光放大装置的制作方法

专利名称：光放大装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光放大装置。
背景技术：
产生具有从皮秒到飞秒程度的脉冲宽度的脉冲光的高强度极短脉 冲激光源，其尺寸大，通常设置在光学平台上使用。另外，构成激光 源的各个光学部件通过带有调整功能的透镜支架被保持在自由空间。 因此，激光源的应该调整的场所存在着多个，其调整不容易。
另一方面，使用作为光放大介质的光纤的光纤激光源高能量化， 试着用于激光加工等产业。光纤激光源几乎克服了上述的课题，在连 续输出方面，实现了如光纤磁盘激光源那样的高输出的光源。
然而，光纤激光源中，由于光纤将光束截面限定得很小，因而在 脉冲输出方面，脉冲能量被限制在几W的程度，不能实现高输出。由 于不存在这样的小型，高输出且稳定性优异、调整简便的激光源，因而 高强度极短脉冲激光源的利用实际上局限于研究用途。
谋求小型化和稳定化的光放大装置，已知有专利文献l、 2所公开 的构成的光放大装置。专利文献1所公开的光放大装置具备能够简便 地延长共振器长的小型的光共振器。并且，专利文献2所公开的光放 大装置具备在共振光路上设有与光放大介质不同的偏振波保持光纤的 光共振器。
专利文献l:日本特许第3540741号公报 专利文献2:日本特开2004-165652号公报

发明内容
然而，专利文献1所公开的光放大装置，由于光在光共振器内的 大气中传播，因而共振器长延长，小型化有限。并且，专利文献2所 公开的光放大装置，由于在光共振器内具有光纤，因而能够实现小型 化，但是在脉冲输出方面，脉冲能量被限制为几W的程度，无法实现高输出。
本发明是为了解决上述问题点而提出的，其目的在于，提供一种 小型化、高输出化以及稳定化容易的光放大装置。
本发明所涉及的光放大装置，其特征在于，具备(1)光放大部， 包括对被放大光进行光放大的光放大介质、以及使被放大光多次通过 的透明介质；(2)能量供给部，向光放大介质供给激发能量。该光放 大装置中，光放大介质从能量供给部接受激发能量的供给，将光放大 并输出。并且，透明介质使光放大介质中的被放大光多次通过。透明 介质，例如，能够使被放大光在其内部曲折地传播。优选光放大部从 外部输入被放大光，使该放大光在光放大介质中多次通过，并进行光 放大。
优选光放大部包括使被放大光共振的光共振器，在该光共振器的 共振光路上具有光放大介质和透明介质。在此情况下，光放大装置具 有通过在光共振器内引发激光振动，从而产生激光的激光振动功能。
光放大部包括使被放大光共振的光共振器，优选还包括(a)光导 入单元，设在共振光路上，从光共振器的外部将被放大光导入至共振 光路上；(b)光导出单元，设在共振光路上，经过一定时间将在光共 振器内进行过光放大的被放大光向光共振器的外部导出。在此情况下， 光放大装置具有能够在光共振器内使激光放大的再生放大功能。
本发明涉及的光放大装置，其特征在于，将由上述的本发明涉及 的光放大装置(以下，称为"第l光放大装置")产生的光作为种光， 由上述的本发明涉及的光放大装置(以下，称为"第2光放大装置") 对种光进行光放大并将其输出。并且，优选第1光放大装置和第2光 放大装置的各自的光放大介质、透明介质或能量供给部是共同的。
本发明涉及的光放大装置中，优选被放大光为脉冲光。在此情况 下，优选本发明涉及的光放大装置，还具备对输入至光放大介质的被 放大光的脉冲宽度进行拉伸的脉冲宽度拉伸部。优选透明介质对输入 至光放大介质的被放大光的脉冲宽度介质进行拉伸。并且，优选，本 发明涉及的光放大装置还具备对进行过光放大并从光放大介质输出的 被放大光的脉冲宽度进行压縮的脉冲宽度压縮部。在此情况下，通过 拉伸输入至光放大介质的被放大光的脉冲宽度，能够避免构成光放大装置的光学部件的损伤，而且，通过压縮进行过光放大并从光放大介 质输出的被放大光的脉冲宽度，使得从光放大装置输出的脉冲光的峰 值功率升高。
优选本发明涉及的光放大装置还具备将光延迟的光延迟系统，将 由光放大部产生的光作为种光，由光延迟系统将种光延迟，由光放大 部对延迟的种光进行光放大并将其输出。
优选光放大介质和透明介质中的至少一个为固体。并且，优选本 发明所涉及的光放大装置还具备使光放大介质和透明介质中的至少一 个的温度稳定化的温度稳定化单元。
