环形腔且包括来自第一环 形腔的脉冲及已围绕第二环形腔循环的脉冲的组合。
[0060] 图1C说明使用一个镜而非两个镜（如图1A所展示）的另一示范性脉冲倍增器 120。在该个实施例中，输入光从方向121到达且由分束器123部分地反射到输出方向122 中（与其中在输出方向上透射输入光的部分的图1A的实施例相比较）。透射通过分束器 123的光进入包含镜126、棱镜128及分束器123的环形腔。镜126使在所述环形腔内循环 的光重新聚焦。优选地，镜126的曲率半径实质上等于所述环形腔的光学路径长度的一半， 使得在围绕所述环形腔的每一往返通过一倍的放大率使束腰重新聚焦。如在图1A的实施 例中，布鲁斯特角切割优选地用于棱镜128的输入面及输出面，由此最小化或很大程度上 消除在那些面处的反射损耗（棱镜128的输入面在图1C中被标记为129)。W类似于较早 实施例的方式，输入光应在方向124上实质上或大致偏振W便很大程度上消除棱镜128处 的损耗。在光离开棱镜128之后，其经引导回到分束器123,其中每一脉冲的部分在输出方 向122上透射通过分束器123,且部分反射回到环形腔中。
[0061] 脉冲倍增器120W实质上类似于图1A的脉冲倍增器100的方式运作，只是图1C的 分束器123中的透射及反射角色相对于其在图1A的分束器103中的角色而互换除外。只 要R及T互换，W上方程式就可应用于该个环形腔。对于在使用倍增器120使输入脉冲的 速率加倍时的实质上相等脉冲包络，如果腔及分束器的损耗可忽略，那么R应为大致1/3且 T应为大致2/3。当如上文针对图1A的倍增器100所教示那样存在环形腔及/或分束器的 损耗时，可选择R及T的略不同的值W维持实质上相等脉冲包络。
[0062] 脉冲倍增器120 (图1C)优于脉冲倍增器100 (图1A)的一个优点为脉冲倍增器120 使用一个镜而非两个镜，从而引起较少光损耗（尤其是在深UV波长下）。较少组件还可简 化环形腔的光学对准。另一方面，注意，对于脉冲倍增器120 (与脉冲倍增器100相比较）， 光学像差（例如像散及横向色差）可较大。该些光学像差是否可接受取决于激光的束腰、 环形腔长度及所需输出脉冲光束轮廓。所属领域的技术人员将理解，保持曲面镜126上的 低入射角会有助于最小化光学像差。
[0063] 图1D说明包含类似于图1C所说明的一个环形腔的两个环形腔W产生高于可从单 一环形腔方便地获得的倍增因数的替代示范性脉冲倍增器130。例如，第一环形腔可经配置 成W输入激光的重复速率的两倍产生具有实质上相等能量的脉冲。第二环形腔可经配置成 W所述第一环形腔的输出的重复速率的两倍产生具有实质上相等能量的脉冲，由此使输入 激光的重复速率倍增4,同时维持每一输出脉冲中的实质上相等能量。
[0064] 在图1D中，第一环形腔包含分束器123、镜126及棱镜108,如上文所描述。第二 环形腔包含分束器133、镜137及棱镜138。来自所述第一环形腔的分束器123的光经引 导到所述第二环形腔的分束器133。分束器133实质上类似于分束器123而运作。镜137 使激光脉冲在第二环形腔内重新聚焦且优选地具有实质上等于所述第二环形腔的光学路 径长度的曲率半径。如上文针对其它实施例所描述，棱镜138优选地使其输入面及输出面 切割，使得入射及透射光线相对于所述面成实质上或大致布鲁斯特角。输出光通过分束器 133在方向132上离开第二环形腔且包括来自第一环形腔的脉冲及已围绕第二环形腔循环 的脉冲的组合。分束器133还如针对先前实施例所描述那样使每一脉冲的分数再循环。
