JP4526409B2 - Method for improving contrast of laser beam and laser generator - Google Patents

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この出願の発明は、レーザー光のコントラスト向上法及びレーザー発生装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、大がかりな装置を必要とせず簡便に、かつ安価にレーザー光のコントラストを向上させる方法及びレーザー発生装置に関するものである。   The invention of this application relates to a laser beam contrast enhancement method and a laser generator. More specifically, the invention of this application relates to a method and a laser generator for improving the contrast of laser light easily and inexpensively without requiring a large-scale device.

レーザー発振器から出力される微弱なレーザー光は、一般に、まず高い増幅利得が容易に得られる再生増幅器で増幅される。再生増幅器はレーザー媒質を共振器内に配置したもので、光スイッチを用いてレーザー光を共振器内に取り込む。取り込まれたレーザー光は共振器内を多数回往復し、レーザー媒質内に蓄積されたエネルギーを十分に抽出した後、再び光スイッチにより共振器外に取り出される。このような構成においては、光スイッチを用いるため、その光スイッチでのレーザー光の切り出し漏れがあり、コントラストが悪いという問題がある。   In general, weak laser light output from a laser oscillator is first amplified by a regenerative amplifier that easily obtains a high amplification gain. The regenerative amplifier has a laser medium disposed in a resonator, and takes in laser light into the resonator using an optical switch. The captured laser light reciprocates a number of times within the resonator, and after sufficiently extracting the energy accumulated in the laser medium, it is again taken out of the resonator by the optical switch. In such a configuration, since an optical switch is used, there is a problem that a laser beam is cut out from the optical switch and the contrast is poor.

そこで、従来からコントラストの向上法として、再生増幅器の後段にパルススライサーを配置する方法（以下、ＲＡ法と称する）が広く用いられている。図１及び図２（ａ）、（ｂ）に、それぞれＲＡ法を適用した装置構成図と、再生増幅器出力後のコントラストとパルススライサー通過後のコントラストを示す。図１において、（１）はレーザー光、（２）は再生増幅器、（３）はパルススライサーである。また、図２において、（４）はプリパルス、（５）はメインパルスである。   Therefore, conventionally, as a method for improving the contrast, a method of arranging a pulse slicer in the subsequent stage of the regenerative amplifier (hereinafter referred to as RA method) has been widely used. FIG. 1 and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show an apparatus configuration diagram to which the RA method is applied, and the contrast after output of the regenerative amplifier and the contrast after passing through the pulse slicer. In FIG. 1, (1) is a laser beam, (2) is a regenerative amplifier, and (3) is a pulse slicer. In FIG. 2, (4) is a pre-pulse and (5) is a main pulse.

図１のような構成にすると、再生増幅器（２）からの出力光に対し１つ又は複数個のパルススライサー（３）により、メインパルスのみを取り出すことでコントラストを向上させることができる。このＲＡ法を用いることにより６桁、つまり１０6のコントラストが得られている。 With the configuration as shown in FIG. 1, the contrast can be improved by extracting only the main pulse from one or more pulse slicers (3) with respect to the output light from the regenerative amplifier (2). By using the RA method, a contrast of 6 digits, that is, 10 6 is obtained.

近年の高強度レーザー発生技術の進展により、レーザーの集光強度として１０20Ｗ／ｃｍ2が実現されている。このため１０10以上のコントラストがないと、高強度を有するメインパルスが物質と相互作用する前にターゲット材が破損し、かつ予備プラズマが形成され、メインパルスの物質との相互作用が妨げられる。従って、このＲＡ法で得られるコントラストでは、不十分なものになっている。 With the recent development of high-intensity laser generation technology, 10 20 W / cm 2 has been realized as the laser focusing intensity. For this reason, if there is no contrast of 10 10 or more, the target material is damaged before the main pulse having high intensity interacts with the substance, and a preliminary plasma is formed, which prevents the main pulse from interacting with the substance. Therefore, the contrast obtained by this RA method is insufficient.

