光路に沿ってポンプ波長の光を発生させるように動作可能なポンプ源と、前記ポンプ波長の前記光を受けるように動作可能なポンプアパーチャと、前記光路に沿って配置され、レーザ波長の光を増幅するように動作可能な利得素子を備えた利得領域であって、前記光路と交差する第1の側と、前記第1の側に対向する第2の側と、前記第1及び第2の側に隣接する第3の側と、前記第3の側に対向する第4の側とを特徴とする利得領域と、前記ポンプアパーチャと前記利得領域の前記の第1の側との間に配置された二色性部分であって、前記ポンプ波長における低反射率及び前記レーザ波長における高反射率を特徴とする二色性部分と、前記利得領域の前記第3の側に近接する第1のクラッディング部分と、前記利得領域の前記第4の側に近接する第2のクラッディング部分と、を備えた光学利得構造。前記利得領域の前記第2の側に近接した前記光路に沿って配置された第2の二色性部分であって、前記ポンプ波長における高反射率及び前記レーザ波長における低反射率を特徴とする第2の二色性部分と、前記第2の二色性部分に近接した第3のクラッディング部分と、を更に備えた、請求項1に記載の光学利得構造。前記第2の二色性部分が二色性コーティングを備える、請求項2に記載の光学利得構造。前記ポンプ源が半導体レーザのアレイを備える、請求項1に記載の光学利得構造。前記二色性部分が1組のプリズム及び二色性コーティングを備える、請求項1に記載の光学利得構造。前記二色性コーティングが前記光路に対して約45°で配置される、請求項5に記載の光学利得構造。前記第1のクラッディング部分及び前記第2のクラッディング部分が、前記レーザ波長の光を吸収するように動作可能である、請求項1に記載の光学利得構造。前記ポンプ源と前記二色性部分との間に配置された光ダクトを更に備えた、請求項1に記載の光学利得構造。前記利得素子が増幅器スラブを備える、請求項1に記載の光学利得構造。偏光結合器又はスペクトル結合器の少なくとも一方を更に備えた、請求項1に記載の光学利得構造。第1の光路に沿ってポンプ光を方向付けるステップと、第1の二色性部分に前記ポンプ光を通すステップと、利得素子内で前記ポンプ光の第1の部分を吸収するステップと、前記利得素子と交差する第2の光路に沿って入力光を方向付けるステップと、前記利得素子を使用して前記入力光を増幅するステップと、第2の二色性部分を使用して、前記ポンプ光の第2の部分を前記利得素子へ向けて反射するステップと、前記利得素子から放出された自然放射増幅光を前記第1の二色性部分から反射するステップと、クラッディング領域で、前記反射された自然放射増幅光の少なくとも一部を吸収するステップと、を含む、光学利得モジュールを操作する方法。前記第1の二色性部分に前記ポンプ光を通す前に、前記ポンプ光を光ダクトに通すステップを更に含む、請求項11に記載の方法。前記利得素子が増幅器スラブを備える、請求項11に記載の方法。前記増幅器スラブに隣接した領域に冷却ガスを流すステップを更に含む、請求項13に記載の方法。前記第2の光路が前記第1の光路に略直交する、請求項11に記載の方法。前記光学利得モジュールがレーザの一部を備える、請求項11に記載の方法。前記光学利得モジュールが光学増幅器の一部を備える、請求項11に記載の方法。横励起利得素子を備えたレーザ増幅器システムであって、第1のキャビティミラーと、光路に沿って前記第1のキャビティミラーに結合された第2のキャビティミラーと、前記光路に沿って配置された利得モジュールであって、ポンプ光を供給するように動作可能なポンプ源と、前記ポンプ源に光学的に結合され、前記ポンプ光を吸収してレーザ波長の光を増幅するように動作可能な利得モジュールと、前記ポンプ光の少なくとも一部を透過し、前記レーザ波長の前記光の少なくとも一部を反射するように動作可能な二色性素子と、前記利得モジュールを部分的に囲み、前記レーザ波長の前記光の少なくとも一部を吸収するように動作可能なクラッディング領域と、を備えた利得モジュールと、前記光路に沿って配置され、出力路に沿って前記レーザ波長の光を反射するように動作可能なスイッチと、前記出力路に沿って配置された周波数変換ステージと、を備えたレーザ増幅器システム。前記利得モジュールに配置された面にある画像を前記第1のキャビティミラーにリレーするように動作可能な第1の画像リレーシステムを更に備えた、請求項18に記載のレーザ増幅器システム。前記利得モジュールが、前記光路に沿って配置された複数の利得素子を備える、請求項18に記載のレーザ増幅器システム。前記光路に沿って配置された第2の利得モジュールであって、ポンプ光を供給するように動作可能な第2のポンプ源と、前記第2のポンプ源に光学的に結合され、前記ポンプ光を吸収してレーザ波長の光を増幅するように動作可能な第2の利得モジュールと、前記ポンプ光の少なくとも一部を透過し、前記レーザ波長の前記光の少なくとも一部を反射するように動作可能な第2の二色性素子と、前記第2の利得モジュールを部分的に囲み、前記レーザ波長の前記光の少なくとも一部を吸収するように動作可能なクラッディング領域と、を備えた第2の利得モジュールと、前記第2の利得モジュールに配置された面にある画像を前記第2のキャビティミラーにリレーするように動作可能な第2の画像リレーシステムと、を更に備えた、請求項18に記載のレーザ増幅器システム。前記スイッチが、1組の4分の1波長板及び偏光スイッチを備える、請求項18に記載のレーザ増幅器システム。前記偏光スイッチがポッケルスセルを備える、請求項22に記載のレーザ増幅器システム。