4中，还示出对于不是对于衍射光栅、而是将Au膜作为反射面的全反射镜采用同样的方法调查损伤阈值的结果。采用全反射镜的话，理想的情况，可以获知，由于不发生上述那样的电场集中，因此全反射镜的损伤阈值示出作为衍射光栅可实现的损伤阈值的上限值(换句话说为理想值)。由图4可知，通过使Au膜厚变厚，能够可靠地提高利特罗配置入射下的损伤阈值，但膜厚为250 [nm]就能够达到与膜厚为400[nm]左右的垂直入射时几乎同样的损伤阈值。又，还可知采用利特罗配置入射时，能够达成极接近于全反射镜的损伤阈值，在损伤阈值方面极为优异。
[0044]如上所述，本实施例的衍射光栅被设计为:在所使用的激光波长1064 [nm]附近，入射光和I级衍射光相对于光栅面的槽斜面呈镜面反射的关系这样的条件下，衍射效率为最佳，又，如上所述将激光入射于该衍射光栅时，其损伤阈值变得极高。在如图1所示那样的双通结构的脉冲压缩器20中，被镜子203反射的激光脉冲返回第一级衍射光栅201时，该激光脉冲在时间上被压缩并且其照射直径也被集中，因此施加了最大负载。因此，以使被镜子203反射、并被第二级衍射光栅202衍射的光以与如图2所示的衍射光栅I的槽斜面大致正交的方向入射的方式，将该衍射光栅配置为第一级衍射光栅201。另一方面，第二级衍射光栅202被配置为，相对于来自上述镜子19的入射光的前进方向正好相反的方向的、来自镜子203的反射光以与槽斜面大致正交的方向入射。由此，在该激光装置中，即使以某种程度大输出的激光脉冲入射至脉冲压缩器20，该脉冲压缩器20的衍射光栅201、202也不会受到损伤，能够获得大输出的激光脉冲。
[0045]在图1所示的激光装置中，脉冲压缩器为双通结构，但本发明所涉及的衍射光栅也能够用于单通结构的脉冲压缩器。图6是单通结构的脉冲压缩器的概略结构图。该脉冲压缩器20B与图1中的脉冲压缩器20同样，包含使光栅面彼此相对地平行配置的一对衍射光栅201B、202B，但不具有反射镜。由第一级衍射光栅201B造成的角度分散被第二级衍射光栅202B抵消，因此具有不同波长成分地入射至第一级衍射光栅201B的平行光束在从第二级衍射光栅202B出射时也变为平行。其中，这些具有不同波长成分的光的光路长度被调整，在从第二级衍射光栅202B出射的时刻，沿前后被拉伸的脉冲在时间上被压缩。
[0046]采用该结构的话，由于激光脉冲不进行往返，因此第二级衍射光栅202B相比于第一级衍射光栅201B施加了较大负载。因此，以使被第一级衍射光栅201B衍射的光以与如图2所示的衍射光栅I的槽斜面大致正交的方向入射的方式，将该衍射光栅配置为第二级衍射光栅202B。由此，即使以某种程度大输出的激光脉冲入射至脉冲压缩器20B，该脉冲压缩器20B的衍射光栅201B、202B也不会受到损伤，能够获得大输出的激光脉冲。
[0047]另外，上述任一实施例都是本发明的一个实例，即使在本发明的主旨范围内进行适当变形、追加、修正，也显而易见地被包含在本申请的权利要求书中。具体来说，上述实施例所示的衍射光栅是所使用的激光波长为1064[nm]的情况下的一个实例，当激光波长不同时，不必多说，要与此相应地对光栅个数、闪耀角等进行适当设计。这样的设计方法本身是已知的。
[0048]符号说明
[0049]1:衍射光栅
[0050]10:激光振荡器
[0051]11、18:半透半反镜
[0052]12:脉冲扩张器
[0053]122、125:衍射光栅
[0054]123:无焦透镜
[0055]126:镜子
[0056]13、14、15、17、19:镜子