最近になってコントラスト向上法として光パラメトリック増幅とチャープパルス増幅を同時に行う手法が提案された（非特許文献１）。この手法ではコントラストは光パラメトリック増幅器の増幅利得となる。このため、１０10以上のコントラストを得るにはｎＪのレーザー発振器からの出力光を１０Ｊ程度にまで増幅する必要があるので、ｋＪクラスの励起レーザーが必要となり、理論的には１０10以上のコントラストが可能であるが、非常に大型の装置構成を必要としかつ高価となるため現実的ではない。
I. N. Ross, P. Matousek, M. Towrie, A. J. Langley, J. L. Collier, "The prospect for ultrashort pulse duration and ultrahigh intensity using optical parametric chirped pulse amplifiers", Optics Communications, vol. 144, p.125-133 (1997) Recently, a method of simultaneously performing optical parametric amplification and chirp pulse amplification has been proposed as a contrast enhancement method (Non-patent Document 1). In this method, the contrast is the amplification gain of the optical parametric amplifier. For this reason, in order to obtain a contrast of 10 10 or more, it is necessary to amplify the output light from the nJ laser oscillator to about 10 J. Therefore, a kJ class excitation laser is required, and theoretically a contrast of 10 10 or more. However, it is not practical because it requires a very large device configuration and is expensive.
IN Ross, P. Matousek, M. Towrie, AJ Langley, JL Collier, "The prospect for ultrashort pulse duration and ultrahigh intensity using optical parametric chirped pulse amplifiers", Optics Communications, vol. 144, p.125-133 (1997)

この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたもので、レーザー光のコントラストを小型の装置構成で、簡便にかつ安価に向上させる方法及びレーザー発生装置を提供することを課題とする。   The invention of this application has been made in view of the circumstances as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and a laser generating apparatus that can easily and inexpensively improve the contrast of laser light with a small apparatus configuration. .

この出願の発明は、上記問題を解決するため、第１には、レーザー光の時間波形に存在するプリパルスとメインパルスの強度比であるコントラストを増大させたレーザー光を得るレーザー光のコントラスト向上法であって、レーザー発振器から出力されるレーザー光のパルス幅をパルス幅拡張器により拡張した後、再生増幅器と１つ又は複数個のパルススライサーからなる前段部増幅器を用い、再生増幅器により強度を増幅するとともにパルススライサーにより１０ ６ のオーダーのコントラストを有するレーザー光とし、減衰器によりレーザー光のコントラストを維持したまま強度を１０ −６ のオーダーで減衰させてその出力を光パラメトリック増幅器に送り、光パラメトリック増幅器で１０ ６ のオーダーの高利得化を行い、光パラメトリック増幅器で得られた高コントラストのレーザー光の強度を後段部増幅器で増幅させた後、パルス幅圧縮器によりパルス幅を圧縮して、１０ １２ のオーダーの高コントラストで高強度のレーザー光を得ることを特徴とするレーザー光のコントラスト向上法を提供する。 In order to solve the above problems, the invention of this application firstly provides a laser beam contrast improving method for obtaining a laser beam having an increased contrast, which is an intensity ratio between a pre-pulse and a main pulse existing in a time waveform of the laser beam. The pulse width of the laser light output from the laser oscillator is expanded by a pulse width expander, and then the intensity is amplified by the regenerative amplifier using a preamplifier composed of a regenerative amplifier and one or more pulse slicers. At the same time, laser light having a contrast of the order of 10 6 is obtained by the pulse slicer, the intensity is attenuated by the order of 10 −6 while maintaining the contrast of the laser light by the attenuator, and the output is sent to the optical parametric amplifier. It performs high gain of the order of 10 6 in the amplifier, the light Parametori After the intensity of the laser light obtained high contrast click amplifier is amplified by the latter stage amplifier compresses the pulse width by the pulse width compressor, obtaining a laser light of high intensity in high contrast 10 12 order of A method for improving the contrast of laser light is provided.

