能な1つのパターンである。この場合も、図1に示す高調波変換効率を使用すると、図3のビームライン特性を使用して生成されたパルス全体の、予測される総合的な高調波変換効率は79であるが、その理由は、出力パワーの大部分が、ピークの高調波変換効率の近くに生成されることである。0041図3を参照すると、フットパルスに関連する第1の期間中すなわち、0~6ns、第1のビームラインがオンになり、次いで、駆動パルスに関連する第2の期間中に再度オンになって、駆動パルスの一部分すなわち、11~14nsを生成する。時間の関数として所定の強度特性を有するように、ビームライン内の強度が選択されて、ビームラインを結合した後にパルス全体を生成する。図3に示すように、ビームラインによっては、駆動パルスに関連する期間中だけに動作することができ、この期間がビームライン6で示してあり、このビームライン6は11ns~18nsまでの間にオンになる。図3のビームライン1を参照すると、本発明の実施形態により、従来の技法と比較して光増幅プロセスに関連するエネルギー抽出効率が増大する。ビームライン1については、ビームライン1内に残された残留エネルギーが存在するが、その理由は、フットパルスを生成するのに利用されるパワーが、ビームラインの能力と比較して小さいことである。フットパルスを生成するのに利用されるエネルギーは小さいので、ビームライン増幅器内には余分な蓄積エネルギーが残されており、したがって、このエネルギーを使用して、結合パルスの駆動パルス部分に寄与する助けとなることができる。したがって、本発明の実施形態は、ビームラインに含まれるパワー増幅器からのエネルギー抽出効率を上げるための方法及びシステムを提供する。0042したがって、実施形態によっては、特定のビームラインをフットビームライン又は駆動ビームラインと呼ぶことができるが、特定のビームラインは、結合パルスの1つ又は複数の部分に寄与することができ、たとえばフットビームラインは、駆動パルスエネルギーの一部分に寄与することもできる。図3に示すように、個々のビームラインのプログラム可能な時間的パルス成形により、高調波変換効率を増大させるだけでなく、様々なビームラインのパワー抽出効率を増大させる機会をもたらす。0043複数のビームラインを利用して結合パルスを生成する利点は、様々なビームラインの増幅器における非線形位相シフトを低減できることである。第1のビームラインによってフットパルスが生成され、追加のビームラインによって駆動パルスが生成されるシステムとは対照的に、第1のビームラインを使用して駆動パルスの一部分を生成すると、追加ビームラインに存在する強度及びパワーの低減を可能にすることによって、非線形位相シフトを低減させることができる。追加ビームラインでの強度及びパワーを低減させることにより、非線形位相シフトが低減し、ビーム品質が改善し、光学構成部品への損傷リスクが低減する。0044図3に示すパルス成形を利用する別の利点は、レーザの保守に関する。様々なビームラインが様々なパルス形状を生成するが、全てのビームラインは、十分に交換可能な同一又は少なくとも同様の機器を使用することができる。したがって、実施形態によっては、各レーザ構成部品又はサブシステムには、1つのタイプの予備品だけが必要になる。さらに、レーザポート内の1つのビームラインが故障すると、レーザポート内で生成されるパルス形状全体が所望の形状を有するように、残りのビームラインによって生成されるパルス形状を再フォーマットすることができる。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0045本発明の実施形態にはレーザシステムでの幅広い用途があり、本明細書に記載の方法及びシステムは、ICF用途に限定されるものではない。いくつかのレーザビームラインを使用しながら、本明細書に記載の方法及びシステムを他のレーザアーキテクチャ及び増幅器アーキテクチャで使用して、高調波変換された波長での成形光学パルスを生成することができる。これら他の用途には、高調波変換された光を有する高エネルギーのチタニウムドープサファイヤレーザ又は、他の固体レーザの直接駆動のICF及びポンピングが含まれるが、それらだけには限らない。さらに、本発明の実施形態は、高調波変換ではなく非線形光学プロセスが使用される他のレーザシステム及び増幅器システムに適用可能である。例として、そのような用途には、パルスレーザ光を使用してx線を生成すること、及びパルスレーザ光を使用してx線レーザをポンピングすることが含まれるが、それらだけには限らない。0046図3に示すビーム特性は、6つのビームラインを利用するシステムに関連するが、本発明は、ビームラインのこの特定の数に限定されるものではなく、本発明の範囲内には、他のアーキテクチャ、たとえば2つ、3つ、4つ、若しくは5つのビームラインを含め6つ未満のビームライン、又は、6つを超えるビームライン、たとえば7つ、8つ、9つ、10、11、12、若しくは12を超えるビームラインが含まれる。