[0065] 图1E展示具有与图1C的布局不同的布局（但相同组件）的另一示范性脉冲倍增 器140。如果在环形腔中光的入射角在图1C的镜126及分束器123上实质上类似，那么使 那些入射角保持为低将引起从镜126通过棱镜128而到分束器123的光学路径长度仅比从 分束器123到镜126的光学路径长度略长。因为镜126优选地具有实质上等于所述腔的 总光学路径长度的一半的曲率半径，所W将使激光脉冲重新聚焦到介于棱镜128与分束器 123之间的位置处（但通常相当接近分束器123)的束腰。对于在深UV波长下使用的脉冲 倍增器，该可引起入射于分束器128的表面上的高功率密度且可降低其寿命。
[0066] 图1E的实施例修改环形腔的几何形状W移动束腰使其离分束器123的表面稍远 点。在一些优选实施例中，束腰放置于棱镜128的输出面与分束器123的表面之间的大致 中途处。
[0067] 如图IE所展示，分束器123与镜126之间的距离为dl，镜126与棱镜128的输入 面之间的距离为d2,沿着由光跟随的轴的棱镜128的长度为11，且从棱镜128的输出面到 分束器123的距离为d3。因此，环形腔的总光学路径长度等于dl+d化d3+Ll*n，其中n为在 激光的波长下的棱镜材料的折射率。例如，如果棱镜128包括CaFs且激光波长为266nm，那 么所述折射率将为1. 462。如果（例如）输入激光的重复速率为125MHz且将由环形腔执行 所述重复速率的加倍，那么所述环形腔的光学路径长度应大致等于由光在4ns中行进的距 离（即，约1. 199m)。如上文所阐释，在某些优选实施例中，将环形腔的光学路径长度设置为 比该个距离稍长或稍短的长度W进一步降低激光的峰值功率。例如，对于具有125MHz的重 复速率的激光，可将环形腔的光学路径长度设置为大致1. 214m。
[0068] 如上文所阐释，优选地，镜126的曲率半径大致等于光学路径长度的一半。将使激 光束腰重新聚焦在离镜126的光学路径长度的一半处。输入激光应优选地在分束器123之 前聚焦，使得从激光束腰到镜126的光学路径距离也大致等于腔的光学路径的一半。
[0069]在镜126上的入射角为01，使得入射于镜126上的光偏转达2 01的角度，如所展 示。在分束器123上的入射角为0 2。针对棱镜128的布鲁斯特角0B是由在激光波长下 的棱镜材料的折射率确定。对于在266nm的波长下的CaF2,布鲁斯特角为大致55. 6°。如 所展示，使W布鲁斯特角入射于棱镜128的表面上的光线偏离等于2 0c-9〇D的角度（即， 对于在266nm的波长下的CaFs为约21. 3°的角度）。如所展示，使棱镜128相对于平行于 分束器123与镜126之间的光的线成角度5倾斜。
[0070] 从几何形状可导出W下关系：
[0071] 2 白 1= 2 0 厂90。+ 5
[0072] 2 白 2= 2 0 13-90。- 5
[0073]dl =L1 *cos( S)+d 2 * cos (2 日 1) +d3 * cos (2 02)
[0074] d3 大sin(2 白2) =d2 大 sin(2 白 1)+L1 大 sin( 5 )
[00巧]与所要环形腔光学路径长度及棱镜128的性质组合的该些方程式允许选择适当 角度、棱镜长度L1及组件间距dl、d2及d3W在所要位置处放置束腰，同时在镜126上维持 相当小的入射角0 1，因此使光学像差保持可接受。
[0076] 在类似于图1B及1D所展示的方式的方式中，可包含（即，光学上禪合）如图1E 所展示的腔的两个腔W实现较高倍增速率（例如四倍的倍增速率）。
[0077] 图3A展示示范性激光脉冲倍增器300,激光脉冲倍增器300不包含棱镜且因此可 在不存在与激光波长及峰值功率电平兼容的用于棱镜的易于可用及/或花费不多的材料 时使用。