优选能量供给部包括输出应该向光放大介质供给的激发光的半导 体激光元件。优选光放大部还包括调整被放大光的光路的光路调整单 元。优选构成光放大部的包括光放大介质和透明介质的多个构成要素 中的任意2个以上-体化。
优选在光放大介质或者透明介质上，在被放大光入射或者出射的 任一个地方施加有低反射涂层。另外，优选在光放大介质或者透明介 质上，在被放大光反射的任一个地方施加有高反射涂层。
优选在光放大介质或者透明介质上，被放大光入射或者出射的任 一个地方的光入射出射角为布儒斯特角D另外，优选透明介质使在内 部传播的被放大光在壁面全反射。
优选本发明涉及的光放大装置还具备真空容器，该真空容器在内 部空间具有光放大部和能量供给部，并使该内部空间为减压氛围。
依照本发明，能够提供小型化、高输出化以及稳定化容易的光放 大装置。


图1是第1实施方式涉及的光放大装置1A的构成图。
图2是第2实施方式涉及的光放大装置1B的构成图。
图3是第3实施方式涉及的光放大装置1C的构成图。
图4是第4实施方式涉及的光放大装置1D的构成图。
图5是第4实施方式涉及的光放大装置1D的具体的构成图。
图6是第4实施方式涉及的光放大装置1D的变形例的构成图。图7是第5实施方式涉及的光放大装置的构成图。 图8是第6实施方式涉及的光放大装置的构成图。
图9是第7实施方式涉及的光放大装置1J的构成图。
图10是第8实施方式涉及的光放大装置1K的构成图。
图11是第9实施方式涉及的光放大装置1L的构成图。
图12是表示脉冲宽度压缩部50的构成例的图。
图13是表示脉冲宽度压縮部50的构成例的图。
图14是表示脉冲宽度压缩部50的构成例的图。
图15是表示脉冲宽度压缩部50的构成例的图。
图16是第IO实施方式涉及的光放大装置的部分构成图。
图17是第11实施方式涉及的光放大装置的部分构成图。
图18是第12实施方式涉及的光放大装置的光放大部10M的构成图。
图19是第13实施方式涉及的光放大装置的光放大部10N的构成图。
图20是第13实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Na的构成图。
图21是第14实施方式涉及的光放大装置的光放大部10P的构成图。
图22是第15实施方式涉及的光放大装置的光放大部10Q的构成图。
图23是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qa的构成图。
图24是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qb的构成图。
图25是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qc的构成图。
图26是表示第16实施方式涉及的光放大装置中的透明介质12的 构成例的图。
图27是表示第16实施方式涉及的光放大装置中的透明介质12的 构成例的图。图28是表示第16实施方式涉及的光放大装置中的透明介质12的
构成例的图。
图29是表示第16实施方式涉及的光放大装置中的透明介质12的 构成例的图。
图30是表示第16实施方式涉及的光放大装置中的透明介质12的 构成例的图。
图31是第17实施方式涉及的光放大装置1R的构成图。
图32是表示第7实施方式涉及的光放大装置1J的延迟系统23的
变形例的构成的图。
图33是表示第7实施方式涉及的光放大装置1J的延迟系统23的
其它的变形例的构成的图。
符号说明
1A 1R光放大装置
10A 10R光放大部
11光放大介质
12透明介质
13镜
14波长板
15光调制部
16偏振分束器
17法拉第旋光器
21光导入单元
22光导出单元
23光延迟系统
24光路调整单元
30能量供给部
40脉冲宽度拉伸部
50脉冲宽度压縮部
51折返镜
52反射型衍射光栅53透过型衍射光栅
54分散介质
55棱镜
60温度稳定化单元
61珀尔帖元件
62电源
63放热部
70温度稳定化单元
71珀尔帖元件
72电源
73水冷放热部
74循环泵
75水槽
80真空容器
