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特表2023-553749レーザービーム増幅デバイス

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-25

(54)【発明の名称】レーザービーム増幅デバイス

(51)【国際特許分類】

H01S 3/23 20060101AFI20231218BHJP

H01S 3/16 20060101ALI20231218BHJP

【ＦＩ】

H01S3/23

H01S3/16

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023537186

(86)(22)【出願日】2021-12-13

(85)【翻訳文提出日】2023-08-15

(86)【国際出願番号】 EP2021085521

(87)【国際公開番号】W WO2022128931

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】2013478

(32)【優先日】2020-12-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511148123

【氏名又は名称】タレス

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部達彦

(72)【発明者】

【氏名】セバスチャン・ロー

(72)【発明者】

【氏名】アラン・ペルグリーナ

(72)【発明者】

【氏名】サンドリーヌ・リコー

(72)【発明者】

【氏名】オリヴィエ・カサグランデ

(72)【発明者】

【氏名】マチルダ・シャールボノー

【テーマコード（参考）】

5F172

【Ｆターム（参考）】

5F172AE03

5F172AE06

5F172AE12

5F172AE15

5F172AF06

5F172AF07

5F172AL07

5F172CC07

5F172CC10

5F172DD01

5F172NN06

5F172NN08

5F172NS18

(57)【要約】

本発明は、多波長レーザービームを増幅するためのデバイス（１０）であって、デバイス（１０）は、
ａ．第１の非ゼロの傾斜で互いに対して傾斜されている前面（２０）および反射性の後面（２２）を有する第１の活性レーザー媒質（Ｍ１）と、
ｂ．第１の活性レーザー媒質（Ｍ１）の後面（２２）によって反射されて前面（２０）によって屈折されたビーム（Ｆ_Ｒ１）を受け取るのに適切な前面（２０）および反射性の後面（２２）を有する第２の活性レーザー媒質（Ｍ２）であって、前面（２０）および後面（２２）は、第２の非ゼロの傾斜で互いに対して傾斜されており、第１の傾斜、第２の傾斜、および、第２の活性レーザー媒質（Ｍ２）の配向は、第２の活性レーザー媒質（Ｍ２）の出力ビーム（Ｆ_Ｒ２）を形成する、それぞれの波長のサブビームが、第２の活性レーザー媒質（Ｍ２）の出力において互いに平行になるようになっている、第２の活性レーザー媒質（Ｍ２）と
を含む、デバイス（１０）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多波長レーザービームの増幅デバイス（１０）であって、前記増幅デバイス（１０）は、
ａ．第１の屈折率（ｎ１）を有する第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）であって、前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）は、少なくとも２つの平面を有しており、前記少なくとも２つの平面は、入射ビーム（Ｆ_Ｉ）と呼ばれる、増幅されることとなるビームを受け取るのに適切な前面（２０）、および、反射性の後面（２２）を含み、前記前面（２０）は、非ゼロの第１の傾斜（β_１）で前記後面（２２）に対して傾斜されており、前記後面（２２）は、冷却されるのに適切である、第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）と、
ｂ．第２の屈折率（ｎ２）を有する第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）であって、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）は、少なくとも２つの平面を有しており、前記少なくとも２つの平面は、前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）の前記後面（２２）によって反射されて前記前面（２０）によって屈折されたビーム（Ｆ_Ｒ１）を受け取るのに適切な前面（２０）、および、反射性の後面（２２）を含み、前記前面（２０）は、非ゼロの第２の傾斜（β_２）で前記後面（２２）に対して傾斜されており、前記後面（２２）は、冷却されるのに適切であり、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）は、前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）の前記後面（２２）によって反射されて前記前面（２０）によって屈折された前記ビーム（Ｆ_Ｒ１）の経路に沿って配置されており、前記第１の傾斜（β_１）、前記第２の傾斜（β_２）、および、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の配向は、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の出力ビーム（Ｆ_Ｒ２）を形成する、それぞれの波長のサブビームが、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の出力において互いに平行になるようになっている、第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）と
を含む、増幅デバイス（１０）。

【請求項2】

前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）の前記前面（２０）は、軸線Ｏｚに対して垂直になっており、前記第１の傾斜（β_１）は、平面ｘＯｚにおいて角度β_１’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_１”を形成しており、前記第２の傾斜（β_２）は、平面ｘＯｚにおいて角度β_２’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_２”を形成しており、以下の条件：

【数1】

が満たされる、請求項１に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項3】

前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）は、
ａ．前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記前面（２０）が、前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）の前記前面（２０）に平行になり、
ｂ．前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記後面（２２）が、前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）の前記後面（２２）に平行になるように、
前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）に対して配置されている、請求項１または２に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項4】

前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記出力における前記ビーム（Ｆ_Ｒ２）は、前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の直径（Φ）と比較して拡大された直径（Φ＋ΔΦ）を有しており、前記増幅デバイス（１０）は、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記出力における前記ビーム（Ｆ_Ｒ２）の拡大（ΔΦ）を補償するのに適切な光学的補償アッセンブリ（３０）を含み、前記増幅デバイス（１０）の出力ビーム（Ｆ_Ｓ）が、前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の前記直径（Φ）に実質的に等しい直径を有するようになっている、請求項１から３のいずれか一項に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項5】

前記光学的補償アッセンブリ（３０）は、
ａ．第３の屈折率（ｎ３）を有する第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）であって、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）は、少なくとも２つの平面を有しており、前記少なくとも２つの平面は、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記出力における前記ビーム（Ｆ_Ｒ２）を受け取るのに適切な前面（２０）、および、反射性の後面（２２）を含み、前記前面（２０）は、非ゼロの第３の傾斜（β_３）で前記後面（２２）に対して傾斜されており、前記後面（２２）は、冷却されるのに適切である、第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）と、
ｂ．第４の屈折率（ｎ４）を有する第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）であって、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）は、少なくとも２つの平面を有しており、前記少なくとも２つの平面は、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の前記後面（２２）によって反射されて前記前面（２０）によって屈折されたビーム（Ｆ_Ｒ３）を受け取るのに適切な前面（２０）、および、反射性の後面（２２）を含み、前記前面（２０）は、非ゼロの第４の傾斜（β_４）で前記後面（２２）に対して傾斜されており、前記後面（２２）は、冷却されるのに適切であり、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）は、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の前記後面（２２）によって反射されて前記前面（２０）によって屈折された前記ビーム（Ｆ_Ｒ３）の経路に沿って配置されている、第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）と
を含み、
前記第３の傾斜（β_３）、前記第４の傾斜（β_４）、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の配向、および、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の配向は、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の出力ビーム（Ｆ_ｓ）が、前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の前記直径（Φ）に実質的に等しい直径を有するようになっており、前記出力ビーム（Ｆ_Ｓ）を形成する、それぞれの波長のサブビームが、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の出力において互いに平行になるようになっている、請求項４に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項6】