また、第２に、上記第１の発明において、光パラメトリック増幅器で増幅して得られるレーザー光が、周波数が時間的に変化するチャープパルス光であることを特徴とするレーザー光のコントラスト向上法を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for improving the contrast of laser light, characterized in that the laser light obtained by amplification with an optical parametric amplifier is chirped pulse light whose frequency changes with time. provide.

また、第３には、上記第１又は第２の発明において、光パラメトリック増幅器として、複数個の非線形光学結晶を用いたものを使用し、レーザー光の周波数帯域を拡大、かつ、任意の形状に制御できることを特徴とするレーザー光のコントラスト向上法を提供する。 Further, in the third, in the first or second invention, the optical parametric amplifier, using the one using a plurality of nonlinear optical crystal, a larger frequency band of the laser beam, and, in any shape Provided is a laser beam contrast enhancement method characterized by being controllable.

さらに、第４には、レーザー光の時間波形に存在するプリパルスとメインパルスの強度比であるコントラストを増大させたレーザー光を得るレーザー発生装置であって、レーザー光を出力するレーザー発振器と、レーザー発振器からのレーザー光のパルス幅を拡張するパルス幅拡張器と、再生増幅器と１つ又は複数個のパルススライサーからなり、パルス幅拡張器からのレーザー光の強度を再生増幅器で増幅するとともにパルススライサーでコントラストを１０ ６ のオーダーとする前段部増幅器と、前段部増幅器からのレーザー光を、コントラストを維持したまま強度を１０ −６ のオーダーで減衰させる減衰器と、減衰器からのレーザー光に対し１０６のオーダーの高利得化を行うパラメトリック増幅器と、光パラメトリック増幅器で得られた高コントラストのレーザー光の強度を増幅させる後段部増幅器と、後段部増幅器からのレーザー光のパルス幅を圧縮するパルス幅圧縮器を設け、１０ １２ のオーダーの高コントラストで高強度のレーザー光を得ることを特徴とするレーザー発生装置を提供する。 Further, the fourth, a laser generator to obtain the laser beam with increased contrast is the intensity ratio of the pre-pulse and main pulse present in the time waveform of the laser beam, a laser oscillator for outputting a laser beam, the laser A pulse width expander that expands the pulse width of the laser light from the oscillator, a regenerative amplifier, and one or more pulse slicers. The intensity of the laser light from the pulse width expander is amplified by the regenerative amplifier and the pulse slicer. in a preceding stage amplifier of the order of 10 6 contrast, a laser beam from the front stage amplifier, an attenuator for attenuating the order remains strength 10 -6 maintaining the contrast with respect to the laser beam from the attenuator 10 6 and parametric amplifier for performing high gain of the order of, resulting et al in optical parametric amplifier High contrast and back stage amplifier for amplifying the intensity of the laser light, the pulse width compressor for compressing the laser beam of the pulse width of the succeeding stage amplifier is provided, the high-strength high contrast 10 12 order of the laser beam to provide a laser generating apparatus characterized by obtaining.

なお、この出願の明細書において、コントラストとは、レーザー光の時間波形に存在するプリパルスとメインパルスの強度比のことを意味する。   In the specification of this application, the contrast means the intensity ratio between the pre-pulse and the main pulse existing in the time waveform of the laser beam.

この出願の発明によれば、レーザー増幅器から出力されるレーザー光を減光し、光パラメトリック増幅器で増幅することにより、レーザー光のコントラストを小型の装置構成で、簡便にかつ安価に向上させることが可能となる。   According to the invention of this application, the laser beam output from the laser amplifier is attenuated and amplified by the optical parametric amplifier, so that the contrast of the laser beam can be improved easily and inexpensively with a small device configuration. It becomes possible.