具体实施例方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的最佳方式进行详细的说明。 并且，在附图的说明中，对同一或同等的要素标记同一符号，省略重 复的说明。
图1是第1实施方式涉及的光放大装置1A的构成图。该图所示的 光放大装置1A具备光放大部10A和能量供给部30。光放大部10A包 括光放大介质11和透明介质12。能量供给部30是向光放大介质11供 给激发能量(例如激发光)的装置。光放大介质ll接受该激发光的供 给，将光放大并输出。另外，透明介质12是使光放大介质11中的被 放大光多次通过的介质。透明介质12，例如能够使被放大光在其内部 曲折地传播。透明介质12例如由刚体的玻璃块形成。
由于透明介质12的折射率比空气的折射率高，因而在透明介质12 中，被放大光传播的距离变长，从而能够延长光程长。因此，与选取 被放大光在空气中传播同样的距离的构成的情况相比，本实施方式涉 及的光放大装置1A，通过被放大光在透明介质12中传播，从而能够 实现小型化。放大的输出光IouT从光放大装置1A出射。图2是第2实施方式涉及的光放大装置IB的构成图。该图所示的
光放大装置IB具备光放大部10B和能量供给部30。光放大部10B包 括光放大介质11、透明介质12以及镜13。能量供给部30是向光放大 介质11供给激发能量(例如激发光)的装置。光放大介质11接受该 激发光的供给，将来自外部的种光生成器SG的种光放大并输出。透明 介质12是使光放大介质11中的被放大光多次通过的介质。另外，反 光镜13使从能量供给部30输出的激发光通过并入射至光放大介质11， 而且，反射种光(被放大光)。
;玄笛？定淪卡^姊》的1协十站罟且右-姑故十来沐脊放大部
10B的光放大介质11内至少通过2次的多通道构造。从种光发生器SG 入射至透明介质12的光，在透明介质12内，不通过相同的光路，从 透明介质12出射。这样，在光放大部10B中，光路可以为不仅在透明 介质12内，还在光放大介质11内多次往返的构成。在此情况下，光 放大装置1B为具有多通道放大功能的构成。从光放大装置1B的透明
介质12出射输出光IouT，该输出光I(XJT成为通过在光放大部10B内往
返而放大的种光。
图3是第3实施方式涉及的光放大装置1C的构成图。该图所示的 光放大装置1C具备光放大部10C和能量供给部30。光放大部10C包 括光放大介质11、透明介质12以及镜13广134。与第1实施方式相比， 第3实施方式涉及的光放大装置1C的不同点在于，光放大部10C还包 括镜13, 134。镜13,使从能量供给部30输出的激发光通过并入射至光 放大介质ll，而且，反射被放大光。镜132使被放大光的一部分通过， 使剩余部分反射。镜13,和镜132是构成法布里-珀罗(Fabry-Perot)型 的光共振器RS的镜，在两者间的共振光路上配置有光放大介质11、 透明介质12以及镜133、 134。镜133、 134是反射被放大光的镜，相互 夹着透明介质12而相对地配置，使被放大光在透明介质12内曲折地 传播。
这样，第3实施方式中，通过选取带有光共振器的构造，能够积 蓄光。在此情况下，光放大装置1C成为具有通过在光共振器RS内引 起激光振动而能够产生激光的激光振动功能的构成。例如，通过使用 He-Ne等气体、溶解了色素等的液体、Nd:YAG等的固体，以作为光放大介质11，并向包括透明介质12的光放大部10C附加光共振器，从 而能够实现小型的激光振动装置。
放大的光，经由镜132而作为光输出IouT向外部出射。被放大光， 例如，可以沿与光输出IouT的出射方向相反的方向而入射至镜132。被
放大光通过透明介质12内，到达光放大介质11内，被镜13,反射，再 次沿反方向通过光放大介质11内，然后，再次入射至透明介质12内。 该入射光沿反方向在原来的光路传播，被镜133、 134反射后，到达镜 132。在镜132，再次反射该光。当该共振路径内往复时，被放大光放 大，其一部分经由镜132而向外部输出。
图4是第4实施方式涉及的光放大装置1D的构成图。该图所示的 光放大装置1D具备光放大部10D和能量供给部30。光放大部10D包 括光放大介质11、透明介质12、镜13,、镜132、光导入单元21以及 光导出单元22。与第l实施方式相比，第4实施方式涉及的光放大装 置1D不同点在于，光放大部IOD还包括镜13,、镜132、光导入单元 21以及光导出单元22。