前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の前記前面（２０）は、軸線Ｏｚに対して垂直になっており、前記第３の傾斜（β_３）は、平面ｘＯｚにおいて角度β_３’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_３”を形成しており、前記第４の傾斜（β_４）は、平面ｘＯｚにおいて角度β_４’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_４”を形成しており、以下の条件：

【数2】

が満たされる、請求項５に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項7】

前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）は、
ａ．前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の前記前面（２０）が、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の前記前面（２０）に平行になり、
ｂ．前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）の前記後面（２２）が、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の前記後面（２２）に平行になるように、
前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）に対して配置されている、請求項５または６に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項8】

前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）、および前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）は、同一である、請求項５から７のいずれか一項に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項9】

前記第１の固体活性レーザー媒質（Ｍ１）、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）、前記第３の固体活性レーザー媒質（Ｍ３）、および前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）は、いわゆる参照増幅ユニットを形成しており、前記第４の固体活性レーザー媒質（Ｍ４）の前記後面（２２）によって反射されて前記前面（２０）によって屈折されたビーム（Ｆ_Ｒ４）は、前記参照増幅ユニットの出力ビーム（Ｆ_ｓ）を形成しており、前記増幅デバイス（１０）は、前記参照増幅ユニットと同一の１つまたは複数の連続的な増幅ユニットを含み、それぞれの増幅ユニットは、入力ビームとして、先行する増幅ユニットの前記出力ビームを受け取るように配置されている、請求項５から８のいずれか一項に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項10】

前記光学的補償アッセンブリ（３０）は、少なくとも１つのミラーを含み、前記少なくとも１つのミラーは、前記増幅デバイス（１０）の前記出力ビーム（Ｆ_ｓ）が前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の上に重ね合わせられるように配置されている、請求項４から９のいずれか一項に記載の増幅デバイス（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多波長レーザービームを増幅するためのデバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

本発明の分野は、科学的な、産業的な、医療的な、および軍事的な用途のための固体レーザー供給源の分野である。より具体的には、本発明は、有利には、レーザービームの伝播の軸線に沿ったそのアパーチャーと比較して相対的に小さな厚さを有する（典型的に、１：３未満）活性レーザー媒質材料（たとえば、結晶など）のために使用される。

【0003】

ポンピングレーザーの技術は、近年、大幅に発展し、今では、少なくとも１００ワットの平均ポンピングパワーを与えるパルスレーザー供給源を有することが可能である。

【0004】

しかし、特定の数の構成は、高いエネルギーおよび高い平均パワー（より高い繰り返し率）が求められる新世代のポンプレーザーと互換性がない。

【0005】

現在の技術では、活性レーザー媒質のフォームファクター（典型的に、増幅器ファイバー、非常に薄型のディスク、スラブ、およびいわゆる厚型ディスク）に作用することによって、活性レーザー媒質の中の熱的パワーを抽出するために、さまざまな解決策が使用されている。

【0006】

厚型ディスクの解決策は、アモルファス材料（たとえば、ガラスなど）、透明セラミック、または結晶（たとえば、Ｔｉ：ＳＡ（チタン：サファイヤの略称）など）などのような、特定の活性レーザー媒質によく適している。材料の大きな増幅スペクトルに起因して、そのような解決策は、高いエネルギーレベル、高い平均パワー、および、短いパルス持続期間を得ることを可能にする。

【0007】

厚型ディスク技術では、活性レーザー媒質は、その後面を通して冷却される。次いで、冷却は、流体（液体もしくはガスのいずれか）または固体によって取得される。後面を通したそのような冷却は、熱交換表面を増加させる。そのうえ、それは、活性レーザー媒質を通してレーザーの伝播の方向に沿って温度勾配を発生させるために使用されることが可能であり、また、高い熱抽出を実現するためにも使用されることが可能である。活性レーザー媒質の中の温度の変化に関係する指数変化は、主に、レーザービームの伝播の方向と同じ方向に沿って配向された勾配である。

【0008】

しかし、後方表面冷却を備えたレーザー増幅デバイスは、活性レーザー媒質（たとえば、結晶）の反射性の後方表面に起因して、ビームの幾何学的な逆戻りを誘発させる。次いで、活性レーザー媒質の出力面は、入力面と同じであり、それは、スプリアスパルス（前面におけるスプリアス反射に起因する）がメインパルスの前に見出され、したがって、パルスの時間的コントラストを劣化させるということを意味している。時間的コントラストは、メインパルスの強度とパルスおよび／または任意のスプリアスパルスのフットとの間の比として定義される。

【0009】

そのような劣化を回避するために、メインパルスおよびスプリアスパルスを分離するように、どのように空気／結晶界面を修正するかということが、特許ＥＰ２９１５２２６Ｂから知られている。この目的のために、活性レーザー媒質の前面は、非ゼロの角度でその後面に対して傾斜されている。それによって、活性レーザー媒質を通る伝播の後に、スプリアス反射は、メインパルスから空間的に分離されており、時間的コントラストは、もはやスプリアス反射によって劣化されない。

【0010】

短いパルス（ブロードスペクトルを有する）に関して、前記角度は、ＥＰ２９１５２２６Ｂに説明されているように、ビームの経路に沿って位置決めされている補償プリズムによって補償されるプリズム効果を作り出す。それによって、活性レーザー媒質の複数回の通過が実施されるときには、複数のプリズムが、増幅デバイスの中に使用されなければならない。

【0011】

財務的な影響だけでなく、伝送のために多くの光学的な［パーツ］を使用することは、光学損失の源および潜在的な故障の源である（損傷は、レーザーの使用不能、パーツを修理するコスト、および、再調整のための労力につながる）。

【0012】

したがって、冷却および時間的コントラストの観点から満足できるままの状態で光学損失を最小化することとなる増幅デバイスのための必要性が存在している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】ＥＰ２９１５２２６Ｂ