この出願の発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について、図面を参照して説明する。   The invention of this application has the features as described above, and an embodiment thereof will be described below with reference to the drawings.

図３及び図４（ａ）、（ｂ）に、それぞれこの出願の発明の実施形態にかかる例としてのレーザー光のコントラスト向上法を実施するためのレーザー発生装置の基本構成図と、従来方法で得られるコントラストとこの出願の発明の実施形態の方法で得られるコントラストを示す。     3 and 4 (a) and 4 (b) respectively show a basic configuration diagram of a laser generator for implementing a laser beam contrast enhancement method as an example according to an embodiment of the invention of this application, and a conventional method. The contrast obtained and the contrast obtained by the method of the embodiment of the invention of this application are shown.

この実施形態のレーザー発生装置は、レーザー発振器（１１）、パルス幅拡張器（１２）、前段部増幅器（１３）、減衰器（１４）、光パラメトリック増幅器（ＯＰＣＰＡ）（１５）、後段部増幅器（１６）及びパルス幅圧縮器（１７）を有する。前段部増幅器（１３）と後段部増幅器（１６）は、多段レーザー増幅器を構成する。   The laser generator of this embodiment includes a laser oscillator (11), a pulse width expander (12), a front stage amplifier (13), an attenuator (14), an optical parametric amplifier (OPPCA) (15), a rear stage amplifier ( 16) and a pulse width compressor (17). The front stage amplifier (13) and the rear stage amplifier (16) constitute a multistage laser amplifier.