[0078] 激光脉冲从方向301到达。每一脉冲的部分从分束器303反射到输出方向302中 且部分进入环形腔（所述环形腔可因为其交叉路径而称为蝶式环形腔）。如上文所阐释，如 果所述环形腔及分束器303是无损耗的，那么分束器303将优选地反射每一激光脉冲的能 量的约=分之一且将约=分之二透射到所述环形腔中。如上文所阐释，可修改该些值W考 虑分束器及环形腔的损耗W在脉冲速率加倍器中维持实质上相等能量输出脉冲。
[0079] 在激光脉冲进入环形腔之后，其从平面镜304反射且经引导朝向曲面镜305。镜 305朝向曲面镜306反射所述激光脉冲。镜306朝向分束器303反射回所述激光脉冲。选 取镜305及306的曲率W使每一激光脉冲在环形腔内部重新聚焦。镜305及306的曲率半 径（且因此，焦距）的不同组合是可能的。例如，可使输入激光脉冲聚焦到分束器303及镜 304之间的实质上中途的束腰。镜305可具有经选取W便准直所述激光脉冲的曲率半径。 镜306可具有相同曲率半径（假设所述组件的对称布局）W使每一脉冲重新聚焦到分束器 303与镜304之间的实质上中途的束腰。在另一实施例中，实质上准直输入激光脉冲。在 此情况下，镜305可使所述激光脉冲重新聚焦到镜305与镜306之间的实质上中途的束腰。 接着，镜306可重新准直所述激光脉冲。所属领域的技术人员将理解，除上文所描述的两个 方案之外，其它重新聚焦方案也是可能的。
[0080] 当脉冲照射分束器303时，所述脉冲的部分在输出方向302上透射且部分围绕环 形腔再循环。如上文所阐释，腔长度可等于、稍大于或稍小于两个相继外来激光脉冲之间的 间隔的一半。
[0081] 所属领域的技术人员将理解，平面镜304与曲面镜305及306中的一者可随着所 述曲面镜的焦距的适当改变而在位置上交换。
[0082] 图3B说明包含类似于图3A所说明的环形腔的两个环形腔W产生高于可从单一环 形腔方便地获得的倍增因数的替代示范性脉冲倍增器310。例如，第一环形腔可经配置成W 输入激光的重复速率的两倍产生具有实质上相等能量的脉冲。第二环形腔可经配置成W所 述第一环形腔的输出的重复速率的两倍产生具有实质上相等能量的脉冲，由此使输入激光 的重复速率倍增4,同时维持每一输出脉冲中的实质上相等能量。
[0083] 在图3B中，第一环形腔包含组件303、304、305及306,如上文所描述。第二环形腔 包括分束器313及镜314、315及316。来自所述第一环形腔的分束器303的光经引导到所 述第二环形腔的分束器313。分束器313实质上类似于分束器303而运作。镜314将所述 光重新引导到曲面镜315。镜315及316使激光脉冲在第二环形腔内重新聚焦。输出光通 过分束器313在方向312上离开第二环形腔且包括来自第一环形腔的脉冲及已围绕第二环 形腔循环的脉冲的组合。分束器313还如针对先前实施例所描述那样使每一脉冲的分数再 循环。
[0084] 注意，尽管图3B将所述组件描绘为如同其布置于一个平面中，但所述布局可为= 维的。例如，来自方向101的输入激光脉冲可在第二环形腔的光学组件的上方或下方行进。
[0085] 图4A展示也不包含棱镜的另一示范性激光脉冲倍增器400。该个实施例仅包 含分束器及具有实质上相等曲率半径的两个曲面镜。该个实施例的对准尤其简单。该 个实施例类似于如赫里奥特等人的"离轴球面镜干设仪（Off-axisS地ericalMirror 1]116计61'〇111616'3)"(应用光学（499116(1化1:;[03)3，#4，第 523 页到第 526 页，1964年）及 如赫里奥特等人的"折叠光学延迟线(Polded化ticalDelayLines)"(应用光学（Applied 化tics)4, #8,第883页到第889页，1965年）中所描述的赫里奥特池。值得注意地，该个 实施例在环形腔中包含分束器W执行脉冲倍增。赫里奥特等人的参考文献并未描述在腔中 包含分束器且并未描述脉冲速率倍增应用。
[0086] 激光脉冲从方向