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0014】

この目的のために、本発明の主題は、多波長レーザービームを増幅するためのデバイスであって、デバイスは、
ａ．第１の屈折率を有する第１の固体活性レーザー媒質であって、第１の活性レーザー媒質は、少なくとも２つの平面を有しており、少なくとも２つの平面は、入射ビームと呼ばれる、増幅されることとなるビームを受け取るのに適切な前面、および、反射性の後面を含み、前面は、第１の非ゼロの傾斜で後面に対して傾斜されており、後面は、冷却されるのに適切である、第１の固体活性レーザー媒質と、
ｂ．第２の屈折率を有する第２の固体活性レーザー媒質であって、第２の活性レーザー媒質は、少なくとも２つの平面を有しており、少なくとも２つの平面は、第１の活性レーザー媒質の後面によって反射されて前面によって屈折されたビームを受け取るのに適切な前面、および、反射性の後面を含み、前面は、第２の非ゼロの傾斜で後面に対して傾斜されており、後面は、冷却されるのに適切であり、第２の活性レーザー媒質は、第１の活性レーザー媒質の後面によって反射されて前面によって屈折されたビームの経路に沿って配置されており、第１の傾斜、第２の傾斜、および、第２の活性レーザー媒質の配向は、第２の活性レーザー媒質の出力ビームを形成する、それぞれの波長のサブビームが、第２の活性レーザー媒質の出力において互いに平行になるようになっている、第２の固体活性レーザー媒質と
を含む、デバイスである。

【0015】

他の有利な本発明の態様によれば、デバイスは、個別にまたはすべての技術的に可能な組み合わせにしたがってとられる、１つまたは複数の以下の特徴を含む。
－第１の活性レーザー媒質の前面は、軸線Ｏｚに対して垂直になっており、第１の傾斜は、平面ｘＯｚにおいて角度β_１’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_１”を形成しており、第２の傾斜は、平面ｘＯｚにおいて角度β_２’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_２”を形成しており、以下の条件：

【数1】

が満たされる。
－第２の活性レーザー媒質は、
ａ．第２の活性レーザー媒質の前面が、第１の活性レーザー媒質の前面に平行になり、
ｂ．第２の活性レーザー媒質の後面が、第１の活性レーザー媒質の後面に平行になるように、
第１の活性レーザー媒質に対して配置されている。
－第２の活性レーザー媒質の出力におけるビームは、入射ビームの直径と比較して拡大された直径を有しており、増幅デバイスは、第２の活性レーザー媒質の出力におけるビームの拡大を補償するのに適切な光学的補償アッセンブリを含み、増幅デバイスの出力ビームが、入射ビームの直径に実質的に等しい直径を有するようになっている。
－光学的補償アッセンブリは、
ａ．第３の屈折率を有する第３の固体活性レーザー媒質であって、第３の活性レーザー媒質は、少なくとも２つの平面を有しており、少なくとも２つの平面は、第２の活性レーザー媒質の出力におけるビームを受け取るのに適切な前面、および、反射性の後面を含み、前面は、第３の非ゼロの傾斜で後面に対して傾斜されており、後面は、冷却されるのに適切である、第３の固体活性レーザー媒質と、
ｂ．第４の屈折率を有する第４の固体活性レーザー媒質であって、第４の活性レーザー媒質は、少なくとも２つの平面を有しており、少なくとも２つの平面は、第３の活性レーザー媒質の後面によって反射されて前面によって屈折されたビームを受け取るのに適切な前面、および、反射性の後面を含み、前面は、第４の非ゼロの傾斜で後面に対して傾斜されており、後面は、冷却されるのに適切であり、第４の活性レーザー媒質は、第３の活性レーザー媒質の後面によって反射されて前面によって屈折されたビームの経路に沿って配置されている、第４の固体活性レーザー媒質と
を含み、
第３の傾斜、第４の傾斜、第３の活性レーザー媒質の配向、および、第４の活性レーザー媒質の配向は、第４の活性レーザー媒質の出力ビームが、入射ビームの直径に実質的に等しい直径を有するようになっており、前記出力ビームを形成する、それぞれの波長のサブビームが、第４の活性レーザー媒質の出力において互いに平行になるようになっている。
－第３の活性レーザー媒質の前面は、軸線Ｏｚに対して垂直になっており、第３の傾斜は、平面ｘＯｚにおいて角度β_３’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_３”を形成しており、第４の傾斜は、平面ｘＯｚにおいて角度β_４’を形成し、平面ｙＯｚにおいてβ_４”を形成しており、以下の条件：

【数2】

が満たされる。
－第３の活性レーザー媒質は、
ａ．第３の活性レーザー媒質の前面が、第４の活性レーザー媒質の前面に平行になり、
ｂ．第３の活性レーザー媒質の後面が、第４の活性レーザー媒質の後面に平行になるように、
第４の活性レーザー媒質に対して配置されている。
－第１の活性レーザー媒質、第２の活性レーザー媒質、第３の活性レーザー媒質、および第４の活性レーザー媒質は、同一である。
－第１の媒質、第２の媒質、第３の媒質、および第４の媒質は、いわゆる参照増幅ユニットを形成しており、第４の媒質の後面によって反射されて前面によって屈折されたビームは、参照増幅ユニットの出力ビームを形成しており、増幅デバイスは、参照増幅ユニットと同一の１つまたは複数の連続的な増幅ユニットを含み、それぞれの増幅ユニットは、入力ビームとして、先行する増幅ユニットの出力ビームを受け取るように配置されている。
－光学的補償アッセンブリは、少なくとも１つのミラーを含み、少なくとも１つのミラーは、増幅デバイスの出力ビームが入射ビームの上に重ね合わせられるように配置されている。
－活性レーザー媒質の前面は、入射ビームを受け取るのに適切であり、入射ビームから、第１のスプリアスビームと呼ばれるビームを反射するのに適切であり、第１の光学的リターンユニットは、第１のスプリアスビームの経路の外側に配置されている。
－活性レーザー媒質の前面は、第１の活性レーザー媒質の出力におけるビームを受け取るのに適切であり、受け取られたビームから、第２のスプリアスビームと呼ばれるビームを反射するのに適切であり、第３の活性レーザー媒質は、第１のスプリアスビームの経路の外側に配置されている。
－第３の活性レーザー媒質の前面は、第２の活性レーザー媒質の出力におけるビームを受け取るのに適切であり、受け取られたビームから、第３のスプリアスビームと呼ばれるビームを反射するのに適切であり、第４の活性レーザー媒質は、第３のスプリアスビームの経路の外側に配置されている。

【0016】

本発明の他の特徴および利点は、単に限定的な例として与えられている本発明の実施形態にしたがう以下の説明を読み、以下の図面を参照すると、明らかになることとなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態による増幅デバイスの概略平面図表現である。

【図2】第２の実施形態の使用の例による増幅デバイスの概略平面図表現である。

【図3】第２の実施形態の使用の別の例による増幅デバイスの概略平面図表現である。

【図4】第３の実施形態による増幅デバイスの概略平面図表現である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以降では、説明において、伝播方向ｚが定義され、それは、図では、軸線ｚによって表され、レーザービームの伝播方向に対応している。第１の横断方向が定義され、それは、伝播の方向に対して垂直になっており、図では、軸線ｘによって表されており、平面（ｘＯｚ）が増幅デバイス１０の上面図に対応するようになっている。また、第２の横断方向が定義され、それは、伝播の方向ｚおよび第１の横断方向ｘに対して垂直になっている。第２の横断方向ｙは、図では、軸線ｙによって表されており、平面（ｙＯｚ）が増幅デバイス１０の側面図に対応するようになっている。