0039高出力の大型アパーチャDPSSLシステムは、切り離すことのできない、又は反比例するレーザ設計パラメータによりしばしば相反する多くの要件を有する。これらの設計パラメータの1つは、ダイオードポンプ光を利得スラブに注入する技術である。端面励起及び面励起技術により、放射照度を調整することによって利得プロファイルを調整可能であるという利点が得られる。しかし、このような方法は、利得媒質のポンププロファイルにおける意図しない不均一性を刻み込む傾向がある。また、このような方法は、波面収差及び低損傷閾値を受ける複雑な二色性コーティングを必要とする。0040エッジ励起は、DPSSLとともに使用するのに適した別の使用可能な技術である。しかし、大型アパーチャレーザシステムは、一般に、レーザ利得スラブの周囲に吸収クラッディングを必要とする。このクラッディングを使用して寄生レージングを避け、レーザ抽出に使用可能な貯蔵エネルギーを消耗させる横方向の自然放射増幅光ASEを低減させる。このクラッディングを通したポンピング時に、吸収がしばしばポンプ波長域まで延びるため、ポンプ輸送効率が低下し、及び/又はこの方法による効率的なポンピングが妨げられる。0041本発明の実施形態によれば、クラッディング内のポンプ吸収に関する問題を避ける横励起エッジ励起とも呼ばれるを可能にすることによって、方法及びシステムが提供される。同時に、本明細書に記載の方法及びシステムにより、ポンピング技術を抽出ビーム構造に対して独立して最適化することができるという利点が得られる。また、本発明の実施形態は、適切な波面を生じさせることによって、種々の構造に適したレーザ抽出効率を生み出すことのできる、横励起構造における利得プロファイル成形の方法を含む。本明細書全体を通して、より完全に説明するように、大型抽出アパーチャを有するガス冷却利得スラブをエッジ励起して、高平均出力用途のために積極的に冷却することができる。0042図1は、本発明の実施形態による横励起レーザ構造100を示す簡略概要図である。本明細書全体を通して、より完全に説明するように、本発明の実施形態は、利得スラブの一側の周りのクラッディングが展開するか、又は除去される展開形状を使用することにより、レーザすなわち、抽出波長波長の光例えば、ASEがクラッディング内での終端によって吸収され、ポンプレーザの波長すなわち、ポンプ波長の光が利得スラブに注入される。増幅レーザ光すなわち、抽出ビームの光路は、図の面に対して垂直である。0043図1を参照すると、利得媒質110を使用して、増幅器即ちレーザ構成に利得を与える。利得媒質110は、利得スラブ、利得スラブレット等の形状とすることができる。特定の実施に応じて、利得媒質110は、特定のスラブ実施において種々の寸法を有し、例えば、27cm×27cm×1cmである。他の寸法が本発明の範囲に含まれる。利得媒質110は、Nd:ガラス、Nd:YAG、Yb:SFAP、Yb:YAG、Yb:CaF2、Yb:ガラス、Er:YAG、Tm:YAG等を含む種々の利得材料の1又は複数を含むことができる。このような利得材料は、結晶、セラミック、又はガラスを含む1又は複数の形態で存在し得る。0044利得媒質110をポンピングするために、ポンプ光、例えば、半導体レーザからのポンプ光すなわち、ダイオードポンプ光120が光路に沿って注入されて、利得媒質110に作用する。レーザ波長における高反射率例えば、高反射HRコーティング及びポンプ波長における低反射率例えば、反射防止ARコーティングを提供する二色性構成130が設けられる。この二色性構成は、二色性構成130に隣接するHRレーザ及びARポンプインジケータにより示される。したがって、本発明の実施形態は、二色性構成によるスペクトル差を使用する。加えて、本発明の実施形態は、レーザ光と比較してポンプ光の角スペクトル差を使用する。HR及びARは、100及び0の反射率をそれぞれ示すものではなく、これらを使用して、高反射率及び低反射率をそれぞれ示す。例として、本発明の実施形態により使用されるARコーティングは、特定の実施に応じて、反射率が<5、<4、<3、<2、<1、<0.5、<0.1、<0.05、又は<0.01からの所定のスペクトル帯域幅に及ぶ。同様に、本発明の実施形態により使用されるHRコーティングは、特定の実施に応じて、反射率が>95、>96、>97、>98、>99、>99.5、>99.9、>99.95、又は>99.99からの所定のスペクトル帯域幅に及ぶ。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0045図1を参照すると、所定の角拡散例えば、<10度の円錐角により、ポンプ光を利得媒質に伝送することができる。低発散ポンプ光と対照的に、例示的な寄生光線により示される寄生光は、4πステラジアン全体に沿って伝搬する。キャビティを通る一部のレーザ伝搬方向は、キャビティの境界面の1つからの反射時に受ける損失が最小であるか又は全く損失を受けず、光線は最終的にクラッディングに向け直される。他方、ポンプ光は、比較すると小さい円錐角で伝搬して、利得媒質と周りの材料との間の屈折率の差が非常に小さいことによっても利得媒質内のポンプ光の導波が生じるようにする。0046図1を参照すると、ダイオードポンプ光120は二色性構成130を通過して、利得媒質110に作用する。利得媒質に吸収されないポンプ光は、第2の二色性構成140により反射されて、2回目に利得媒質に作用する。