レーザー発振器（１１）は、微弱なレーザー光を出力する。パルス幅拡張器（１２）は、レーザー発振器（１１）からのレーザー光のパルス幅を拡張し、前段部増幅器（１３）に送る。前段部増幅器（１３）はたとえば再生増幅器と１つ又は複数個のパルススライサーより構成され、再生増幅器で増幅されたレーザー光からメインパルスのみを取り出す。再生増幅器としては、チタンサファイア増幅器等が使用される。再生増幅器の励起光源としては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波等のレーザーが使用される。また、パルススライサーとしては、たとえばウエッジ板、ポラライザー、波長板等を利用したものが使用される。前段部増幅器（１３）からの出力光は、たとえばコントラスト１０６、波長８００ｎｍ（中心波長）、パルス幅１ｎｓ（ＦＷＨＭ）のようなレーザーパルス光となる。減衰器（１４）は、コントラストを維持したままエネルギーをたとえば１０−６のオーダーで減衰させる。そのため、光パラメトリック増幅器（１５）において必要とされる励起レーザーのエネルギーは光パラメトリック増幅器のみで同じコントラストを得るのに比して１０００分の１から１００００分の１程度で済み、小型で安価で極めて高いコントラストを得ることができる。光パラメトリック増幅器（１５）は、たとえばＢＢＯ結晶、ＬＢＯ結晶、ＣＬＢＯ結晶等の非線形光学結晶を複数個用いて構成される。複数個の非線形光学結晶を用いることにより、各結晶において位相整合角をわずかに変えて増幅する周波数帯域をずらすことにより、増幅されるレーザー光の周波数帯域を拡大、かつ、任意の形状に制御することができる。光パラメトリック増幅器（１５）の励起光源としては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波等のレーザーが使用される。光パラメトリック増幅器（１５）の増幅利得は、１０6のオーダーの高利得となる。また、光パラメトリック増幅器（１５）は広周波数帯域のレーザー光の増幅が可能であるので、光パラメトリック増幅器（１５）で増幅して得られるレーザー光は周波数が時間的に変化するチャープパルス光となる。後段部増幅器（１６）は光パラメトリック増幅器（１５）で得られた高いコントラストのレーザー光の強度をさらに増幅して数百ｍＪ程度とし、パルス幅圧縮器（１７）に送る。後段部増幅器（１６）には、たとえばチタンサファイアレーザー増幅器が使用される。また、チタンサファイアレーザー増幅器の励起光源としては、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波等のレーザーが使用される。パルス幅圧縮器（１７）は、パルス幅を圧縮して、１０１２のオーダーの高いコントラストで高いエネルギーのレーザー光を出力する。 The laser oscillator (11) outputs a weak laser beam. The pulse width expander (12) extends the pulse width of the laser light from the laser oscillator (11) and sends it to the pre-stage amplifier (13). The pre-stage amplifier (13) is composed of, for example, a regenerative amplifier and one or a plurality of pulse slicers, and extracts only the main pulse from the laser light amplified by the regenerative amplifier. A titanium sapphire amplifier or the like is used as the regenerative amplifier. As an excitation light source for the regenerative amplifier, a laser such as a second harmonic of an Nd: YAG laser is used. Further, as the pulse slicer, for example, one using a wedge plate, a polarizer, a wavelength plate, or the like is used. The output light from the pre-stage amplifier (13) becomes laser pulse light having a contrast of 10 6 , a wavelength of 800 nm (center wavelength), and a pulse width of 1 ns (FWHM), for example. The attenuator (14) attenuates the energy, for example, on the order of 10 −6 while maintaining the contrast. Therefore, the energy of the excitation laser required in the optical parametric amplifier (15) is about 1/1000 to 1/10000 compared with the case where only the optical parametric amplifier obtains the same contrast. High contrast can be obtained. The optical parametric amplifier (15) is configured by using a plurality of nonlinear optical crystals such as a BBO crystal, an LBO crystal, and a CLBO crystal. By using a plurality of nonlinear optical crystals, the frequency band of amplification is shifted by slightly changing the phase matching angle in each crystal, thereby expanding the frequency band of the amplified laser light and controlling it to an arbitrary shape. be able to. As a pumping light source of the optical parametric amplifier (15), a laser such as a second harmonic of an Nd: YAG laser is used. The amplification gain of the optical parametric amplifier (15) is as high as 10 6 . Further, since the optical parametric amplifier (15) can amplify laser light in a wide frequency band, the laser light obtained by amplification by the optical parametric amplifier (15) becomes chirped pulse light whose frequency changes with time. . The post-stage amplifier (16) further amplifies the intensity of the high-contrast laser beam obtained by the optical parametric amplifier (15) to about several hundred mJ, and sends it to the pulse width compressor (17). As the rear stage amplifier (16), for example, a titanium sapphire laser amplifier is used. As the excitation light source of the titanium sapphire laser amplifier, for example, a laser such as a second harmonic of an Nd: YAG laser is used. The pulse width compressor (17) compresses the pulse width and outputs a high energy laser beam with a high contrast on the order of 10 12 .

上記において、光パラメトリック増幅器（１５）での増幅の後に、さらに光パラメトリック増幅器での増幅を行ってもよいし、再度減衰器での減光及び光パラメトリック増幅器での増幅を行うようにしてもよい。   In the above, after amplification by the optical parametric amplifier (15), amplification by the optical parametric amplifier may be further performed, or dimming by the attenuator and amplification by the optical parametric amplifier may be performed again. .

以下に実施例を掲げてこの出願の発明をより具体的に説明する。   The invention of this application will be described more specifically with reference to the following examples.

レーザー発振器（１１）にはモードロックチタンサファイアレーザーを用いた。パルス幅拡張器（１２）にはグレーティングストレッチャーを用いた。前段部増幅器（１３）にはチタンサファイアレーザー再生増幅器と、その出力光からメインパルスのみを取り出すためのパルススライサーを２つ用いた。パルススライサーはポッケルスセルとポラライザーの組み合わせを用いた。チタンサファイアレーザー再生増幅器の励起光源としてはＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波を用いた。前段部増幅器（１３）のレーザーの出力光はコントラスト１０６、パルス当たりのエネルギー１ｍＪ、レーザー波長８００ｎｍ（中心波長）、パルス幅１ｎｓ（ＦＷＨＭ）であった。 A mode-locked titanium sapphire laser was used for the laser oscillator (11). A grating stretcher was used for the pulse width expander (12). The front stage amplifier (13) used a titanium sapphire laser regenerative amplifier and two pulse slicers for extracting only the main pulse from the output light. The pulse slicer used a combination of Pockels cell and polarizer. A second harmonic of an Nd: YAG laser was used as an excitation light source for the titanium sapphire laser regenerative amplifier. The output light of the laser of the pre-stage amplifier (13) had a contrast of 10 6 , an energy per pulse of 1 mJ, a laser wavelength of 800 nm (center wavelength), and a pulse width of 1 ns (FWHM).