【0019】

以降では、説明において、「色空間分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｓｐａｔｉａｌｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）」という用語は、光学的表面における波長の関数として偏差角度の変動に起因するビームの角度的な分散を意味している。「色横方向分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）」という用語は、２つの光学的表面（その界面は平行になっている）（平行な面を有するプレート）を通過するのに続いて、波長（瞳孔のシフト）の関数としてのビームの直径の拡大を意味している。

【0020】

増幅デバイス１０の第１の実施形態が、図１に図示されている。

【0021】

増幅デバイス１０は、レーザービーム（とりわけ、多波長パルスレーザービーム）を増幅するように構成されている。増幅されることとなるビームは、たとえば、赤外線ビームである。

【0022】

増幅されることとなるビームは、たとえば、１０ワット（Ｗ）よりも大きい平均パワーを有する。

【0023】

第１の実施形態による増幅デバイス１０は、少なくとも活性レーザー媒質Ｍ１および少なくとも第２の活性レーザー媒質Ｍ２を含む。

【0024】

第１の媒質Ｍ１は、固体媒質である。第１の媒質Ｍ１は、たとえば、チタンがドープされたサファイヤなどのような結晶、または、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＣａＦ２、または、ポリマー、セラミック、もしくはガラス、または、固体状態にある任意の他の材料である。

【0025】

第１の媒質Ｍ１は、第１の屈折率ｎ１を有している。

【0026】

優先的には、以下の関係が検証される：

【数3】

ここで、ν１は、第１の活性レーザー媒質Ｍ１のコンストリンジェンス（ｃｏｎｓｔｒｉｎｇｅｎｃｅ）である。上記は、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓの多波長特性を保存することを意図している。

【0027】

第１の媒質Ｍ１は、少なくとも２つの平面を有しており、それは、増幅されることとなるビーム（入射ビームＦ_Ｉと呼ばれる）を受け取るのに適切な前面２０と、反射性の後面２２とを含む。

【0028】

前面２０は、非ゼロの傾斜β_１（角度）で後面２２に対して傾斜されている。第１の媒質Ｍ１は、ディスクの形状を有しており、ディスクの前面および後面は、台形のベース（図１）または三角形のベースを有するプリズムの中に内接されている。以下では、β_１’は、平面（ｘＯｚ）の上への傾斜β_１の投影であり、β_１”は、平面（ｙＯｚ）の上への傾斜β_１の投影である。

【0029】

図１に示されている特定の例では、角度β_１’は、傾斜β_１に等しく、角度β_１”は、ゼロである。したがって、第１の媒質Ｍ１のベースは、平面（ｘＯｚ）に平行な平面の中に含有されている。以降で説明されることとなるように、上記は、平面（ｘＯｚ）の中でスプリアスパルスを射出するために使用されることが可能である。しかし、角度β’_１およびβ_１”は両方とも非ゼロである可能性があるので、そのような構成は、例として与えられている。

【0030】

第１の媒質Ｍ１の前面２０は、入射ビームＦ_Ｉを受け取るのに適切であり、スプリアスビーム（第１のスプリアスビームＦ_Ｐ１と呼ばれる）を反射するのに適切であり、そのようなビームが後面２２によって反射された後に、ビーム（第１の有用ビームＦ_Ｒ１と呼ばれる）を屈折させるのに適切である。

【0031】

有利には、前面２０は、反射防止処理されている。

【0032】

第１の活性レーザー媒質Ｍ１の後面２２は、反射するのに適切であり、第１の活性レーザー媒質Ｍ１の前面２０を通るその通過の後に、第１の有用ビームＦ_Ｒ１を形成するようになっている。

【0033】

後面２２は、冷却デバイスによって冷却されるのに適切であり、冷却デバイスは、たとえば、増幅デバイス１０の中に含まれている。冷却は、図１において、後面２２に付されている矢印によって表されている。

【0034】

第２の活性レーザー媒質Ｍ２は、固体媒質である。第２の媒質Ｍ２は、たとえば、チタンがドープされたサファイヤなどのような結晶、または、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＣａＦ２、または、ポリマー、セラミック、もしくはガラス、または、固体状態にある任意の他の材料である。

【0035】

第２の媒質Ｍ２は、第２の屈折率ｎ２を有している。

【0036】

優先的には、以下の関係が検証される：

【数4】

ここで、ν２は、第２の活性レーザー媒質Ｍ２のコンストリンジェンスである。上記は、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓの多波長特性を保存することを意図している。

【0037】

媒質Ｍ２は、少なくとも２つの平面を有しており、それは、増幅されることとなるビーム（入射ビームＦ_Ｉと呼ばれる）を受け取るのに適切な前面２０と、反射性の後面２２とを含む。

【0038】

前面２０は、非ゼロの傾斜β_２（角度）で後面２２に対して傾斜されている。それによって、第２の媒質Ｍ２は、ディスクの形状を有しており、ディスクの前面および後面は、台形のベース（図１）または三角形のベースを有するプリズムの中に内接されている。以下では、β_２’は、平面（ｘＯｚ）の上への傾斜β_２の投影であり、β_２”は、平面（ｙＯｚ）の上への傾斜β_２の投影である。

【0039】

図１に示されている特定の例では、角度β_２’は、傾斜β_２に等しく、角度β_２”は、ゼロである。したがって、第２の媒質Ｍ２のベースは、平面（ｘＯｚ）に平行な平面の中に含有されている。以降で説明されることとなるように、上記は、平面（ｘＯｚ）の中でスプリアスパルスを射出するために使用されることが可能である。しかし、角度β’_２およびβ_２”は両方とも非ゼロである可能性があるので、そのような構成は、例として与えられている。

【0040】

好適な実施形態において、第２の媒質Ｍ２は、第１の媒質Ｍ１と同一である。したがって、ｎ１＝ｎ２およびβ_１＝β_２である。有利には、第１の媒質Ｍ１および第２の媒質Ｍ２は、同じ製造プロセスの間に製造された。

【0041】

有利には、前面２０は、反射防止処理されている。

【0042】

後面２２は、冷却デバイスによって冷却されるのに適切であり、冷却デバイスは、たとえば、増幅デバイス１０の中に含まれている。冷却は、図１において後面２２に付されている矢印によって表されている。