第2の二色性構成140は、二色性ミラーとすることができる。利得媒質の複光路ポンピングを行うことにより、高いポンプ吸収が達成される。逆に、横励起レーザ構造で伝搬するレーザ波長の光は、二色性構成130HRレーザによりクラッディングに向けて反射され、直接クラッディングに当たるか、第2の二色性構成140を通過してクラッディング150に当たる。クラッディング150は、レーザ波長の光を吸収する適切な材料から形成される。したがって、クラッディング材料及び構成は、システムで使用されるレーザ利得媒質に応じて決まる。例として、クラッディングは、量子ドット、サマリウム、クロム、コバルト、銅、その他の遷移金属、これらの組合せ等でドープされた材料例えば、ガラス、YAG、SFAP等を含むことができる。クラッディングに含まれる材料は、レーザ波長の広い吸収域を特徴とすることが好ましい。0047図1に、利得媒質110に発生するASEが、例示的な寄生光線111、112、113、114により示される。これらのASE光線は、構成がASEを吸収することによってASEによる利得低減を制限することを示すために例示されたものに過ぎない。ASE光線111は、第2の二色性構成140レーザ波長のARに向けて伝搬してこれを通過した後、クラッディング150により吸収される。ASE光線112は利得媒質から出て、クラッディングに作用し、ここで吸収される。ASE光線113は、この寄生光線がクラッディングに当たって、第1の二色性構成130に到達する前に吸収されるような角度で、ポンプアパーチャに向けて伝搬する。ASE光線114もポンプアパーチャに向けて伝搬するが、ASE光線114がクラッディングに到達する前に第1の二色性構成に当たるような角度で伝搬する。ASE光線114は、第1の二色性構成レーザ波長のHRから反射して、クラッディングに作用し、ここで吸収される。構成の形状により、第1の二色性構成によって反射された後にクラッディングで終端するか、又は第2の二色性構成を通過してクラッディングにより吸収される、多くの異なる角度のASEが生じる。したがって、ASE光線は、利得媒質を通って戻る機会を有する前にクラッディングで終端することができる。本発明の実施形態は、高平均出力で動作する横励起された大面積利得媒質のためのASEの影響を低減させる多くの設計に適用可能である。0048図2は、図1に示す横励起レーザ構造の概念的要素を示す簡略概要図である。図2に示すように、ダイオードレーザすなわち、ダイオードはポンプ源として設けられる。明確にするために、ダイオードレーザ光のコリメーション及びビーム成形と関連する光学素子は示されていない。プリズムと同様の形状を有する一連の非ドープガラス光学素子には、1053nmレーザ波長のHR及び872nmポンプ波長のARであるコーティング例えば、多層誘電体コーティングが設けられる。HRコーティングは、レーザ波長及びASEに関連する周辺波長での広い角度帯域幅に備えるように設計される。ポンプ光は、コーティングを通過して、ドープされたガラス利得スラブに作用する。非ドープガラス光学素子を通過する光強度が比較的低いため、非ドープガラス光学素子を被覆した後に、光学接着剤により接着して、単一の光学素子が形成されるようにすることができる。したがって、図2に2つの非ドープガラス光学素子間の間隙が示されるが、これは、構成の部品を示すためのものにすぎず、本発明の実施形態により必要とされるものではない。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0049第2の非ドープガラス光学素子が、ポンプ源に対向する利得スラブの側に設けられる。1053nmのAR及び872nmのHRのコーティングが、第2の非ドープガラス光学素子に形成されて、レーザ波長の寄生光を吸収エッジクラッディング220まで通す。吸収エッジクラッディング222、224も、利得スラブ図の面に平行な面を含むの他の面に隣接して設けられ、寄生光例えば、自然放射増幅光を吸収する。ポンプ源に向けて戻るように伝搬する寄生光は、非ドープガラス光学素子間の境界面に位置するコーティングにより反射して、吸収エッジクラッディングに向けられる。実施形態では、ポンプ源に隣接した側に示すように、第2の非ドープガラス光学素子が1組のプリズム状素子に置き換えられる。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0050本発明の実施形態は、慣性核融合エネルギー用のレーザドライバとしての適用を含む種々の適用で有用である。図3は、本発明の実施形態による高平均出力レーザシステムの部品としての横励起増幅器モジュールを示す簡略概要図である。ダイオードアレイ310からの放出光は、偏光多重化システム320により高められる第1の輝度であり、その後、光ダクト330を使用して、光が増幅器導波路340に入射される。光ダクト330及び増幅器導波路340の構成は、全内部反射TIRを使用して、ポンプビームの均一化を向上させる。ポンプ光を高効率で利得媒質内へ向けるために、ダクト330及び他の素子を適宜、1又は複数の方向に楔形にすることができる。偏光多重化に加えて、スペクトル多重化を使用して、ポンプ出力を向上させることができる。図示した実施形態では、ダイオードアレイ310と偏光多重化システムの他の素子との間で、半波長板を使用する。一部の実施形態では、光ダクト330が、位置に応じた厚さの楔形である小型光ダクトであり、ダイオードアレイから利得スラブへ移る図の面に垂直な方向に薄くなる。