減衰器（１４）にはウエッジ板１枚、８００ｎｍの波長で無反射コートを施したウエッジ板１枚、及びポラライザーと波長板の組合せを用い、入力したレーザー光の強度をコントラストは維持したまま５×１０-6減衰させた。光パラメトリック増幅器（１５）にはＢＢＯ結晶を２つ用いた。１つ目のＢＢＯ結晶のサイズは入射面が７ｍｍ×７ｍｍ、長さが１６ｍｍ、２つ目のＢＢＯ結晶のサイズは入射面が７ｍｍ×７ｍｍ、長さが１９．５ｍｍであった。光パラメトリック増幅器（１５）の励起光源としてはパルス当たりのエネルギー３００ｍＪ、レーザー波長５３２ｎｍ、パルス幅５．５ｎｓ（ＦＷＨＭ）で発振するＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波を用いた。光パラメトリック増幅器（１５）の増幅利得は６×１０6、増幅後の周波数帯域は約１００ｎｍ（ＦＷＨＭ）となる広帯域増幅であり、出力エネルギーは約２５ｍＪであった。また、ＲＡ法を用いた前段部増幅器（１３）で得られるコントラストが１０6であったので、全体として６×１０12の高いコントラストが得られた。光パラメトリック増幅器（１５）の出力光は、後段部増幅器（１６）で増幅し、一桁高い約３００ｍＪの高いエネルギーのレーザー光が得られた。後段部増幅器（１６）にはチタンサファイアレーザー増幅器を用いた。チタンサファイアレーザー増幅器の励起光源はＮｄ：ＹＡＧレーザーの第２高調波を用いた。最後に、後段部増幅器（１６）の出力光をパルス幅圧縮器（１７）で圧縮することにより、高コントラストで高エネルギーのレーザー光が得られた。 The attenuator (14) uses one wedge plate, one wedge plate coated with a non-reflective coating at a wavelength of 800 nm, and a combination of a polarizer and a wavelength plate. The intensity of the input laser beam is maintained while maintaining the contrast. X10 -6 was attenuated. Two BBO crystals were used for the optical parametric amplifier (15). The size of the first BBO crystal was 7 mm × 7 mm and the length was 16 mm, and the size of the second BBO crystal was 7 mm × 7 mm and the length was 19.5 mm. As the excitation light source of the optical parametric amplifier (15), the second harmonic of an Nd: YAG laser that oscillates at an energy of 300 mJ per pulse, a laser wavelength of 532 nm, and a pulse width of 5.5 ns (FWHM) was used. The amplification gain of the optical parametric amplifier (15) was 6 × 10 6 , the amplified frequency band was about 100 nm (FWHM), and the output energy was about 25 mJ. Further, since the contrast obtained with the pre-stage amplifier (13) using the RA method was 10 6 , a high contrast of 6 × 10 12 was obtained as a whole. The output light of the optical parametric amplifier (15) was amplified by the post-stage amplifier (16), and a high energy laser beam of about 300 mJ, which was an order of magnitude higher, was obtained. A titanium sapphire laser amplifier was used as the rear stage amplifier (16). The second harmonic of an Nd: YAG laser was used as the excitation light source for the titanium sapphire laser amplifier. Finally, the output light of the post-stage amplifier (16) was compressed by the pulse width compressor (17) to obtain high contrast and high energy laser light.