【0043】

第２の活性レーザー媒質Ｍ２は、第１の有用ビームＦ_Ｒ１の経路に沿うように、第１の媒質Ｍ１に対して配置されている。そのような第１の有用ビームＦ_Ｒ１は、それによって、第２の媒質Ｍ２の前面２０の上に受け取られる。それによって、第２の媒質Ｍ２の前面２０は、スプリアスビーム（第２のスプリアスビームＦ_Ｐ２（図に過重な負担をかけないように図１には示されていない）と呼ばれる）を反射するのに適切であり、そのようなビームが第２の媒質Ｍ２の後面２２によって反射された後に、有用ビーム（第２の有用ビームＦ_Ｒ２と呼ばれる）を屈折させるのに適切である。

【0044】

第１の傾斜β_１、第２の傾斜β_２、および、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の配向は、それぞれの波長のサブビーム（第２の活性レーザー媒質Ｍ２の第２の有用出力ビームＦ_Ｒ２を形成している）が、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力において互いに平行になるように選ばれている。図１では、図に過重な負担をかけないように、２つのサブビームのみが示されている。それによって、第２の媒質Ｍ２は、第１の媒質Ｍ１の前面２０と後面２２との間の傾斜β_１から結果として生じるプリズム効果によって誘発される色空間分散を補償するために使用される。

【0045】

有利には、以下の条件が検証される：

【数5】

有利には、第２の活性レーザー媒質Ｍ２は、以下のように第１の活性レーザー媒質Ｍ１に対して配置されている。
－第２の活性レーザー媒質Ｍ２の前面２０が、第１の活性レーザー媒質Ｍ１の前面２０に平行になっており、
－第２の活性レーザー媒質Ｍ２の後面２２が、第１の活性レーザー媒質Ｍ１の後面２２に平行になっている。

【0046】

それによって、２つの媒質Ｍ１およびＭ２が、そのそれぞれの配向を修正することなく一緒に接合された場合には、平行な面を備えた光学的表面が取得されることとなる。

【0047】

有利には、第２の活性レーザー媒質Ｍ２は、第１のスプリアスビームＦ_Ｐ１の経路の外側に配置されている。

【0048】

優先的には、第２の媒質Ｍ２は、第１の媒質Ｍ１から距離Ｌに配置されており、増幅されたビーム（図１における出力ビームＦ_Ｓ＝Ｆ_Ｒ２）、スプリアスビームＦ_Ｐ１、および入射ビームＦ_Ｉが、空間的に分離されるようになっている。そのような分離は、以下のようにＬに関して取得される。

【数6】

ここで、
・φは、入射ビームＦ_Ｉの直径であり、
・θ_ｉは、第１の媒質Ｍ１の前面２０に入射するビームの平面（ｘＯｚ）における入射角度であり、
・

【数7】

は、第１の媒質Ｍ１の前面２０に入射するビームの平面（ｙＯｚ）における入射角度であり、
・β_１’は、平面（ｘＯｚ）の上への傾斜β_１の投影から結果として生じる角度であり、
・β_１”は、平面（ｙＯｚ）の上への傾斜β_１の投影から結果として生じる角度であり、
・ｎ_１は、第１の媒質Ｍ１の光学指数である。
ここで、第１の実施形態による増幅デバイス１０の動作が説明されることとなる。

【0049】

最初に、直径Φの増幅されることとなるビーム（パルス）Ｆ_Ｉが、平面（ｘＯｚ）において入射角度θｉで、および、平面（ｙＯｚ）において入射角度

【数8】

で、活性レーザー媒質Ｍの前面２０に到着する。

【0050】

有用ビームが、後面２２によって反射され、スプリアスビームＦ_Ｐ１が、前面２０によって反射される。スプリアスビーム（スプリアスパルスとも称される）が、平面（ｘＯｚ）において角度２θｉだけ、および、平面（ｙＯｚ）において

【数9】

だけ、前面２０の上で偏向される。活性レーザー媒質Ｍ１の中の増幅されたビームＦ_Ｒ１（メインパルスとも称される）は、平面（ｘＯｚ）において角度２（θｉ＋β_１’．（ｎ１－１）だけ、および、平面（ｙＯｚ）において角度

【数10】

だけ、出力において偏向される。

【0051】

供給源は多波長レーザー供給源であるので、平面（ｘＯｚ）において面２０および２２によって形成される角度β_１’、および、平面（ｙＯｚ）において面２０および２２によって形成される角度β_１”は、プリズム効果を作り出す。それによって、第１の活性レーザー媒質Ｍ１を通過した後に、第１の媒質Ｍ１の前面２０によって屈折され、後面２２によって反射されるビームＦ_Ｒ１（有用ビーム）の波長は、角度的に分離される。

【0052】

有用ビームＦ_Ｒ１の経路に沿って有用ビームＦ_Ｒ１およびスプリアスビームＦ_Ｐ１の分離の後に配置されている第２の媒質Ｍ２は、波長に応じて色空間分散を補正するために使用される。

【0053】

より具体的には、図１に示されている特定の例では、

【数11】

、β_１’＝β_２’＝β、および、β_１”＝β_２”＝０であり、伝播全体が平面（ｘＯｚ）の中で行われるという結果を伴う。

【0054】

活性レーザー媒質Ｍ２の出力において、増幅されたビームＦ_Ｒ２のスペクトルのコンポーネントは、直径Φ＋ΔΦのスポットを形成するということが留意されるべきである。ΔΦは、直径の増加を含み、それは、第１の活性レーザー媒質Ｍ１のダブルクロッシング（ｄｏｕｂｌｅｃｒｏｓｓｉｎｇ）の間にビームの発散によってもたらされ、次いで、第１の媒質Ｍ１の出力面（前面２０）と第２の媒質Ｍ２の出力面との間の経路に沿ってビームの発散によってもたらされるということが留意されることとなる。同じ直径Φ＋ΔΦが、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力において見出される。出力ビームの多波長特性を保存するために、増幅されたビームＦ_Ｒ２の直径の拡大ΔΦは、Φと比較して小さくなければならない。

【数12】

のときに、これが成り立つ。

【0055】

実際に、

【数13】

、および、

【数14】

のときに

【数15】

であり、それは、ΔΦ＜＜Φであることを意味している。

【0056】

それによって、第１の実施形態による増幅デバイス１０は、第１の活性レーザー媒質Ｍ１の傾斜βによって誘発される色空間分散を補償するために使用されるが、しかし、追加の損失をもたらさない。実際に、補償は、別の活性レーザー媒質によって実現され、別の活性レーザー媒質は、損失をもたらさず、対照的に、単一の厚型ディスクよりも多くの利得をもたらす。