0051例としてのみ、光ダクト330は、寸法が4×25cm2で、約2cmから約1cmに楔形になった厚さを有する。図3に示す偏光多重化システムでは、873nmのHRであるコーティング322が45度に向けられて、ポンプ光のS偏光を反射し、その後、偏光子324を使用して、この光を2回目に増幅器導波路へ向けて反射する。図3では、光ダクト330及び増幅器導波路340が別個の部品として示されているが、これは本発明が必要とするものではなく、このような素子を、特定の適用に合わせて組み込むことができる。加えて、光ダクト330に関連して説明したように、増幅器導波路340を先細にするか楔形にすることにより、ポンプ光の強度を高めることができる。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0052増幅器導波路340は、入射ポンプ光について低損失すなわち、ARのレーザ拒否コーティング342により分割される。レーザ拒否コーティング342は、任意の入射角及び偏光角について1053nmのHRであり、非偏光について873nmのARである。二色性コーティングが角度に応じて変化する反射率を特徴とするため、本明細書に記載のHRコーティングは、角度及び波長に応じて一定の反射率を生じさせる必要はなく、反射率が変化することが予想される。したがって、HRという用語は、このようなコーティングを特定の反射率レベルに限定するものではなく、レーザ又はポンプ波長の光が、特定の適用に合わせて反射されることが好ましいことを示す。ポンプ光は、吸収された光の大部分を有する増幅器スラブ350にわたる全内部反射を介して伝搬する。その後、ポンプ光は、導波路360の短い部分に沿って伝搬して、増幅器スラブを通って2回目に逆反射される。逆反射は、入射及び偏光の任意の角度について1053nmのAR、及び非偏光ポンプ光について873nmのHRである二色性コーティング374により行われる。クラッディング層370、372及び図の面に平行な、図示しないクラッディング層が設けられて、寄生光を吸収する。Voranol登録商標ポッティング又は他の適切な材料を、増幅器スラブとクラッディング層とを含む光学素子間の空間又は間隙で使用することができる。Voranolポッティングは、クラッディング材料を利得媒質に接合することに備え得る材料の例として設けられる。クラッディングにエネルギーが吸収されるため、本発明者は、熱応力を低減するために利得媒質から吸収クラッディングを分離することが有利であると判断した。Voranolに加えて、他の可撓性ポッティング材料及び光学性接着剤を含む他の取付機構を使用することができる。0053図3に示す複光路ポンプ構造は、効率的な吸収に備えると同時に、増幅器スラブにわたる利得変化を最小にする。図4Aは、本発明の実施形態による、距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図4Aに示すデータについて、増幅器が、均一にドープされた増幅器スラブに結合された非ドープエッジを有するため、吸収係数は位置に応じて均一である。図4Aに示すように、増幅器スラブ左ポンプの一側からのポンピングについて、ポンプ源例えば、ダイオードアレイから離れた方向のアパーチャにわたる有効利得の単調減少が生じる。増幅器スラブ左右ポンプの両側からのポンピングにより、アパーチャにわたるより均一な有効利得プロファイルが得られる。両側ポンピングに加えて、右及び左ポンピングされた増幅器スラブを組み合わせることにより、位置に応じてポンプの不均一性を低減させることができる。図4Aに示すデータについて、0.0756cm-1の吸収係数が使用され、0.970の吸収効率が得られる。0054一部の実施形態によれば、位置に応じてドーピング濃度が変化して、図4Aに示す利得変化を更に低減させる。変化するドーピング濃度に関連する更なる説明を図11A~14Bに示す。或いは、ポンプ光の強度プロファイルを、例えば、ポンプ注入に使用される導波路の設計によりトップハットから不均一設計に修正して、利得媒質のポンプ光吸収が位置に応じて変化して、利得変化を更に低減させるようにする。更に、利得媒質を位置に応じて楔形にして例えば、ポンプ源に対向する縁部でより薄く、又はポンプ源に対向する縁部でより厚く、特定の適用に合わせた位置に応じて断面を減少又は増加させることにより、位置に応じて残りのポンプ強度を高めて、図4Aに示す吸収の単調減少に対抗する。0055図4Bは、本発明の実施形態による利得スラブ構造を示す簡略上面図である。図4Bに示す利得スラブでは、抽出レーザが、位置に応じて均一な利得材料を受ける。図4Cは、本発明の別の実施形態による利得スラブ構造を示す簡略上面図である。図4Cに示すように、抽出レーザは、利得スラブに入射する均一な強度を有するが、利得プロファイルは縁部斜線部分により示すで減少し、図4A左右ポンプに示す減少した中心利得を有する利得プロファイルに部分的又は完全に対抗する。図4Cに示す構造では、成形された利得プロファイルによりフラッタ抽出プロファイルが得られ、抽出ビームが、低い回折損失又は回折損失なしで利得領域に完全に重なることができる。図4Cに示す構成を提供する例示的な実施形態では、作成が容易となり得る、均一にドープされた複数の部片を結合して、平面のドーピング濃度の変化に等しくなり得る有効ドーピング勾配を有するアセンブリを形成する。