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0047本発明の実施形態によって提供される別の利点は、様々なビームラインの時間特性を調整して、故障事象と呼ばれることもあるビームラインのうちの1つ又は複数の劣化又は故障を補償することができる。システムにはいくらかの余剰能力があるので、ビームラインが故障した場合、その他のビームラインを使用しながら時間特性を調整して、元の時間的形状との結合パルスを生成することにより、故障したビームラインが最初に提供していたパルス形状を補償することができる。一例として、ビームライン4が完全に故障した場合、ビームライン1~3及び5~6によって生成される時間的形状を調整して、ビームライン4によって最初に生成された寄与を置き換える。ビームラインが全て故障するわけでなく、劣化するだけの場合、その他のビームラインを使用して、劣化したビームラインにおける最初の時間的形状と劣化した時間的形状との差を補償することができる。したがって、本発明の実施形態は、図5Aに関連して論じたプログラム可能なパルス形状を利用し、様々なビームラインの時間的形状を調整して、他のビームラインの故障又は劣化を補償する。0048図4は、本発明の一実施形態によるビームライン番号に応じた、高調波変換効率を示す、簡略化したグラフである。図4に示す高調波変換効率は、図3に示すビームラインと関連しており、時間積分したエネルギー変換効率である。図4に示すように、図3に示す通りビームライン2~6よりもピーク強度の低いビームライン1の変換効率は、ビームライン2~6よりも低いが、このビームラインがフットパルス期間中の強度のみを有している場合に達成されたはずの変換効率よりも著しく高い。各ビームラインでの強度を高調波変換効率曲線のピークに近く保つことにより、図4の破線で示すように、総合的な時間積分された高調波変換効率は78.8になる。実施形態によっては、変換効率のピークに近い強度を使用することにより、高調波変換器効率が低下し始める強度を超えることなく、また高調波変換パルスエネルギーを互いに異なるビームライン間で均等に分散した状態を維持しながら、要求されるパワーを生成するのに必要とされる低減数又は最小数のビームラインの使用が可能になる。0049本発明の実施形態は、1組のパルス内の全てのパルスを高調波変換するための高調波変換効率が、各パルスのうちの1つのパルスについてのピーク変換効率に近いシステムを提供する。図4に示すように、ビームライン1における高調波変換効率74.5は、最高の高調波変換効率80.7を有するビームライン5の高調波変換効率に近く、またビームライン5の高調波変換効率からほんの最小限だけ劣化している。一実施形態では、第1のパルスたとえば、ビームライン1に関連するパルスを高調波変換するための高調波変換効率は、その他のビームラインに関連するその他のパルスを高調波変換するための高調波変換効率の20以内である。特定の実施形態では、第1のパルスを高調波変換するための高調波変換効率は、その他のパルスを高調波変換するための高調波変換効率の10以内である。0050図5Aは、本発明の一実施形態による増幅器アーキテクチャの、簡略化した概略図である。図5Aを参照すると、システム500は、プロセッサ/制御装置510本明細書においてはプロセッサと呼ばれるを備え、このプロセッサを使用して、システム動作に関連する計算を実行し、様々なシステム要素に制御信号を供給する。コンピュータ読取り可能な媒体512データベース又はメモリとも呼ぶがプロセッサ510に結合されて、プロセッサ及び他のシステム要素が使用するデータを記憶する。本明細書を、全体を通してさらに完全に説明するように、プロセッサ510は、ビームライン、高調波変換器、及び光学系と対話する。一実施形態では、メモリ512は、ビームラインのうちの1つ又は複数が故障又は劣化したときに、様々なビームラインからの出力のパルス形状を再プログラムするのに利用することができる参照表を備えることができる。0051プロセッサ510は、カリフォルニア州、サンタクララのIntelCorporationが製造するPentiumプロセッサなど、命令及びデータを実行するように構成された汎用のマイクロプロセッサとすることができる。プロセッサ510は、本発明による方法をソフトウェア、ファームウェア、及び/又はハードウェアで実行するための命令の少なくとも一部分を実施する、特定用途向け集積回路ASICとすることもできる。一例として、このようなプロセッサは、専用回路、ASIC、組合せ論理、他のプログラマブルプロセッサ、これらの組合せなどを備える。0052メモリ512は、局所的なものでもよく、又は特定のアプリケーションに適宜分散することができる。