JP2019513306A - 強度パルス形状修正を利用する超高速パルスレーザーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
12 パルス源
14 超短サブnsパルス14
16 引延し器
18 スペクトル形状
20 タップ結合器
22 強度変調器
24、66 フォトダイオード
25 RF発生器スキーム
26 リップル
28 時間領域強度プロファイル
32、34 増幅ステージ
36 パルスピッカー
38 パルス圧縮器
40、42 導波路腕部
44、58 位相変調器
46 RFフィルター
48 中央部
52 RF増幅器
54 バイアスティー
56 DC源
60 信号発生器
64 結合器
70 ファイバー
72 時間遅延ループ
Claims (12)
- psからnsのパルス持続時間範囲の光信号の一連のチャープパルスを受け取り、各光信号を第1及び第2の部分に分割するように動作可能なビームスプリッターと、
前記光信号の第2の部分を受け取り、第1の高周波(RF)信号に変換する少なくとも1つの光電子変換器と、
各光信号の前記第1の部分を受け取る強度変調器と、
前記強度変調器の出力において、前記チャープパルスのスペクトル強度プロファイルを修正するように、前記強度変調器に印加される前記RF信号を受け取り、処理する少なくとも1つのチューニング可能な高周波(RF)発生器スキームと、を含む、ニアトランスフォーム制限パルスを出力するためのサブナノ秒(サブns)パルスレーザーシステム。 - 光信号の一連のチャープサブnsパルスを出力する利得切り替えまたはモードロックレーザーとして構成された単一の横モード(SM)シードレーザーと、
前記SMシードレーザーと前記ビームスプリッターとの間に配置され、サブnsパルスをpsからnsのパルス持続時間範囲にチャープするように構成されたパルス引延し器と、
前記光信号の第1の部分を受け取り、修正された前記スペクトル強度プロファイルで増幅するファイバー増幅器を有してそれぞれ提供された単一の、または複数の増幅ステージと、
修正された前記スペクトルプロファイルで各パルスの光信号の増幅された前記第1の部分を受け取り、一連のサブnsパルスを出力するように動作可能なパルス圧縮器と、をさらに含み、
前記チャープパルスがそれぞれ、前記ビームスプリッターの入力において、時間領域で一定な改善されたパルスと、周波数領域のスペクトルリップルと、を獲得する、請求項1に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 前記ビームスプリッターが、前記強度変調器に結合された光信号の前記第1の部分が前記光電子変換器にガイドされた前記光信号の前記第2の部分よりも大きく、または前記第2の部分よりも小さく、または前記第2の部分と等しくなるように、各光信号を分割するように構成されたファイバー結合器を含み、1つの前記光電子変換器が、最大数百ギガヘルツ(GHz)の帯域で動作し、各チャープパルスの光信号の受け取った前記第2の部分を各チャープパルスの光の光強度に比例する1つのRF信号に変換する高速光検出器である、請求項1または2に記載のサブnsパルスレーザーシステム。
- 1つの前記RF発生器スキームが、
1つの前記光電子変換器の出力に結合され、第1の前記RF信号の所定の領域を通過させるように動作可能なRFフィルターと、
第1の前記RF信号のフィルターされた前記領域をフリップフロップするRFインバーターと、
光信号の前記第1の部分の前記スペクトルプロファイルを修正するために、前記強度変調器に印加された第1の前記RF信号のフリップフロップされた、フィルターされた前記領域を増幅するように動作可能なRF増幅器と、を有して構成された、請求項1から3のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 前記強度変調器が、それぞれ光信号の第1の複製をガイドする第1及び第2の導波路腕部を有して提供されたマッハ・ツェンダー干渉計であり、少なくとも第1の腕部が、前記第1の腕部内にガイドされた光信号の前記第1の部分の複製に位相シフトを導入する増幅された第1の前記RF信号を受け取る位相変調器を含み、前記第1及び第2の複製が、前記第1の複製と前記第2の複製との間の位相差を各チャープパルスの光信号の前記第1の部分の修正された強度プロファイルに変換するように、前記マッハ・ツェンダー干渉計の出力において干渉される、請求項1から4のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。