镜13,使从能量供给部30输出的激发光通过并入射至光放大介质 11，而且，反射从种光生成器SG经由光导入单元21而被导入至光放 大部10D的内部的被放大光。镜132使被放大光反射。镜13,和镜132 是构成法布里-珀罗型的光共振器RS的镜，在两者间的共振光路上配 置有光放大介质11、透明介质12、光导入单元21以及光导出单元22。
第4实施方式中，光导入单元21将被放大光从光共振器的外部的 种光生成器SG导入至共振光路上。另外，光导出单元22经过一定时 间，将光共振器器内的进行过光放大的被放大光作为光输出Iout而向 光共振器RS的外部导出。这样，向光放大部IOD附加光共振器RS， 再由光导入单元21将成为被放大光的本源的种光从光共振器外导入至 光共振器内，将其关入光共振器内一段时间后，由光导出单元22向光 共振器外导出。在此情况下，光放大装置1D能够产生与种光同等性质 且能量大的放大光，成为具有用于对光进行放大的再生放大功能的构 成。种光生成器SG，例如能够使用纤维激光源。
图5是第4实施方式涉及的光放大装置1D的具体的构成图。如该 图所示，光导入单元21包括波长板14,、光调制部15,以及偏振分束器16,。另外，光导出单元22包括波长板142、光调制部152以及偏振分
束器162。光调制部15,和光调制部152分别控制光的偏向状态或偏振
状态，例如能够使用具有声光效应或电光效应的光学晶体等。
如果向由声光效应元件构成的光调制部15,、 152施加由规定的交 流电压构成的驱动信号，则通过在元件内部形成的衍射光栅的衍射作 用，使得入射的光的出射方向偏向，向由电光效应元件构成的光调制 部15,、 152施加由规定的电压构成的驱动信号，通过施加电光晶体内 部的电场，从而改变偏光方位，通过控制通过电光晶体的光的偏光方 位，能够控制配置在光的传播路径内的分光镜16,、 162中的透过/反射。 即，这些光调制部能够作为控制光的传播方向的光开关而起作用。
例如，在不对作为声光元件的光调制部15,、 152赋予驱动信号的 情况下，从它们出射的光的行进方向与共振时在共振器内往复的光的 路径的方向一致。即，例如，当向光调制部15，、 152施加驱动信号时，
不进行种光向共振器内的导入和输出光I(XJT的导出。当不向光调制部
15,、 152施加驱动信号时，进行种光向共振器内的导入和输出光I0UT 的导出。在使用声光元件的情况下，后段的分束器162可以为半透半反 镜，在此情况下，可以事先从共振路径上取下半透半反镜，以在特定 的时机向半透半反镜照射光的方式使光偏向。
另外，在不对作为声光元件的光调制部15,、 152赋予驱动信号的 情况下，如果光透过偏振分束器16,、 162，则当不向光调制部15i、 152 施加驱动信号时，光透过偏振分束器16p光被导入至共振器内部，当 向光调制部15,施加驱动信号时，光被偏振分束器16,反射，光不被导 入至共振器内。另一方面，在光被导入至共振器内部的状态下，如果 向光调制部152赋予驱动信号，则入射至偏振分束器16,的光的偏振方 位旋转，光被导出至外部。在偏振分束器16" 162为同一构造的情况 下，可以调整后段的波长板142所赋予的相位差，当向光调制部152施 加驱动信号时，在偏振分束器162中反射光。
另外，共振器由镜13,、 132之间的要素组构成。如果如此地控制 偏向方向或控制偏振方位，那么，能够控制在共振器内往复的光的 ON/OFF、经由光导出单元22而从共振器出射的光输出I0UT的ON/OFF。
光导入单元21通过由光调制部15i控制光的偏振状态或偏向状态，从而在某个时机将来自种光生成器SG的种光导入至光共振器内，然 后，使该种光(被放大光)在光共振器内往复。该光共振器由镜13,、 132之间的光路构成。而且，光导出单元22通过由光调制部152控制光
的偏振状态或偏向状态，从而在导入光后经过一定时间后的某个时机，
将该被放大光作为光输出I(xjt而向光共振器的外部导出。并且，在种
光为脉冲光的情况下，为了避免光学部件的损伤，可以在通过适当的 分散元件拉伸脉冲宽度后在进行导入。