メモリ512には、プログラム実行中に命令及びデータを記憶するための主ランダムアクセスメモリRAM、並びに固定命令が記憶されているリードオンリメモリROMを含め、複数のメモリが含まれ得る。したがって、メモリ512は、プログラム及びデータファイル用の永続的な不揮発性の記憶装置を提供し、メモリ512には、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、フロッピーディスクドライブに加えて、関連する取外し可能な媒体、コンパクトディスクリードオンリメモリCD-ROMドライブ、光学ドライブ、取外し可能な媒体カートリッジ、及び他の同様な記憶媒体を含み得る。0053システム500は、前置増幅器モジュールPAM1~N520-1~520-Nを含む複数のビームラインを備える。実施形態によっては、図3に示す6つのビームラインが存在するが、本発明は、この特定の数のビームラインに限定されるものではなく、ビームラインの数は、2つ~3つ以上、たとえば、4つ、6つ、8つ、10、12などの範囲にすることができる。本発明の実施形態によっては、PAMは、ファイバレーザシード光源、時間パルス成形装置、及び、ファイバレーザシード光源から生じ、時間パルス成形装置によって改変されたパルスを増幅するように動作可能な前置増幅段を備える。PAMは、この特定のアーキテクチャに限定されるものではない。図5Aに示すように、各ビームラインにPAMを備えることにより、本明細書全体を通して説明している各ビームラインにおいて異なる時間特性を有するパルスの生成が可能になる。0054ビームラインはまた、増幅器1~N530-1~530-Nを備える。増幅器は、光学利得を利用して、増幅器それぞれのPAMから生じるパルスを増幅する。本発明の実施形態によっては、増幅器は、高パワーパルスを生成するのに適した複数の増幅器スラブレットslabletsを含む高平均パワー増幅器である。実装形態によっては、増幅器の制御は、PAM内の制御装置図示せずによって提供されるが、別の実装形態では、増幅器制御は図5Aに示すプロセッサ510によって提供される。0055各ビームラインは、高調波変換器すなわち、高調波変換器1~N540-1~540-Nに光学的に結合されている。高調波変換器からの出力は、光学装置550を使用して結合され、プロセッサ510の制御下にあって、目標物上の単一箇所に集束してもよい。したがって、様々なビームラインから生じる結合ビームが、目標物に衝突する。ICF用途では、図5Aに示す複数ビームラインシステムの複数の実装形態を利用して、目標物の複数の箇所に衝突する結合ビームを生成することになる。0056複数のビームラインのそれぞれは、図5Aに示す実施形態で高調波変換器を利用するが、別の実施形態では、他の構成を利用してフットパルス及び駆動パルスを生成することができる。図5Bは、本発明の一実施形態による代替周波数変換アーキテクチャの、簡略化した概略図である。図5Bに示すように、結合パルス変換器590を使用して、結合パルスすなわち、高ダイナミックレンジパルスを変換することができる。ダイクロイックミラー592を使用して、周波数変換光を分割してミラー574へと導き、次いで、フットパルス変換器596を使用して、基本波長で残りの光を周波数変換する。これらの実施形態では、結合パルス及びフットパルスは、様々な波長、様々な伝搬方向、様々な偏光を利用することができる。さらに、図5A及び図5Bに示すように、アーキテクチャの様々な部分は、特定の実装形態に応じて適切に、結合ビーム又は個々のビームラインをサポートすることができる。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0057図6は、本発明の一実施形態による周波数変換パルスを生成する方法を示す、簡略化した流れ図である。この方法600は、第1のビームラインで伝搬する基本波長での第1のパルスを生成するステップ610と、第2のビームラインで伝搬する基本波長での第2のパルスを生成するステップ612とを含む。この方法はまた、基本波長での第1のパルスを周波数変換して、周波数変換された波長での第1の周波数変換パルスを生成するステップ614と、基本波長での第2のパルスを周波数変換して、周波数変換された波長での第2の周波数変換パルスを生成するステップ616とを含む。0058この方法はさらに、周波数変換された波長での第1の周波数変換パルスと、周波数変換された波長での第2の周波数変換パルスとを光学的に結合して、周波数変換パルスを生成するステップ618を含む。実施形態によっては、この方法は、第3のビームライン内を伝搬する基本波長での第3のパルスを生成するステップと、基本波長での第3のパルスを周波数変換して、周波数変換された波長での第3の周波数変換パルスを生成するステップと、周波数変換された波長での第3の周波数変換パルスと第1の周波数変換パルス及び第2の周波数変換パルスとを光学的に結合するステップとをさらに含む。