- 1つの前記RF発生器スキームと同一に構成され、前記光信号の前記第2の部分の一部を受け取って第2のRF信号を発生させる第2のRF発生器スキームをさらに含み、
前記強度変調器が、前記光信号の前記第1の部分の各複製をガイドする第1及び第2の導波路腕部を有して提供されたマッハ・ツェンダー干渉計であり、前記第1及び第2の腕部が、1つの、及び第2のRF発生器スキームとはそれぞれ異なる強度を有する増幅された第1及び第2のRF信号を受け取るそれぞれ1つの、及び第2の位相変調器を含み、前記1つの、及び第2のRF信号が、前記第1の複製と前記第2の複製との間の位相差を各チャープパルスの光信号の前記第1の部分の修正強度プロファイルに変換するように、前記マッハ・ツェンダー干渉計の出力において干渉する光信号の前記第1の部分の両複製に位相シフトを導入する、請求項1から5のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 第2のRF信号を発生させるように動作可能な第2のRF発生器スキームと、
1つの前記RF発生器スキームによって発生した前記RF信号とは異なる強度を有する前記第2のRF信号を増幅するように動作可能な第2のチューニング可能なRF増幅器と、をさらに含み、
前記強度変調器が、光信号の前記第1の部分の各複製をガイドする第1及び第2の導波路腕部を有して提供されたマッハ・ツェンダー干渉計であり、前記第1及び第2の腕部が、各増幅されたRF信号を受け取る1つの、及び第2の位相変調器をそれぞれ含み、前記第1及び第2のRF信号が、前記第1の複製と前記第2の複製との間の位相差を各チャープパルスの光信号の前記第1の部分の修正強度プロファイルに変換するように、前記マッハ・ツェンダー干渉計の出力において干渉される光信号の前記第1の部分の前記第1及び第2の複製に位相シフトを導入する、請求項1から5のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 前記強度変調器が、前記RF信号を受け取って、半導体光増幅器の出力において修正強度プロファイルを得るように、光信号の前記第1の部分への利得を選択的に提供する半導体光増幅器である、請求項1から4のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。
- 前記RF発生器スキームが、
前記強度変調器の出力において信号光の前記第1の部分の強度リップルを修正するために5から500GHzの範囲の比較的高い周波数で動作するか、または
時間領域及びスペクトル領域で放物線形状を有する信号光の変調された前記第1の部分の各パルスを提供するように、最大2GHzの比較的低い周波数で動作する、請求項1から8のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 前記ビームスプリッターと光電子変換器との間に光信号の前記第2の部分を案内して、増幅された前記RF信号及び前記強度変調器に結合された光信号の前記第1の部分を同期する少なくとも1つのファイバー遅延構成要素をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載のサブnsパルスレーザーシステム。
- 前記ビームスプリッターと1つの光電子構成要素との間の第1のファイバー遅延構成要素と、
前記第1のファイバー遅延構成要素と1つの光電子変換器との間に配置され、前記光信号の前記第2の部分を第1及び第2の部分に分割するように動作可能な追加的なファイバー結合器と、
追加的な前記結合器と前記第2のRF信号発生器スキームとの間の追加的なファイバー遅延構成要素と、をさらに含み、
前記第1及び第2のファイバー遅延構成要素が、前記第1及び第2のRF信号が各位相変調器にわたって、光信号の前記第1の部分の各複製と同期して印加されるような時間遅延で、光信号の前記第2の部分の各部分を提供するように構成された、請求項7に記載のサブnsパルスレーザーシステム。 - 前記時間遅延構成要素が、互いに対して制御可能に移動可能な複数の部分の周りに巻き付けられたファイバーを有する複数部分スプールを含む、請求項10または11に記載のサブnsパルスレーザーシステム。
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