图6是第4实施方式涉及的光放大装置1D的变形例的构成图。如 该图所示，光导入单元21和光导出单元22可以为共同的装置。即， 用光导入单元21 (波长板14,、光调制部15^偏振分束器16,)代替 图5中的光导出单元22 (波长板142、光调制部152、偏振分束器162)。 该情况的各单元的功能与上述相同。通过使光调制部15,0FF且不赋予 驱动电压，从而从种光生成器SG入射至偏振分束器16,的S偏振的光 被偏振分束器16,反射，透过光调制部15p入射至波长板14,，赋予入/4 的相位差，入射至镜132。镜132反射该光，被反射的光在波长板14, 再次被赋予人/4的相位差，透过光调制部15,，其偏振方位最终旋转90 度，作为P偏振，通过偏振分束器16,。入射至透明介质12后的光的 路径与上述相同。其间通过使光调制部15,ON且赋予驱动电压，使得 从透明介质12返回来的光再次入射至偏振分束器16,，在光调制部15, 被赋予的相位差，在波长板1+被赋予X/4的相位差，到达镜132， 被镜132反射，在波长板14,被赋予人/4的相位差，在光调制部15j皮 赋予入/4的相位差，因而最终旋转180度，依然以P偏振而被关入共振 器内。通过在光充分地放大的适当的时间内，使光调制部15,OFF，从 而在波长板14,被两次赋予的相位差，于是，偏振旋转90度，作 为S偏振，被偏振分束器16,反射，作为光输出Iout而向外部出射。
艮P，赋予光调制部15,驱动信号，在光调制部15,OFF时，导入光， 在ON时关入共振器内，在再次OFF时导出。
波长板14,为1/4波长板，能够因2次的通过而使得偏振方向旋转 90度。并且，光调制部15,在ON时，起到与1/4波长板相同的作用， 在OFF时，对光不起作用。
图7是第5实施方式涉及的光放大装置的构成图。该图所示的光放大装置具备产生种光的光放大装置1E和对该种光进行光放大并将其 输出的光放大装置1F。作为种光生成器的光放大装置IE构成种光生
成器SG，具有与第3实施方式涉及的光放大装置1C (图3)相同的构 成。而且，光放大装置1F具有与第4实施方式涉及的光放大装置1D 的变形例(图6)大致相同的构成，将第4实施方式涉及的光放大装置 1D的镜132置换为镜135，在种光生成器SG和偏振分束器16,之间具 有光放大部IOF，该光放大部10F通过依次配置镜138、偏振分束器163、 法拉第旋光器17、波长板143而形成。光放大装置1F中，光导入单元 21和光导出单元22为共同的装置。
光导入单元21 (光导出单元22)除了包括波长板14,、光调制部
15, 以及偏振分束器16,以外，还包括镜138、波长板143、法拉第旋光 器17以及偏振分束器163。波长板14,、光调制部15,以及偏振分束器
16, 设在光放大部10F的光共振器的共振光路上。该光共振器由镜135 和镜13,之间的光路构成。波长板143、法拉第旋光器17以及偏振分束 器163设在反光镜138和偏振分束器16,之间。光导入单元21 (光导出 单元22)通过由光调制部15,和法拉第旋光器17控制光的偏振状态， 从而在某个时机，将来自光放大装置1E的种光导入至光放大装置1F 的光共振器内，然后，使该种光(被放大光)在光放大装置1F的光共 振器内往复，而且，在导入光后经过一定时间后的某个时机，将该被
放大光作为光输出I()ut而向光共振器的外部导出。
在图7中，图3所示的光放大装置lC作为种光发生器m (SG) 而起作用。
种光发生器1E (SG)的光为P偏振，透过偏振分束器163后，从 行进方向看，法拉第旋光器17的偏振波面的旋转角为45度，波长板 143所赋予的相位差为45度。因此，偏振旋转90度的种光被偏振分束 器16,反射，导入至共振器内。而且，在导出光时，法拉第旋光器17 在消除波长板143所赋予的相位差的方向，给予-45度的旋转角。由此， 从镜138入射至偏振分束器163的P偏振的光在放大后，作为S偏振而 被偏振分束器163反射，并作为光输出Iout而向外部瑜出。
而且，光放大装置1F，可以具有与第4实施方式涉及的光放大装 置1D (图4 图6)相同的构成，也可以具有与第2实施方式涉及的光放大装置1B (图2)相同的构成，而且，也可以同时具有两者。
