JP7320007B2 - 共通駆動電気光学位相変調器アレイ - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、2018年7月2日に出願され、Common Drive Electro-Optic Phase Modulator Array(共通駆動電気光学位相変調器アレイ)と題された、米国仮特許出願第62/693,083号の出願日の利益を主張するものである。
[0002]本開示は、一般的には、複数の光学ビームを同時に変調する電気光学変調器(EOM)アレイに関し、より詳しくは、スペクトルビーム合成(SBC:spectral beam combining)ファイバレーザ増幅器システムに対するシードビーム源においての使用に対する用途を有するEOMアレイであって、シードビーム源は、異なる波長において光学シードビームを各々が提供する複数の主発振器を含み、EOMアレイは、共通基板と、シードビームのうちの1つを各々が受信する複数の並列導波路と、シードビームを、それらが導波路に沿って伝搬する際に変調する、RF駆動信号を受信する電極構造とを含む、EOMアレイに関する。
[0003]高パワーレーザ増幅器は、工業、商業、軍事、その他を含む、多くの用途を有する。レーザ増幅器の設計者は、これらおよび他の用途に対するレーザ増幅器のパワーを増大するための手立てを継続的に研究している。1つの知られているタイプのレーザ増幅器は、シードビームと、シードビームを増幅するポンプビームとを受信し、高パワーレーザビームを生成する、添加ファイバを用いるファイバレーザ増幅器であり、ファイバは、約10~20μm以上の有効芯直径を有する。ファイバレーザ増幅器は、それらの高効率、高パワースケーラビリティ、および、優れたビーム品質のために、指向性エネルギー兵器に対するエネルギー源として有用である。
Claims (20)
- 複数の光学ビームを同時に変調するための光学ビーム変調システムであって、前記光学ビームの各々が異なる波長を有しており、当該光学ビーム変調システムが、
上部表面を有する共通基板と、前記上部表面の内部に形成される複数の3つ以上の並列の導波路とを含む電気光学変調器(EOM)アレイであって、各々の前記導波路は、前記光学ビームのうちの1つを異なる波長で受信し、前記EOMアレイは、前記上部表面に対して形成される電極構造をさらに含む、EOMアレイと、
前記導波路上で伝搬する前記光学ビームを変調する、前記電極構造に対するRF駆動信号を提供する単一のRF源と
を備える、光学ビーム変調システム。 - 前記導波路は、U字形状の導波路である、請求項1に記載の変調システム。
- 前記電極構造は、複数の並列ストリップライン電極を含む、請求項1に記載の変調システム。
- 前記電極構造は、前記並列導波路の1つの側に設けられる第1の電極と、前記並列導波路の反対の側に設けられる第2の電極とを含む、請求項3に記載の変調システム。
- 前記電極構造は、前記並列導波路の間に、および、前記並列導波路の上に設けられる複数の並列電極を含む、請求項3に記載の変調システム。
- 前記RF源の1つの出力端子が、前記並列導波路の間の前記並列電極に電気的に結合され、前記RF源の別の出力端子が、前記並列導波路の上の前記並列電極に電気的に結合される、請求項5に記載の変調システム。
- 前記電極構造は、前記並列導波路の間に設けられる複数の並列電極を含む、請求項3に記載の変調システム。
- 前記電極構造は、前記RF源と前記電極構造との間のインピーダンス整合を提供する終端抵抗器を含む、請求項1に記載の変調システム。
- 前記共通基板は、LiNbO3基板である、請求項1に記載の変調システム。
- 前記導波路は、前記共通基板のチタン添加部分である、請求項9に記載の変調システム。
- 前記変調システムは、スペクトルビーム合成(SBC)ファイバレーザ増幅器システムにおいてのシードビーム源の部分であり、前記光学ビームは、シードビームである、請求項1に記載の変調システム。
- 前記シードビーム源は、複数の主発振器であって、その各々が別々のファイバ上において異なる波長の前記シードビームのうちの1つを提供する複数の主発振器を含み、