図５にコントラストの実験結果を示す。出力されるレーザー光を高速のフォトダイオードで受光し、その信号を高速のオシロスコープで測定したものである。減衰率が既知のフィルターをフォトダイオードの前に順次配置し、メインパルスが検知できる限界まで減衰させた。本測定系の検知限界は、挿入したフィルターの減衰率より４．４×１０-11であった。その後フィルターを順次取り除き、プリパルスが検知できるかどうかを確認した。フィルターを全て取り除いた状態（検知限界）でも、メインパルスの中心に対して１０．９ｎｓ前に存在するはずのプリパルスを検知できなかったので、少なくともコントラストは４．４×１０-11であり、従来よりも大幅にコントラストが向上していることが実験的に確認された。 FIG. 5 shows the experimental results of contrast. The output laser light is received by a high-speed photodiode, and the signal is measured with a high-speed oscilloscope. Filters with known attenuation factors were sequentially placed in front of the photodiodes, and attenuated to the limit where the main pulse could be detected. The detection limit of this measurement system was 4.4 × 10 −11 based on the attenuation rate of the inserted filter. Thereafter, the filters were removed in order, and it was confirmed whether a prepulse could be detected. Even when all the filters are removed (detection limit), the pre-pulse that should have existed 10.9 ns before the center of the main pulse could not be detected, so at least the contrast is 4.4 × 10 −11. It was experimentally confirmed that the contrast was significantly improved.

再生増幅器及びパルススライサーを用いた従来のレーザー光のコントラスト向上法の説明図である。It is explanatory drawing of the contrast improvement method of the conventional laser beam using a regenerative amplifier and a pulse slicer. 再生増幅器出力後のコントラスト（ａ）とパルススライサー透過後のコントラスト（ｂ）を示す図である。It is a figure which shows contrast (a) after regenerative amplifier output, and contrast (b) after pulse slicer transmission. 本発明の実施形態にかかる例としてのレーザー光のコントラスト向上法を実施したレーザー発生装置の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the laser generator which implemented the contrast improvement method of the laser beam as an example concerning embodiment of this invention. 従来方法で得られるコントラスト（ａ）とこの出願の発明で得られるコントラスト（ｂ）を示す図である。It is a figure which shows the contrast (a) obtained by the conventional method, and the contrast (b) obtained by the invention of this application. この出願の発明の実施例におけるコントラストの実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the contrast in the Example of invention of this application.

符号の説明Explanation of symbols

１１ レーザー発振器
１２ パルス幅拡張器
１３ 前段部増幅器
１４ 減衰器
１５ 光パラメトリック増幅器
１６ 後段部増幅器
１７ パルス幅圧縮器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Laser oscillator 12 Pulse width expander 13 Front stage amplifier 14 Attenuator 15 Optical parametric amplifier 16 Back stage amplifier 17 Pulse width compressor

Claims (4)