光导入单元21和光导出单元22分别由控制光的光调制部等实现， 光调制部能够由使用声光效应或电光效应的光学晶体和波长板等的光 学元件的组合构成。在种光生成器产生的种光为脉冲光的情况下，为 了避免光学部件的损伤，可以在拉伸种光的脉冲宽度后进行导入。并
且，光导入单元21和光导出单元22可以共有同一装置。
图8是第6实施方式涉及的光放大装置的构成图。该图所示的光 放大装置具备产生种光的光放大装置1G和对该种光进行光放大并将 其输出的光放大装置1H。作为种光生成器的光放大装置1G具有与第 3实施方式涉及的光放大装置1C (图3)大致相同的构成。另外，光 放大装置1H具有与第4实施方式涉及的光放大装置1D的变形例(图 6)大致相同的构成。光放大装置1H中，光导入单元21和光导出单元 22为共同的装置。光放大装置1G和光放大装置1H共有一个光放大介 质ll，共有一个透明介质12，而且，共有一个能量供给部30。
光放大装置1G的光放大部10G中，镜13,和镜132构成光共振器， 在两者间的共振光路上配置有光放大介质11、透明介质12以及镜133、 134。镜133、 134为反射被放大光的镜，相互夹着透明介质12并相对 配置，被放大光在透明介质12内曲折地传播。
光放大装置1H的光放大部10H中，镜13,和镜132构成光共振器， 在两者间的共振光路上配置有光放大介质U、透明介质12以及镜136、 137。镜136、 137为反射被放大光的镜，相互夹着透明介质12并相对 配置，被放大光在透明介质12内曲折地传播。
光导入单元21 (光导出单元22)除了包括波长板14,、光调制部
15, 以及偏振分束器16,以外，还包括波长板143、法拉第旋光器17、 偏振分束器163以及镜138。波长板14,、光调制部15,以及偏振分束器
16, 设在光放大部10H的光共振器的共振光路上。波长板143和法拉第 旋光器17设在偏振分束器16j口偏振分束器163之间。
光导入单元21 (光导出单元22)通过由光调制部15JP法拉第旋 光器17控制光的偏振状态，从而在某个时机，将来自光放大装置1G 的种光导入至光放大装置1H的光共振器内，然后，使该种光(被放大 光)在光放大装置1H的光共振器内往复，而且，在导入光后经过一定时间后的某个时机，将该被放大光向光共振器的外部导出。
这样，第6实施方式中，通过在光放大装置1G和光放大装置1H 之间共有光放大介质11、透明介质12或能量供给部30，能够减少部 件数，能够小型化。
上述第1 第6实施方式中，被放大光可以为连续激光，也可以为
脉冲激光。
图9是第7实施方式涉及的光放大装置1J的构成图。该图所示的 光放大装置1J由于具备光延迟系统23，因而能够产生种光，并对该种 光进行光放大。光延迟系统23包括镜135 137，波长板14,，光调制部 15卜152，偏振分束器16" 162和法拉第旋光器17。光调制部152设在 光放大介质11和透明介质12之间的共振光路上。光调制部15,设在透 明介质12和镜132之间的共振光路12上。偏振分束器16,设在透明介 质12和光调制部15,之间的共振光路I2上。偏振分束器16"镜135、 镜136、镜137、偏振分束器162、法拉第旋光器17和波长板14,构成 按照该顺序配置为环状的光路。
该光放大装置1J中，通过由光调制部15,控制光的偏振状态，从 而在某个时机，使得来自光放大部10J的法布里-珀罗型光共振器的种 光被偏振分束器16i反射，导入至光延迟系统23的环型光路，进行传 播。然后，种光被偏振分束器16,再次反射，回到光放大部10J的法布 里-珀罗型光共振器。回到光放大部10J的法布里-珀罗型光共振器的种 光，通过由配置在光放大介质11和透明介质12之间的共振光路IL上 的光调制部152控制光的偏振状态，从而被关入到共振器内，进行光放 大。进而，在其后的某个时机，通过控制从光调制部152出射的光II 的光的偏振状态，使得在光放大部10J的法布里-珀罗型光共振器中进 行过光放大的被放大光被偏振分束器16!反射，在波长板14,和法拉第 旋光器17将偏振方向旋转90度后，通过偏振分束器162向外部输出。 这样，第7实施方式中，光放大装置1J，由于具备光延迟系统23，因 而能够产生种光，并对该种光进行光放大。