0056システム性能及び効率を高めるために、図4Cに示す設計により、抽出レーザビームアパーチャがスラブの物理的縁部に接触することを防止し、これにより、レーザシステムの下流光学素子に影響する回折効果を防止する。同様に、利得プロファイルに段階的な遷移が設けられて、同様の回折効果を防止する。その結果、抽出ビームは、ポンピングされたアパーチャを封止する大きさとなる。本発明の一実施形態は、増幅器スラブの縁部に傾斜をつけ、非ドープ材料を縁部に結合する。この設計は、開口の縁部に、より柔軟な傾斜利得プロファイルを設ける。したがって、この構造により抽出ビームが増幅器を完全に覆うことができるため、アパーチャを封止することによる損失をなくす。0057本発明の実施形態を使用して、前述したように寄生レーザ光がクラッディング内で閉じ込められて終端される。これにより、増幅器は効率的にポンピングされ、抽出用エネルギーを効率的に貯蔵する。高平均出力下でレーザの十分な波面を維持するために、一部の実施形態では、抽出レーザと同じ方向に沿って熱を除去することにより、システム内の熱レンズ化を最小にする。図3に示すように、増幅器スラブ350の表面上のガスを加速させるための翼を含むことにより、熱除去が達成される。複数の増幅器スラブのポンピング方向を左から右へ交互にすることにより、特定のレーザ動作要件に応じたスラブの数で、利得プロファイル及び熱波面を更に均一化し対称にすることができる。25cm程度のレーザ増幅器アパーチャを有する慣性核融合エネルギードライバの特定のレーザ設計では、単一のガス冷却ブロックにまとめられた約22の増幅器スラブが使用される左右交互。0058本発明の一部の実施形態によれば、端面励起を、本明細書に開示した横励起構造と組み合わせる。例として、図4Aに示すように、端面励起を使用して、位置に応じて利得変化を低減させるか、又はなくすことができる。利得変化の修正を横励起の数パーセントのレベルで行うことにより、端面励起に使用されるポンプ源の強度を、エッジ励起に使用されるポンプ源よりも1桁小さくすることができる。したがって、一般に端面励起設計に関連するシステムの複雑性を大幅に低減させることができる。したがって、端面励起及びエッジ励起の組合せは、本発明の範囲に含まれる。0059図4Dは、本発明の実施形態による、図4Cに示す設計のための距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図4Dに示す値を計算するために、抽出ビームの大きさがポンプ領域に設定された。ビームハードクリップは、87のモードフィルを有する25cm、又は23.3cmのビームFWHMであった。したがって、これらの入力に基づき、26cm横スラブの非ドープ境界は完全に明らかに0.5cmであり、直線勾配領域は、0~100のドーピングにより1.7cm幅である。このような条件について、50のドーピング点が23.3cm幅である。図4Dに示すデータに関し、0.0756cm-1の吸収係数が使用され、0.970の吸収効率が得られた。0060利得が実際には非直線であるため、本発明の一部の実施形態は、本例よりも幅広すなわち、より急勾配になる利得プロファイルを使用するが、本発明の実施形態の基本的特徴は図4Dにより示される。名目上利得に等しいと考えられるスラブ内の同一の吸収電力に到達するために、~12のより大きいエネルギーをポンプ源から供給する。同一の正味ポンプ吸収が97の場合、ポンプのコントラストは22~27となる。0061図5A~5Cは、本発明の実施形態による偏光合成構造を示す簡略概要図である。図3に関連して説明したように、偏光合成を使用して利得媒質のポンピング効率を高めることができる。考えられる3つの異なる偏光合成構造が図5A~5Cに示される。本発明の実施形態は、これらの3つの構造に限定されず、可能性のある偏光合成構造の例として例示し記載されたものである。0062図5Aに示す第1の構造は、ダイオードアレイ505を備える。ダイオードアレイからの光は、略単一の所定の偏光状態例えば、s偏光を有するビームで放出される。第1の構造は、大型波長板510例えば、~25×25cm2、大型偏光子512例えば、~25×35cm2、及び大型ミラー514例えば、~25×35cm2を使用する。波長板510すなわち、半波長板は、ダイオードアレイの下半分からの光の偏光を第1の偏光状態例えば、s偏光から第2の偏光状態例えば、p偏光に変換する。0063ミラー514は、ダイオードアレイの上半分から偏光子512へ向けて光を反射する。この偏光子512は、第1の偏光状態例えば、s偏光を反射し第2の偏光状態例えば、p偏光を通過させるように位置合わせされる。したがって、ダイオードアレイの下半分からの変換された光は偏光子512を通過し、ダイオードアレイの上半分からの光は偏光子512から図の右側へ向けて反射される。図5Aに示す実施形態では、偏光合成構造の長さが47cmである。他の寸法が本発明の範囲に含まれる。0064図5Bに示す第2の構造は、ダイオードアレイ505を備える。第1の構造は、大型波長板520例えば、~25×25cm2、2つの偏光子522a、522b例えば、~25×17.6cm2、及び2つのミラー524a、524b例えば、~25×17.6cm2を使用する。図示した実施形態では、ダイオードアレイからの光は、略単一の所定の偏光状態例えば、s偏光を有するビームで放出される。波長板520すなわち、半波長板は、ダイオードアレイの下半分からの光の偏光を第1の偏光状態例えば、s偏光から第2の偏光状態例えば、p偏光に変換する。