【0057】

したがって、第１の実施形態による増幅デバイス１０は、冷却および時間的コントラストの観点から満足できるままの状態で、光学損失を最小化するために使用される。

【0058】

そのような増幅デバイス１０は、複数のディスクの中に利得を共有するためにさらに使用されることが可能であり、それは、ディスク当たりの熱的負荷のために、および、横断方向のレージング（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌａｓｉｎｇ）のために、利点を有している。

【0059】

第２の実施形態によれば、図２および図３において見ることができるように、図１を参照して説明されている第１の実施形態による増幅デバイス１０と同一のエレメントは繰り返されない。相違点のみが強調されている。

【0060】

第２の実施形態では、第１の増幅デバイス１０のエレメントに加えて、増幅デバイス１０は、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力におけるビームＦ_Ｒ２（後面２２によって反射されて前面２０によって屈折されたビーム）の拡大ΔΦを補償するのに適切な光学的補償アッセンブリ３０を含み、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓが、入射ビームＦ_Ｉの直径Φに実質的に等しい直径を有するようになっている。それによって、補償デバイス３０は、色横方向分散を補償するのに適切である。

【0061】

図２および図３に図示されているように、光学的補償アッセンブリ３０は、第３の活性レーザー媒質Ｍ３および第４の活性レーザー媒質Ｍ４を含む。

【0062】

第３の媒質Ｍ３は、固体媒質である。第３の媒質Ｍ３は、たとえば、チタンがドープされたサファイヤなどのような結晶、または、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＣａＦ２、または、ポリマー、セラミック、もしくはガラス、または、固体状態にある任意の他の材料である。

【0063】

第３の媒質Ｍ３は、第３の屈折率ｎ３を有している。

【0064】

優先的には、以下の関係が検証される：

【数16】

ここで、ν３は、第３の活性レーザー媒質Ｍ３のコンストリンジェンスである。上記は、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓの多波長特性を保存することを意図している。

【0065】

第３の媒質Ｍ３は、少なくとも２つの平面を有しており、それは、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力における第２の有用ビームＦ_Ｒ２を受け取るのに適切な前面２０と、反射性の後面２２とを含む。

【0066】

第３の媒質Ｍ３の前面２０は、非ゼロの傾斜β_３で第３の媒質Ｍ３の後面２２に対して傾斜されている。それによって、第３の媒質Ｍ３は、ディスクの形状を有しており、ディスクの前面および後面は、台形のベース（図２および図３）または三角形のベースを有するプリズムの中に内接されている。以降では、β_３’は、平面（ｘＯｚ）の上への傾斜β_３の投影であり、β_３”は、平面（ｙＯｚ）の上への傾斜β_３の投影である。

【0067】

図２および図３の特定の例では、角度β_３’は、傾斜β_３に等しく、角度β_３”は、ゼロである。それによって、第３の媒質Ｍ３のベースは、平面（ｘＯｚ）に平行な平面の中に含有されている。以降で説明されることとなるように、上記は、平面（ｘＯｚ）の中でスプリアスパルスを射出するために使用されることが可能である。しかし、角度β’_３およびβ_３”は両方とも非ゼロである可能性があるので、そのような構成は、例として与えられている。

【0068】

有利には、以下の条件が検証される：

【数17】

好適な使用の例では、第３の媒質Ｍ３は、第２の媒質Ｍ２および第１の媒質Ｍ１と同一である。したがって、ｎ１＝ｎ２＝ｎ３およびβ_１＝β_２＝β_３である。有利には、第１の媒質Ｍ１、第２の媒質Ｍ２、および第３の媒質Ｍ３は、同じ製造プロセスの間に製造された。

【0069】

第３の媒質Ｍ３の前面２０は、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力におけるビームＦ_Ｒ２を受け取るのに適切であり、スプリアスビーム（第３のスプリアスビームＦ_Ｐ３（図に過重な負担をかけないように、図２および図３には示されていない）と呼ばれる）を反射するのに適切であり、そのようなビームが第３の媒質Ｍ３の後面２２によって反射された後に、ビーム（第３の有用ビームＦ_Ｒ３と呼ばれる）を屈折させるのに適切である。

【0070】

第３の媒質Ｍ３の後面２２は、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力におけるビームＦ_Ｒ２を反射するのに適切であり、第３の媒質Ｍ３の前面２０を通るその通過の後に、有用ビームＦ_Ｒ３を形成するようになっている。

【0071】

第３の媒質Ｍ３の後面２２は、冷却デバイスによって冷却されるのに適切であり、冷却デバイスは、たとえば、増幅デバイス１０の中に含まれている。冷却は、図２および図３において、第３の媒質Ｍ３の後面２２に付されている矢印によって表されている。

【0072】

有利には、第３の媒質の前面２０は、反射防止処理されている。

【0073】

第４の媒質Ｍ４は、固体媒質である。第４の媒質Ｍ４は、たとえば、チタンがドープされたサファイヤなどのような結晶、または、Ｙｂ：ＹＡＧ、Ｙｂ：ＣａＦ２、または、ポリマー、セラミック、もしくはガラス、または、固体状態にある任意の他の材料である。

【0074】

第４の媒質Ｍ４は、第４の屈折率ｎ４を有している。

【0075】

優先的には、以下の関係が検証される：

【数18】

ここで、ν４は、第４の活性レーザー媒質Ｍ４のコンストリンジェンスである。上記は、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓの多波長特性を保存することを意図している。

【0076】

第４の媒質Ｍ４は、少なくとも２つの平面を有しており、それは、増幅されることとなるビーム（入射ビームＦ_Ｉと呼ばれる）を受け取るのに適切な前面２０と、反射性の後面２２とを含む。

【0077】

前面２０は、非ゼロの傾斜β_４（角度）で後面２２に対して傾斜されている。それによって、第４の媒質Ｍ４は、ディスクの形状を有しており、ディスクの前面および後面は、台形のベース（図２および図３）または三角形のベースを有するプリズムの中に内接されている。以降では、β_４’は、平面（ｘＯｚ）の上への傾斜β_４の投影であり、β_４”は、平面（ｙＯｚ）の上への傾斜β_４の投影である。

【0078】

図２および図３に示されている特定の例では、角度β_４’は、傾斜β_４に等しく、角度β_４”は、ゼロである。それによって、第４の媒質Ｍ４のベースは、平面（ｘＯｚ）に平行な平面の中に含有されている。以降で説明されることとなるように、上記は、平面（ｘＯｚ）の中でスプリアスパルスを射出するために使用されることが可能である。しかし、角度β’_４およびβ_４”は両方とも非ゼロである可能性があるので、そのような構成は、例として与えられている。