图32是向所述延迟系统23的内部附加透明介质12A的实施例。 通过在延迟系统23的光路12上使用折射率高于空气的透明介质12A， 能够延长光程长，能够延长延迟时间。在此，由于在延迟系统23传播的光为强度小的种光，因而，透明介质12A可以为类似于偏振波面保 持纤维的光纤。通过用虚线表示的循环光路后，光输出Iout从偏振分 束器162输出。
图33是所述延迟系统23的构成附加光调制部153以替代波长板 14,和法拉第旋光器17，而且，附加镜138以替代偏振分束器162，还 附加偏振分束器163的实施例。来自共振器的种光通过光路I2，其偏振 状态被控制，导入至延迟系统23。然后，通过由光调制部153将偏振 状态旋转90度，使得种光不被偏振分束器16,反射，而在环状的延迟 系统23内重复地传播。在其后的某个时机，通过由光调制部153控制 光的偏振状态，使得种光被偏振分束器16,反射，导入至共振器内。回 到光放大部10J的法布里-珀罗型光共振器的种光，通过由光调制部152 控制光的偏振状态，从而被关入共振器内，进行光放大。进而，在其 后的某个时机，通过由光调制部152控制光的偏振状态，使得在光放大 部10J的法布里-珀罗型光共振器中进行过光放大的共振光路IL内的 被放大光，被偏振分束器163反射，向外部输出。这样，通过种光在延 迟系统23内部重复地传播，能够延长延迟时间。此时，当种光在延迟 系统23传播时，可以进行控制，使得种光生成时和光放大时的能量供 给部的输出为最佳。
图10是第8实施方式涉及的光放大装置1K的构成图。该图所示 的光放大装置1K具备光放大部IOK、能量供给部30以及脉冲宽度拉 伸部40。光放大部IOK包括光放大介质11、透明介质12、镜13广134 以及光导入单元21 (兼作光导出单元22)。光导入单元21 (光导出单 元22)除了包括波长板14,、光调制部15,以及偏振分束器16,以外， 还包括波长板143、法拉第旋光器17以及偏振分束器163。
波长板14"光调制部15,以及偏振分束器16,设在光放大部10K 的光共振器的共振光路上。波长板143和法拉第旋光器17设在偏振分 束器16,和偏振分束器163之间。光导入单元21 (光导出单元22)，通 过由光调制部15,和法拉第旋光器17控制光的偏振状态，从而在某个 时机，将来自脉冲宽度拉伸部40的种光导入至光放大装置1K的光共 振器内，然后，使该种光(被放大光)在光放大装置1K的光共振器内 往复，而且，在导入光后经过一定时间后的某个时机，将该被放大光向光共振器的外部导出。
脉冲宽度拉伸部40拉伸来自种光生成器的种光(脉冲光)的脉冲 宽度，拉伸后的种光输入至光放大部10K的光共振器内。为了抑制因 高强度脉冲光而引起的光学部件的损伤，将由脉冲宽度拉伸部40暂时
拉长的种光导入至光放大部IOK内。例如，脉冲宽度拉伸部40，使用
光纤等的分散介质，并且，利用衍射光栅或棱镜等的波长分散元件。
在此，如果使用分散介质以作为透明介质12，那么，由于该透明介质 12具有与脉冲宽度拉伸部相同的功能，因而没有必要另外设置脉冲宽 度拉伸部40。
图11是第9实施方式涉及的光放大装置1L的构成图。与第8实 施方式的构成(图10)相比，该图所示的第9实施方式涉及的光放大 装置1L的不同点在于，还具备脉冲宽度压缩部50。脉冲宽度压縮部 50压縮进行过光放大并从光放大部IOL输出的被放大光(脉冲光)IP 的脉冲宽度，输出压缩后的脉冲光。
该光放大装置1L中，来自种光生成器SG的种光(脉冲光)，在 由脉冲宽度拉伸部40拉伸脉冲宽度后，由光导入单元21输入至光放 大部10L的光共振器内。然后，由光放大部10L的光共振器进行过光 放大的脉冲光IP，在由光导出单元22导出后，由脉冲宽度压缩部50 压縮脉冲宽度并输出。从光放大装置1L输出的脉冲光是峰值功率高的 脉冲光。图12 图15分别是表示脉冲宽度压縮部50的构成例的图。
图12所示的脉冲宽度压縮部50a包括折返镜51和反射型衍射光 栅52,、 522。折返镜51中，两枚平面镜以各自的反射面相互成90度 的方式组合，入射的光IP被一个平面镜反射后，能够被另一个平面镜 反射并出射。向着该折返镜51的入射光和出射光的各自的光路互相平 行，却互相不同。输入至该脉冲宽度压缩部50a的光IP，由反射型衍 射光栅52,分光，由反射型衍射光栅522使各波长成分互相平行，由折 返镜51使光路折返，由反射型衍射光栅522将各波长成分聚光至反射 型衍射光栅52,，由反射型衍射光栅52，合波并输出。如果使用这样的 构成的脉冲宽度压缩部50a，那么，能够对脉冲光有效地赋予负的组速 度分散。