レーザー光の時間波形に存在するプリパルスとメインパルスの強度比であるコントラストを増大させたレーザー光を得るレーザー光のコントラスト向上法であって、レーザー発振器から出力されるレーザー光のパルス幅をパルス幅拡張器により拡張した後、再生増幅器と１つ又は複数個のパルススライサーからなる前段部増幅器を用い、再生増幅器により強度を増幅するとともにパルススライサーにより１０ ６ のオーダーのコントラストを有するレーザー光とし、減衰器によりレーザー光のコントラストを維持したまま強度を１０ −６ のオーダーで減衰させてその出力を光パラメトリック増幅器に送り、光パラメトリック増幅器で１０ ６ のオーダーの高利得化を行い、光パラメトリック増幅器で得られた高コントラストのレーザー光の強度を後段部増幅器で増幅させた後、パルス幅圧縮器によりパルス幅を圧縮して、１０ １２ のオーダーの高コントラストで高強度のレーザー光を得ることを特徴とするレーザー光のコントラスト向上法。 A laser beam contrast enhancement method that obtains a laser beam with an increased contrast, which is the intensity ratio between the pre-pulse and main pulse present in the time waveform of the laser beam, and the pulse width of the laser beam output from the laser oscillator. after extended by dilator, a laser beam having a reproducing amplifier and one or using the front stage amplifier comprising a plurality of pulse slicer, the contrast of 106 order of the pulse slicer amplifies the intensity by the reproduction amplifier, attenuation The intensity is attenuated to the order of 10 −6 while maintaining the contrast of the laser beam by the detector, and the output is sent to the optical parametric amplifier. The gain is increased to the order of 10 6 by the optical parametric amplifier, and obtained by the optical parametric amplifier. High contrast laser light intensity After amplified by the latter stage amplifier compresses the pulse width by the pulse width compressor, the contrast improvement process of the laser beam, characterized in that to obtain a laser light of high intensity in high contrast 10 12 order. 光パラメトリック増幅器で増幅して得られるレーザー光が、周波数が時間的に変化するチャープパルス光であることを特徴とする請求項１記載のレーザー光のコントラスト向上法。   2. The method for improving the contrast of laser light according to claim 1, wherein the laser light obtained by amplification with an optical parametric amplifier is chirped pulse light whose frequency changes with time. 光パラメトリック増幅器として、複数個の非線形光学結晶を用いたものを使用し、レーザー光の周波数帯域を拡大、かつ、任意の形状に制御できることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー光のコントラスト向上法。 3. The laser beam according to claim 1, wherein an optical parametric amplifier using a plurality of nonlinear optical crystals is used, and the frequency band of the laser beam can be expanded and controlled to an arbitrary shape. Contrast improvement method. レーザー光の時間波形に存在するプリパルスとメインパルスの強度比であるコントラストを増大させたレーザー光を得るレーザー発生装置であって、レーザー光を出力するレーザー発振器と、レーザー発振器からのレーザー光のパルス幅を拡張するパルス幅拡張器と、再生増幅器と１つ又は複数個のパルススライサーからなり、パルス幅拡張器からのレーザー光の強度を再生増幅器で増幅するとともにパルススライサーでコントラストを１０ ６ のオーダーとする前段部増幅器と、前段部増幅器からのレーザー光を、コントラストを維持したまま強度を１０ −６ のオーダーで減衰させる減衰器と、減衰器からのレーザー光に対し１０６のオーダーの高利得化を行うパラメトリック増幅器と、光パラメトリック増幅器で得られた高コントラストのレーザー光の強度を増幅させる後段部増幅器と、後段部増幅器からのレーザー光のパルス幅を圧縮するパルス幅圧縮器を設け、１０ １２ のオーダーの高コントラストで高強度のレーザー光を得ることを特徴とするレーザー発生装置。 A laser generator for obtaining a laser beam having an increased contrast, which is an intensity ratio between a pre-pulse and a main pulse, existing in the time waveform of the laser beam, a laser oscillator that outputs the laser beam, and a pulse of the laser beam from the laser oscillator It consists of a pulse width expander that expands the width, a regenerative amplifier, and one or more pulse slicers. The intensity of the laser light from the pulse width expander is amplified by the regenerative amplifier and the contrast is ordered to 10 6 by the pulse slicer. A preamplifier, an attenuator for attenuating the intensity of the laser light from the preamplifier at the order of 10 −6 while maintaining contrast, and a high gain of the order of 10 6 for the laser light from the attenuator a parametric amplifier performing, high contrast obtained by optical parametric amplifier Wherein the obtaining and the rear portion amplifier for amplifying the intensity of the laser beam, a pulse width compressor for compressing the laser beam of the pulse width of the succeeding stage amplifier is provided, the high-strength high contrast 10 12 order of the laser beam A laser generator.
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