【0079】

好適な使用の例では、第４の媒質Ｍ４は、第３の媒質Ｍ３と同一である。それによって、ｎ３＝ｎ４およびβ_３＝β_４である。有利には、第３の媒質Ｍ３および第４の媒質Ｍ４は、同じ製造プロセスの間に製造された。

【0080】

有利には、前面２０は、反射防止処理されている。

【0081】

後面２２は、冷却デバイスによって冷却されるのに適切であり、冷却デバイスは、たとえば、増幅デバイス１０の中に含まれている。冷却は、図２および図３において、後面２２に付されている矢印によって表されている。

【0082】

第４の活性レーザー媒質Ｍ４は、ビームＦ_Ｒ３の経路に沿って配置されており、ビームＦ_Ｒ３は、第３の活性レーザー媒質Ｍ３の後面２２によって反射され、前面２０によって屈折されている。したがって、そのようなビームＦ_Ｒ３は、第４の媒質Ｍ４の前面２０によって受け取られる。それによって、第４の媒質Ｍ４の前面２０は、スプリアスビーム（第４のスプリアスビームＦ_Ｐ４と呼ばれる）を反射するのに適切であり、そのようなビームが第４の媒質Ｍ４の後面２２によって反射された後に、有用ビームＦ_Ｒ４を屈折させるのに適切である。

【0083】

第３の傾斜β_３、第４の傾斜β_４、第３の活性レーザー媒質Ｍ３の配向、および、第４の活性レーザー媒質Ｍ４の配向は、第４の活性レーザー媒質Ｍ４の出力ビームＦ_Ｒ４（図２および図３における増幅デバイス１０の出力ビームＦ_Ｓに対応する）が入射ビームＦ_Ｉの直径Φに実質的に等しい直径を有するように選ばれており、また、それぞれの波長のサブビーム（前記出力ビームＦ_Ｒ４を形成している）が第４の活性レーザー媒質Ｍ４の出力において互いに平行になるように選ばれている。したがって、第３の媒質Ｍ３および第４の媒質Ｍ４は、ビームの色横方向分散を補償するために使用される。

【0084】

有利には、以下の条件が検証される：

【数19】

有利には、第４の活性レーザー媒質Ｍ４は、以下のように第３の活性レーザー媒質Ｍ３に対して配置されている。
－第３の活性レーザー媒質Ｍ３の前面２０が、第４の活性レーザー媒質Ｍ４の前面２０に平行になっており、
－第３の活性レーザー媒質Ｍ３の後面２２が、第４の活性レーザー媒質Ｍ４の後面２２に平行になっている。

【0085】

それによって、２つの媒質Ｍ３およびＭ４が、そのそれぞれの配向を修正することなく一緒に接合された場合には、平行な面を備えた光学的表面が取得されることとなる。

【0086】

有利には、第３の活性レーザー媒質Ｍ３は、第２のスプリアスビームＦ_Ｐ２の経路の外側に配置されている。

【0087】

有利には、第４の活性レーザー媒質Ｍ４は、第３のスプリアスビームＦ_Ｐ３の経路の外側に配置されている。

【0088】

優先的には、第１の媒質Ｍ１、第２の媒質Ｍ２、第３の媒質Ｍ３、および第４の媒質Ｍ４は、同一であり（同じ材料、同じ角度）、たとえば、同じ製造サイクルまたはプロセスの間に製造された。そのような特定のケースは、図２に図示されている。そのような特定のケースでは、第１および第２の媒質と第３および第４の媒質との間に対称軸線Ａｓが存在している。それによって、第４の媒質Ｍ４は、対称軸線Ａｓに関して第１の媒質Ｍ１に対して対称的になっており、第３の媒質Ｍ３は、対称軸線Ａｓに関して第２の媒質Ｍ２に対して対称的になっている。

【0089】

図３は、第２の実施形態の使用の別の例を図示しており、第１の媒質Ｍ１および第２の媒質Ｍ２は、同一であり、第３の媒質Ｍ３および第４の媒質Ｍ４は、同一であるが、第１の媒質Ｍ１および第２の媒質Ｍ２とは異なっている。そのようなケースでは、第１および第２の媒質と第３および第４の媒質との間に対称軸線は存在していない。

【0090】

第２の実施形態による増幅デバイス１０が機能している間に、第１の実施形態に関して説明された機能に加えて、第２の媒質Ｍ２の出力における有用ビームＦ_Ｒ２は、第３の媒質Ｍ３の前面２０の上で受け取られ、それは、第３のスプリアス反射Ｆ_Ｐ３および第３の有用ビームＦ_Ｒ３（第３の媒質Ｍ３の後面２２の上で反射され、前面２０の上で屈折される）を与える。第３の有用ビームＦ_Ｒ３は、第４の媒質Ｍ４の前面２０の上で受け取られ、それは、第４のスプリアス反射Ｆ_Ｐ４および第４の有用ビームＦ_Ｒ４（第４の媒質Ｍ４の後面２２の上で反射され、前面２０の上で屈折される）を与える。図２および図３では、明確にするために、スプリアス反射Ｆ_Ｐ３は示されていないということが留意されるべきである。

【0091】

それによって、第１の媒質Ｍ１および第２の媒質Ｍ２に対する第３の媒質Ｍ３および第４の媒質Ｍ４の構成は、増幅デバイス１０の増幅された出力ビームの色横方向分散を補償するために使用されることが可能である。

【0092】

それによって、第１の実施形態の利点に加えて、第２の実施形態による増幅デバイス１０は、第１の活性レーザー媒質Ｍ１のクロッシングの間に誘発される色横方向分散を補償するために使用され、追加の損失をもたらさない。他方では、補償は、他の活性レーザー媒質によって実施され、それは、増幅利得をもたらす。

【0093】

図２および図３は、４つの活性レーザー媒質のみを図示しているが、しかし、第２の実施形態の利点は、より大きな数の連続的な活性レーザーアクティブ媒質に一般化される（この数が４の倍数であるという条件で（２の倍数であるが４の倍数ではないことは、色空間分散のみを補償することとなるが、色横方向分散を補償しないこととなる））ということを当業者は理解することとなる。

【0094】

したがって、第２の実施形態は、以下の通りに一般化される。第１の媒質Ｍ１、第２の媒質Ｍ２、第３の媒質Ｍ３、および第４の媒質Ｍ４は、いわゆる参照増幅ユニットを形成する。第４の媒質Ｍ４の後面２２によって反射されて前面２０によって屈折されたビームＦ_Ｒ４は、参照増幅ユニットの出力ビームＦ_Ｓを形成する。増幅デバイス１０は、参照増幅ユニットと同一の１つまたは複数の連続的な増幅ユニットを含み、それぞれの増幅ユニットは、入力ビームとして、先行する増幅ユニットの出力ビームを受け取るように配置されている。