前記ファイバレーザ増幅器システムは、前記導波路の各々からの前記シードビームの各々を増幅する複数の別々のファイバ増幅器と、前記増幅されたビームを、発散する合成されないビームとして自由空間内へ向ける、前記増幅されたビームのすべてに応答的なエミッタアレイと、前記発散する合成されないビームを、コリメートされた合成されないビームとして集束させる、前記発散する合成されないビームに応答的なビームコリメーティング光学素子と、前記異なる波長で前記増幅されたビームのすべてが、出力ビームとして同じ方向に向けられるように、前記コリメートされた合成されないビームを空間的に合成する、前記コリメートされた合成されないビームに応答的なSBC格子と、を含む、請求項11に記載
の変調システム。 - 前記複数の主発振器、前記EOMアレイ、および前記RF源は、前記ファイバレーザ増幅器システムにおいての第1のシードビーム源モジュールとして構成され、前記ファイバレーザ増幅器システムは、複数の主発振器、EOMアレイ、RF源を各々が有する複数のシードビーム源モジュールを含み、前記シードビーム源モジュールのすべてにおける前記主発振器のすべては、前記異なる波長において動作する、請求項12に記載の変調システム。
- 各々が異なる波長を有する複数の光学ビームを変調するための電気光学位相変調器(EOM)アレイであって、上部表面を有する共通基板と、前記異なる波長の前記複数の光学ビームのうちの別々の1つを各々が受信する、前記上部表面の内部に形成される複数の3つ以上の並列導波路と、前記上部表面に対して形成される複数の並列ストリップライン電極と、を備え、
前記複数の並列ストリップライン電極は、前記3つ以上の並列導波路上で伝搬する前記複数の光学ビームを変調する単一のRF駆動信号に応答的である、EOMアレイ。 - 前記複数の並列ストリップライン電極は、前記並列導波路の1つの側に設けられる第1の電極と、前記並列導波路の反対の側に設けられる第2の電極とを含む、請求項14に記載のEOMアレイ。
- 前記複数の並列電極は、前記並列導波路の間に、および、前記並列導波路の上に設けられる複数の並列電極を含む、請求項14に記載のEOMアレイ。
- 前記複数の並列電極は、前記並列導波路の間に設けられる複数の並列電極を含む、請求項14に記載のEOMアレイ。
- スペクトルビーム合成(SBC)ファイバレーザ増幅器システムであって、
シードビーム源であって、
複数の3つ以上の主発振器であって、その各々が別々のファイバ上において異なる波長の光学シードビームを提供する複数の3つ以上の主発振器と、
電気光学位相変調器(EOM)アレイであって、上部表面を有する共通基板と、前記上部表面の内部に形成される複数の3つ以上の並列導波路とを含み、各々の導波路は、前記光学シードビームのうちの1つを受信するために、前記ファイバのうちの1つに結合され、前記EOMアレイは、前記上部表面に対して形成される電極構造をさらに含む、EOMアレイと、
前記導波路上で伝搬する前記光学シードビームを変調する、前記電極構造に対するRF駆動信号を提供する単一のRF源と、
を含む、シードビーム源と、
前記導波路のうちの1つからの前記変調された光学シードビームを各々が増幅する、複数のファイバ増幅器と、
前記増幅されたビームを、発散する合成されないビームとして自由空間内へ向ける、前記増幅されたビームのすべてに応答的なエミッタアレイと、
前記発散する合成されないビームを、コリメートされた合成されないビームとして集束させる、前記発散する合成されないビームに応答的なビームコリメーティング光学素子と、
前記異なる波長で前記増幅されたビームのすべてが、出力ビームとして同じ方向に向けられるように、前記コリメートされた合成されないビームを空間的に合成する、前記コリメートされた合成されないビームに応答的なSBC格子と、
を備える、SBCファイバレーザ増幅器システム。 - 前記電極構造は、前記並列導波路の1つの側に設けられる第1の電極と、前記並列導波路の反対の側に設けられる第2の電極と、を有する、複数の並列ストリップライン電極を含む、請求項18に記載のSBCファイバレーザ増幅器システム。
- 前記電極構造は、前記並列導波路の間に、および、前記並列導波路の上に設けられる並
列電極を有する、複数の並列ストリップライン電極を含む、請求項18に記載のSBCファイバレーザ増幅器システム。
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