0065ミラー524a、524bは、ダイオードアレイの上4分の一及び下4分の一から偏光子522a、522bへ向けて光を反射し、これらの偏光子522a、522bは、第1の偏光状態例えば、s偏光を反射し第2の偏光状態例えば、p偏光を通過させるように位置合わせされる。したがって、ダイオードアレイの中央半分からの変換された光は、偏光子522、522bを通過し、ダイオードアレイの上4分の一及び下4分の一からの光は、偏光子522a、522bから図の右側へ向けて反射される。図5Aに示す実施形態では、偏光合成構造の長さは、より小型のミラー及び偏光子の使用により35cmまで短くなる。他の寸法が本発明の範囲に含まれる。0066図5Cに示す第3の構造は、2つのダイオードアレイ530、532を備える。第3の構造は、大型波長板534例えば、~25×25cm2及び大型偏光子536例えば、~25×35cm2を使用する。図示した実施形態では、2つのダイオードアレイからの光は、略単一の所定の偏光状態例えば、s偏光を有するビームで放出される。波長板534すなわち、半波長板は、ダイオードアレイ530からの光の偏光を第1の偏光状態例えば、s偏光から第2の偏光状態例えば、p偏光に変換する。0067偏光子536は、第1の偏光状態例えば、s偏光を反射し第2の偏光状態例えば、p偏光を通過させるように位置合わせされる。したがって、ダイオードアレイ530からの変換された光は偏光子536を通過し、ダイオードアレイ532からの光は偏光子536から図の右側へ向けて反射される。図5Aに示す実施形態では、偏光合成構造の長さが47cmである。他の寸法が本発明の範囲に含まれる。0068図6は、本発明の実施形態による代替ポンプ構造を示す簡略概要図である。図6に示すように、図3に関連して説明した横励起増幅器モジュールは、レーザ/増幅器システムの利得経路に沿って交互になっているため、有効利得プロファイルの不均一性を低減させる。図6に示すように、奇数の羽根が左からポンピングされ、偶数の羽根が右からポンピングされる。他の適切な構成が、本発明の範囲に含まれる。一般に、スラブの幅及び高さよりもはるかに小さい伝搬方向厚さを有する増幅器スラブが使用される。したがって、図6に示すモジュールは、図の面に垂直な増幅レーザ光の光路とともに示される。0069図7は、本発明の実施形態による横励起光学増幅器構造を示す簡略斜視図である。この等角図は、半導体レーザポンプアレイ、ポンプ光伝送システム、及びヘリウムインタクーラを含む増幅器コラムを示す。図7を参照すると、複数のポンプモジュールが、対向面からポンピングされた隣接するポンプモジュールと組み合わされる。第1のダイオードアレイ710はポンプ光を第1の二色性部分712に注入し、第2のダイオードアレイ720はポンプ光を第2の二色性部分722に注入する。図7に示すように、偏光合成を使用してポンプ光注入効率を高める。第2の二色性部分722を参照すると、ポンプ光は、増幅器スラブに向けて導波されるときに、この部分を通過する。2つのプリズム状光学素子が接合される領域を、ポンプ波長の光ARを透過しレーザ波長の光HRを反射する二色性コーティングで覆うことができる。ポンプ光は増幅器スラブ730に入射し、ポンプ波長の光HRを反射しレーザ波長の光ARを透過する第2の二色性コーティング図示せずにより、増幅器スラブへ向けて戻すように反射され得る。したがって、本明細書全体を通して説明されたように、導波及びASE拒否が行われる。冷却流体例えば、ヘリウムを増幅器スラブを通り過ぎて排出し、動作中にスラブを冷却するマニホルドを備えたインタクーラ740が設けられる。0070端面励起設計を有するシステムについて、増幅器システムで使用される1組の増幅器スラブを通してポンプ光が伝搬すると、ポンプ光強度が低下する。結果として、増幅器スラブは、システム内の位置に応じてドーピング濃度プロファイルを調整しているため、大型部品の在庫が必要になる。本発明の実施形態は、横励起構造によって各組の対の増幅器を同一の設計で使用できるようにするため、このような在庫の問題を解決する。大型の高平均出力システムについて、本発明の実施形態は、これにより在庫及び供給の観点から大きな利点をもたらす。一部の実施形態では、ポンピングを複数の方向から、例えば、図7に示すような右/左、同様の上/下、端面励起、及び/又はこれらの組合せの1又は複数から行うことができる。0071図8は、本発明の実施形態による横励起レーザ構造を示す簡略平面図である。図8に示すように、増幅レーザ光の伝搬方向に直交する方向に沿った図が示される。図7を参照すると、図8は、インタクーラ740から下方を見た図である。例示的な実施形態について与えられる種々の部品の一般的な寸法は、半導体レーザポンプアレイの20cm、偏光合成部の15cm、増幅器モジュールにつながる光ダクトの4cm、光ダクトを含む増幅器モジュールの長さの79cm、及び増幅器モジュールの交互の組の長さの106.6cmである。この例示的な実施形態では、システム全長が176.7cmである。図8に示す寸法は例として提示されたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0072図9は、本発明の実施形態によるレーザ増幅器システムを示す。図9に示すレーザ増幅器システム900は、画像リレーを用いるキャビティ内の二重増幅器構造を使用することにより、システム効率を向上させる。