【0095】

それによって、増幅ユニットの数（したがって、活性レーザー媒質の数）は、所望の増幅レベルに応じて調節可能である。

【0096】

第２の実施形態に関して、他の追加も考えられる。たとえば、アフォーカル［レンズ］は、第２の媒質Ｍ２と第３の媒質Ｍ３との間のビームのサイズを増加させるために、第２の媒質Ｍ２と第３の媒質Ｍ３との間の光ビームの経路に沿って挿入されるのに適切である。それによって、増幅利得が最適化される。

【0097】

また、使用の変形例において、バッフルは、第２の媒質Ｍ２と第３の媒質Ｍ３との間の光ビームの経路の中へ挿入されるのに適切である。バッフルは、たとえば、一方が他方に対して４５°傾斜されている２つの平面ミラーによって形成されている。このように、活性レーザー媒質の異なる幾何学的配置（「インライン」）を使用することが可能である。

【0098】

第３の実施形態によれば、図４において見ることができるように、図１を参照して説明されている第１の実施形態による増幅デバイス１０と同一のエレメントは繰り返されない。相違点のみが強調されている。

【0099】

第３の実施形態では、第１の増幅デバイス１０のエレメントに加えて、増幅デバイス１０は、第２の活性レーザー媒質Ｍ２の出力におけるビームＦ_Ｒ２（後面２２によって反射されて前面２０によって屈折されたビーム）の拡大ΔΦを補償するのに適切な光学的補償アッセンブリ３０を含み、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓが、入射ビームＦ_Ｉの直径Φに実質的に等しい直径を有するようになっている。

【0100】

図４に図示されているように、光学的補償アッセンブリ３０は、少なくとも１つのミラー４０（平面ミラー）を含み、少なくとも１つのミラー４０は、増幅デバイス１０の出力ビームＦ_Ｓが入射ビームＦ_Ｉの上に重ねられるように配置されている。

【0101】

それによって、ミラー４０は、最後の媒質（本ケースでは、第２の媒質Ｍ２）の出力におけるビームＦ_Ｒ２が、活性レーザー媒質を再び通過することによって、行きの経路の上に重ね合わせられた帰りの経路を進行するように配置されている。

【0102】

光の可逆性の原理によれば、このように、増幅デバイス１０の出力におけるビームＦ_Ｓの中の色横方向分散を補償することを可能にする。

【0103】

第３の実施形態による増幅デバイス１０が機能している間に、第１の実施形態に関して説明されている動作に加えて、レーザービームは、入射ビームＦ_Ｉの上に重ね合わせられた第１の媒質Ｍ１を介してビームが退出するように、逆のリターンを進行する。

【0104】

それによって、第１の実施形態の利点に加えて、第３の実施形態による増幅デバイス１０は、追加の損失をもたらすことなく、第１の活性レーザー媒質Ｍ１のクロッシングの間に誘発される色横方向分散を補償するために使用される。他方では、レーザービームが第１の媒質Ｍ１および第２の媒質Ｍ２を再び通過するので、補償は、追加的な増幅を伴う。

【0105】

上記に説明されている実施形態は、互いに組み合わせられる可能性が高い（そのような組み合わせが適合するときに）ということを当業者は理解することとなる。

【0106】

より具体的には、第２および第３の実施形態は、増幅ユニットの数にかかわらず、完全に互換性がある。

【0107】

そのうえ、第１および第３の実施形態は、より大きな数の連続的な活性レーザー媒質に一般化される（その数が２の倍数であるという条件で）ということを当業者は理解することとなる。第１の実施形態に関して、そのような数が４の倍数であるときに、これは、第２の実施形態と同等であり、その数が２の倍数であるが４の倍数でないときに、第１の実施形態の利点のみが取得される。第３の実施形態に関して、第３の実施形態の利点は、連続的な活性レーザー媒質の数にかかわらず取得される（その数が２の倍数であるという条件で）。

【0108】

最後に、図１から図４は、それぞれの活性レーザー媒質のベースがレーザービームの伝播の平面（平面（ｘＯｚ））に平行な平面にあるということを誘発させる活性レーザー媒質のための角度を伴う例として与えられているということも理解されることとなる。それにもかかわらず、そのような角度は、他の値をとることが可能であり、より具体的には、平面（ｘＯｚ）および（ｙＯｚ）のそれぞれにおいて非ゼロの投影を有することが可能である。

【符号の説明】

【0109】

１０増幅デバイス
２０前面
２２後面
３０光学的補償アッセンブリ
４０ミラー
Ａｓ対称軸線
Ｆ_Ｉ入射ビーム
Ｆ_Ｐ１第１のスプリアスビーム
Ｆ_Ｐ２第２のスプリアスビーム
Ｆ_Ｐ３第３のスプリアスビーム
Ｆ_Ｐ４第４のスプリアスビーム
Ｆ_Ｒ１第１の有用ビーム
Ｆ_Ｒ２第２の有用ビーム
Ｆ_Ｒ３第３の有用ビーム
Ｆ_Ｒ４第４の有用ビーム
Ｆ_Ｓ出力ビーム
Ｍ１第１の活性レーザー媒質
Ｍ２第２の活性レーザー媒質
Ｍ３第３の活性レーザー媒質
Ｍ４第４の活性レーザー媒質
ｎ１第１の屈折率
ｎ２第２の屈折率
ｎ３第３の屈折率
ｎ４第４の屈折率
ｘ第１の横断方向
ｙ第２の横断方向
ｚ伝播方向
β_１傾斜角度
β_１’ 角度
β_１” 角度
β_２傾斜角度
β_２’ 角度
β_２” 角度
β_３傾斜角度
β_３’ 角度
β_３” 角度
β_４傾斜角度
β_４’ 角度
β_４” 角度
θｉ入射角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2023-08-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

【請求項2】

【数1】

が満たされる、請求項１に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項3】

【請求項4】

前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記出力における前記ビーム（Ｆ_Ｒ２）は、前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の直径（Φ）と比較して拡大された直径（Φ＋ΔΦ）を有しており、前記増幅デバイス（１０）は、前記第２の固体活性レーザー媒質（Ｍ２）の前記出力における前記ビーム（Ｆ_Ｒ２）の拡大（ΔΦ）を補償するのに適切な光学的補償アッセンブリ（３０）を含み、前記増幅デバイス（１０）の出力ビーム（Ｆ_Ｓ）が、前記入射ビーム（Ｆ_Ｉ）の前記直径（Φ）に実質的に等しい直径を有するようになっている、請求項１または２に記載の増幅デバイス（１０）。

【請求項5】