たとえば、第1のパルスがフットパルスに関連しており、第2及び第3のパルスが駆動パルスに関連している場合、第1のパルスの後に第2のパルスのピーク及び第3のパルスのピークが生じることがある。さらに、実施形態によっては、第1のパルスは、第1の期間中の第1のエネルギーを特徴とし、第2のパルスは、第1の期間の後の第2の期間中の第2のエネルギーを特徴とする。本発明は上記3つのビームラインに限定されるものではなく、本明細書全体を通して説明するように、より多い数のビームラインに適用可能である。0059本発明の実施形態は、周波数2倍化、周波数3倍化、光パラメトリック増幅などを含め、様々な周波数変換プロセスに適用可能である。0060図6に示す具体的なステップは、本発明の一実施形態による周波数変換パルスを生成する特定の方法を示すことを理解すべきである。ステップの他の順番はまた、代替実施形態によって実行してもよい。たとえば、本発明の代替実施形態は、上記ステップを異なる順序で実行してもよい。さらに、図6に示す個々のステップには、個々のステップに応じて適切に、様々な順番で実行してもよい複数のサブステップが含まれ得る。さらに、特定の用途によっては、追加のステップを加えてもよく、又は外してもよい。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0061図7は、本発明の一実施形態による結合された光パルスを生成する方法を示す、簡略化した流れ図である。方法700は、第1の期間中での第1の特性及び第2の期間中での第2の特性を特徴とする、第1の時間パルス形状を有する第1のパルスを生成するステップ710と、複数の追加パルスを生成するステップであって、この複数の追加パルスのそれぞれが、特性及びパルスエネルギーを特徴とする関連する時間的形状を有するステップ712とを含む。関連する時間的形状は、第1の時間的形状とは異なり、第2の期間中にパルスエネルギーの大部分が存在する。例として、第1のパルスは、図3でのビームライン1と関連するパルスと同様にすることができ、複数の追加パルスは、図3でのビームライン2~6と関連するパルスと同様にすることができる。0062この方法はまた、第1のパルスを高調波変換するステップ714と、複数の追加パルスを高調波変換するステップ716とを含む。本発明の実施形態によれば、個々のビームラインは、独立して周波数変換されて、高い高調波変換効率を可能にする。一例として、第1のパルスを高調波変換するための高調波変換効率は、複数の追加パルスを高調波変換するための高調波変換効率の10以内とすることができる。他の実施形態では、高調波変換効率は、20以内、15以内、5以内、2.5以内、又は1以内である。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0063したがって、第1のパルスは、第1のビームラインにおいて高調波変換することができ、複数の追加パルスは、複数の追加ビームラインにおいて高調波変換することができる。この方法はさらに、高調波変換された第1にパルスと高調波変換された複数の追加パルスとを光学的に結合して、結合された光パルスを形成するステップ718を含む。結合された光パルスは、高ダイナミックレンジパルス図2に示すとすることができ、第1の時間中のピーク強度よりも大きい第2の時間中のピーク強度を特徴とすることができる。0064本発明の具体的な実施形態によれば、この方法は、故障事象を判定するステップを含むことができ、この故障事象とは、第1のパルスのうちの少なくとも1つ、又は複数の追加パルスのうちの1つに関連する劣化又は故障でもよい。実施形態によっては、ビームラインが機能停止することになるが、他の実施形態では、様々なビームの出力パワー及び/又はビーム品質が劣化することがある。第1のパルスのうち少なくとも1つの第1の時間的形状、又は複数の追加パルスのうちの1つに関連する関連時間的形状を改変して、故障事象を補償する。0065図7に示す具体的なステップは、本発明の一実施形態による結合された光パルスを生成する特定の方法を示すことを理解すべきである。ステップの他の順番はまた、代替実施形態によって実行してもよい。たとえば、本発明の代替実施形態は、上記ステップを異なる順序で実行してもよい。さらに、図7に示す個々のステップには、個々のステップに応じて適切に、様々な順番で実行してもよい複数のサブステップが含まれ得る。さらに、特定の用途によっては、追加のステップを加えてもよく、又は外してもよい。多くの変形形態、修正形態、及び代替実施形態が、当業者には理解されよう。0066本明細書に記載の例及び実施形態は、例示的なものに過ぎず、そうした例及び実施形態に照らした様々な修正形態又は変更形態が当業者に提案されることになり、またそうした修正形態又は変更形態は、本明細書の精神及び範囲、並びに添付特許請求の範囲に記載の範囲内に含まれるものであることも理解される。