注入ミラー907を使用して、入力で、ビーム905をキャビティに注入する。実施形態では、入力ビームが、0.9Jのエネルギーを有するレーザパルスである。入力ビームはミラー962から反射する。入力ビームの偏光は所定の偏光例えば、s偏光であるため、入力ビーム905の偏光状態を反映するように位置合わせされた偏光子930から入力ビームが反射する。入力ビームは、4分の1波長板950を通過し、増幅器916、増幅器914を通る第1のパスを形成する。当業者に明らかなように、増幅器916、914は、図7、8に示すような1組の増幅器スラブとすることができる。0073増幅器916と増幅器914との間には、テレスコープ及びピンホール図示せずの形の空間フィルタ942が配置される。本発明の実施形態により他の空間フィルタを使用することができ、図示したピンホールフィルタは例としてのみ示される。増幅器916を通る第1の増幅パスの後、増幅器914を通る第1の増幅パスの前に、ビームが石英回転子930を通過する。リレーテレスコープ924が設けられて、増幅器914の中心に形成された画像をミラー920の反射面にリレーする。画像リレーは、増幅器914の中心、ミラー920の表面、及びシステムの他の位置に示された整列正方形の群によって示される。0074増幅光がミラー920から反射され、リレーテレスコープ924を通って戻り、1組の増幅器914、916を通る第2のパスを形成する。石英回転子932及び4分の1波長板950を2度通過した後、増幅ビームの偏光が回転して、ビームが偏光子930を通過できるようにする。ビームはリレーテレスコープ926、第2の4分の1波長板952、及びポッケルスセル960を通過する。リレーテレスコープ926は、増幅器916の中心の画像をミラー922の反射面にリレーする。ポッケルスセル960の増幅ビームの強度は、1組の増幅器を通る2つの増幅パスにより生じる。入力ビームは各増幅器914、916の複数の増幅器スラブを通過しているかもしれないが、ポッケルスセル960のビームは2回増幅ビームとも呼ばれる。ポッケルスセルを作動させて、2回増幅ビームの偏光を回転させ、ビームが偏光子930を通過するようにする。増幅器を通る更に2つのパスの後、ビームが偏光子930及びミラー962から最終光学素子972へ向けて反射する。ビームは、4つの増幅パスの後、空間フィルタ940及び周波数変換器970を通って伝送される。リレーテレスコープ946は、周波数変換器970でビームの画像を最終光学素子972へリレーする。一部の実施形態では、中性子のピンホールを使用して、核融合事象により放出された中性子により増幅器システムを保護する。0075本発明の実施形態は、1ωで6.3kJ及び3ωで3.5kJの出力エネルギーを有するレーザ増幅器システム900を提供する。システムにより、1ωの波長で25cm×25cmのハードアパーチャが可能になる。他の実施形態により、特定の適用に合わせて異なる大きさのアパーチャが提供される。0076図10は、本発明の実施形態による、光学利得モジュールを操作する方法を示す簡略フローチャートである。方法1000は、ポンプ光を第1の光路に沿って方向付けるステップ1010と、第1の二色性部分にポンプ光を通すステップ1012とを含む。また、方法は、利得素子内のポンプ光の第1の部分を吸収するステップ1014と、利得素子と交差する第2の光路に沿って入力光を方向付ける1016ステップと、利得素子を使用して入力光を増幅するステップ1018とを含む。本発明の実施形態では、利得素子が増幅器スラブを備える。図7を参照すると、第2の光路は第1の光路に略直交している。したがって、抽出方向に対して横方向にポンピングが行われる。0077方法は、第2の二色性部分を使用して、ポンプ光の第2の部分を利得素子へ向けて反射するステップと1020、利得素子から放出された自然放射増幅光を第1の二色性部分から反射するステップと1022、クラッディング領域において、反射された自然放射増幅光の少なくとも一部を吸収するステップ1024とを含む。0078本発明の実施形態によれば、ポンプ光は、第1の二色性部分を通過する前に光ダクトに通される。前述したように、方法は、利得素子例えば、増幅器スラブに隣接した領域に冷却ガスを流すステップを更に含む。図9に示すように、光学利得モジュールを、レーザシステムの一部又はレーザ増幅器システムの光学増幅器に組み込むことができる。0079図10に示す特定のステップにより、本発明の実施形態による、光学利得モジュールを操作する特定の方法が提供されることを理解すべきである。代替形態により、他の順序のステップを実行することもできる。例えば、本発明の代替形態は、前述したステップを異なる順で行うことができる。更に、図10に示す個々のステップが、個々のステップに応じた種々の順序で実行され得る複数のサブステップを含んでいてもよい。更に、特定の用途に応じて、更なるステップを追加又は除去してもよい。当業者は、多くの変更、修正、代案を認めるだろう。0080図11Aは、本発明の実施形態による、距離に応じてドーピングレベルを示す簡略グラフである。例として、ドーパントプロファイルをexpαgrxに等しいものと概算することができ、ここでαgrはドーパント勾配係数例えば、0.054cm-1、xは利得スラブ内へ延びる距離cmである。0081図11Bは、図11Aに示すドーピングレベルに関連した距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図11Bに示すグラフでは、ドーパントプロファイルにより、わずかに凹の利得プロファイルが得られる。