[0057]16:激光放大器
[0058]20、20B:脉冲压缩器
[0059]201、202、201B、202B:衍射光栅
[0060]203:镜子
[0061]2:复制基板
[0062]3:树脂层
[0063]4:Au 层。
【主权项】
1.一种激光脉冲压缩用衍射光栅，所述衍射光栅在利用啁啾脉冲放大法的激光装置中被用于脉冲压缩器，所述脉冲压缩器包括以光栅面相对的方式平行配置的同一形状的两块衍射光栅，所述衍射光栅的特征在于， 所述衍射光栅为具有至少表面被金属反射膜覆盖的截面呈锯齿状的槽的反射型闪耀衍射光栅，所述衍射光栅具有闪耀角，所述闪耀角被确定为，对于所使用的激光脉冲的波长，入射的激光脉冲的入射角和I级衍射光相对于槽斜面呈镜面反射的关系，且得到规定的衍射效率。2.如权利要求1所述的激光脉冲压缩用衍射光栅，其特征在于， 所述衍射光栅是复制衍射光栅，所述复制衍射光栅是在形成有规定的截面呈锯齿状的槽的母衍射光栅的光栅槽的表面形成金属反射膜，使所述金属反射膜和复制基板隔着树脂材料密合，其后使所述复制基板从母衍射光栅剥离，使所述金属反射膜翻转粘合于复制基板，由此形成光栅面而成的复制衍射光栅。3.如权利要求2所述的激光脉冲压缩用衍射光栅，其特征在于， 所述金属反射膜为金薄膜。4.一种激光装置，所述激光装置是将如权利要求1?3中的任一项所述的激光脉冲压缩用衍射光栅作为脉冲压缩器中的衍射光栅来使用的、采用啁啾脉冲放大法的激光装置，其特征在于， 脉冲压缩器包括:以光栅面相对的方式平行配置的同一形状的第一衍射光栅、第二衍射光栅这两块衍射光栅；以及使经由了所述第一衍射光栅及第二衍射光栅的激光脉冲反射，并向第二衍射光栅及第一衍射光栅依序入射的反射镜，这两块衍射光栅被配置为，从第二衍射光栅入射至第一衍射光栅的激光脉冲相对于所述第一衍射光栅的槽斜面大致垂直地入射。5.一种激光装置，所述激光装置是将如权利要求1?3中的任一项所述的激光脉冲压缩用衍射光栅作为脉冲压缩器中的衍射光栅来使用的、采用啁啾脉冲放大法的激光装置，其特征在于， 脉冲压缩器获得经由了以光栅面相对的方式平行配置的同一形状的第一衍射光栅、第二衍射光栅这两块衍射光栅的激光脉冲，这两块衍射光栅被配置为，从第一衍射光栅入射至第二衍射光栅的激光脉冲相对于所述第二衍射光栅的槽斜面大致垂直地入射。
【专利摘要】在利用啁啾脉冲放大法的激光装置中的、压缩激光脉冲的脉冲压缩器(20)包括：以光栅面相对的方式平行配置的同一形状的两块衍射光栅(201、202)；以及使经由了该衍射光栅(201、202)的激光脉冲反射并再次入射至该衍射光栅的全反射镜(203)。各衍射光栅(201、202)是具有表面被Au反射膜所覆盖的截面呈锯齿状的槽的反射型闪耀衍射光栅，具有闪耀角，所述闪耀角被确定为，对于所使用的激光脉冲的波长，入射于脉冲压缩器(201)的激光脉冲的入射角和1级衍射光相对于槽斜面呈镜面反射的关系，且得到规定的衍射效率。由于激光脉冲相对于槽斜面大致垂直地入射，因此，能够得到高的损伤阈值，并得到高输出的激光脉冲。
【IPC分类】G02B27/44, H01S3/10, G02B5/18
【公开号】CN104956554
【申请号】CN201380071877
【发明人】大上裕纪, 牧野吉刚
【申请人】株式会社岛津制作所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2013年1月31日
【公告号】EP2953214A1, US20150349479, WO2014118925A1...