図11Bに示す吸収効率は0.999である。0082図12Aは、本発明の別の実施形態による、距離に応じてドーピングレベルを示す簡略グラフである。例として、ドーパントプロファイルをexpαgrxに等しいものと概算することができ、ここでαgrはドーパント勾配係数例えば、0.058cm-1、xは利得スラブ内へ延びる距離cmである。0083図12Bは、図12Aに示すドーピングレベルに関連した距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図12Bに示すグラフでは、ドーパントプロファイルにより、略平らな利得プロファイルが得られる。図11Bに示す吸収効率は0.999である。0084図13Aは、本発明の更に別の実施形態による、距離に応じてドーピングレベルを示す簡略グラフである。例として、ドーパントプロファイルをexpαgrxに等しいものと概算することができ、ここでαgrはドーパント勾配係数例えば、0.07cm-1、xは利得スラブ内へ延びる距離cmである。0085図13Bは、図13Aに示すドーピングレベルに関連した距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図13Bに示すグラフでは、ドーパントプロファイルにより、わずかに凸の利得プロファイルが得られる。図11Bに示す吸収効率は1.000である。0086図14Aは、本発明の特定の実施形態による、距離に応じてドーピングレベルを示す簡略グラフである。例として、ドーパントプロファイルをexpαgrxに等しいものと概算することができ、ここでαgrはドーパント勾配係数例えば、0.1cm-1、xは利得スラブ内へ延びる距離cmである。0087図14Bは、図14Aに示すドーピングレベルに関連した距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図14Bに示すグラフでは、ドーパントプロファイルにより、非常に凸の利得プロファイルが得られる。図11Bに示す吸収効率は1.000である。0088図11A~14Aに示すドーパントプロファイルと、これにより生じる図11B~14Bに示す吸収プロファイルとは、例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。他のドーパントプロファイルが、本発明の範囲に含まれる。0089本発明の実施形態によれば、楔形増幅器を使用して、例えば、図4Aに示す均一にドープされたスラブ及び吸収プロファイルと関連した均一性よりも低い吸収効率を補償することができる。また楔形増幅器は、図4Aに示すものと比べて吸収プロファイル全体を平らにすることができる。0090図15Aは、平行面を有する増幅器スラブの簡略概要図である。均一なスラブにわたる光線路が図15Aに示され、光線がスラブを通って伝搬すると、スラブ表面から約11の反射が生じる。0091図15Bは、楔形面を有する増幅器スラブを示す簡略概要図である。図15Bに示すように、楔形面を有する楔形スラブにわたって進む同一の光線は、約22の反射を有し、均一なスラブと比べて約1.5倍の光路長さを有する。したがって、図15Bに示すように、横方向に沿った距離が増加するにつれて、光線が連続的により多くのはね返りを生じるため、横方向距離に応じて有効吸収が増加する。したがって、楔形スラブを使用する実施形態により、面が平行な均一スラブを使用した横方向距離に応じてドーピングの増加と同様の機能性が得られる。0092利得プロファイルが平らで、楔形スラブの表面から冷却が生じる場合、熱プロファイルは、通常、楔形スラブの熱伝導率の結果として、より高温の側をスラブのより厚い部分に関連させた楔形になる。加えて、楔形スラブの使用により、全内部反射TIRの維持に関連する問題を呈するおそれのある比較的大きな楔角が生じる得る。図15Bに示すように、TIR角で光線がガラスに注入されると、光路長さが約1.5倍に増加する。スラブ面に近いか、又はスラブ面に平行な方向に沿って光線が注入されると、光路長さの増加が少なくなる。楔形スラブの表面への入射角は、横方向距離に応じて着実に増加するが、表面の反射率は、角度が標準に近づくと、特に角度がTIR臨界角よりも小さくなると低下する。0093図16は、本発明の特定の実施形態による、距離に応じてポンプ吸収プロファイルを示す簡略グラフである。図16に示すように、平らな利得プロファイルを有する正規化吸収プロファイルが示される。この利得プロファイルは、平行面を有する均一なスラブの横励起と、空間的に造形された端面励起プロファイルを加えた均一なドーピングプロファイルとにより生じる。したがって、増幅器スラブの端面励起又は面励起を横励起と組み合わせて、距離に応じて空間利得プロファイルの変化を低減させる。図16に示す吸収プロファイルを達成すると、各ポンピング機構についてフルサイズのポンプ光学素子を使用できることに注目されたい。加えて、図16に示す放物線ポンププロファイル形状の形成は、ダイオードアレイ上で調整される特殊な放射照度又は端面励起に使用される他のレーザの使用を含むことができる。0094また、本明細書に記載した例及び実施形態は例示のためのものに過ぎず、これに照らした種々の修正又は変更が、当業者に提示され、本出願の精神及び範囲、並びに添付の特許請求の範囲に含まれるものであることを理解されたい。