图13所示的脉冲宽度压缩部50b包括折返镜51和透过型衍射光栅53,、 532。输入至该脉冲宽度压缩部50b的光IP，由透过型衍射光 栅53,分光，由透过型衍射光栅532使各波长成分互相平行，由折返镜 51使光路折返，由透过型衍射光栅532使各波长成分聚光至透过型衍 射光栅53,，由透过型衍射光栅53,合波并输出。如果使用这样构成的 脉冲宽度压縮部50b，那么，能够对脉冲光有效地赋予负的群速度分散。 并且，脉冲宽度压縮部50b中，由于使用透过型衍射光栅，因而没有 必要像反射型衍射光栅那样在表面施加金等高反射涂层。
图14所示的脉冲宽度压縮部50c包括折返镜51、透过型衍射光栅 53^ 532以及分散介质54。该脉冲宽度压縮部50c相对于上述的脉冲 宽度压縮部50b，为在透过型衍射光栅53,和透过型衍射光栅532之间 设有分散介质54的构造，其它的构造相同。由此，脉冲宽度压縮部50c 能够小型化。
图15所示的脉冲宽度压縮部50d包括折返镜51以及棱镜55,、552。 输入至该脉冲宽度压縮部50d的光IP，由棱镜55,分光，由棱镜552使 各波长成分相互平行，由折返镜51使光路折返，由棱镜552使各波长 成分聚光至棱镜55p由棱镜55,合波并输出。如果使用这样的构成的 脉冲宽度压縮部50d，那么，能够对脉冲光有效地赋予负的群速度分散。
上述第9实施方式中，可以使用具有光调制功能的光学元件以替 代折返镜51。例如，可以使用液晶空间光调制器或变形镜(deformable mirror)等。此时，也能够控制输出脉冲光的时间特性或波面。另夕卜， 也可以为不使用折返镜而使用4个衍射光栅或棱镜的构造。除此以外， 在脉冲宽度压縮部，也可以使用将棱镜和光栅组合的分散元件，即棱 栅(grism)。
上述第1 第9实施方式的构成中，能够使用固体激光介质，以作 为光放大部的光放大介质。例如，使用钛蓝宝石(Ti-Sapphire)、Nd:YAG、 Yb:KGW、 Yb:KYW等。另外，能够使用例如合成石英等的固体介质， 以作为透明介质12。合成石英在从紫外线区域到红外线区域的宽广的 波长区域中，透明性高，而且，由于热膨胀系数小，因而热稳定性优 异。除此以外，透明介质12可以为硼硅酸盐玻璃或钠钙玻璃等的其它 的玻璃材质，丙烯或聚丙烯等的塑料材质，蓝宝石、金刚石等单晶体 材质，POF (Plastic Optical Fiber)等的大口径光纤。图16是第10实施方式涉及的光放大装置的部分构成图。该图表 示光放大部所包括的光放大介质11以及使该光放大介质11的温度稳 定化的温度稳定化单元60。在光路IL上配置有光放大介质11。其它
部分的构成与第1 第9实施方式的构成相同。温度稳定化单元60包括 与光放大介质11相接地设置的珀尔帖元件61、向该珀尔帖元件61供 给电力的电源62、以及与珀尔帖元件61相接地设置的放热部63。通 过具备将光放大介质11的温度保持为一定的温度的温度稳定化单元 60，从而对于在光放大介质11内部产生的热的放出等有效，能够谋求 工作的稳定化。温度稳定化单元60也可以为其它的水冷放热装置、或 者同样地施加热的加热装置、或者使用超声波而使工作稳定化的超声 波装置。
图17是第11实施方式涉及的光放大装置的部分构成图。该图表 示光放大部所包括的透明介质12以及使该透明介质12的温度稳定化 的温度稳定化单元70。在光路IL上配置有镜133、 134以及光放大介质 12。其它部分的构成与第1 第IO实施方式的构成相同。温度稳定化单 元70包括与透明介质12相接地设置的珀尔帖元件71、向该珀尔帖元 件71供给电力的电源72、与珀尔帖元件71相接地设置的放热部73、 用于经由水路P而向该水冷放热部73供给冷却水的循环泵74、以及经 由水路P而将从水冷放热部73排出的冷却水归还的水槽75。
通过具备将透明介质12的温度保持为一定的温度的温度稳定化单 元70，从而能够更加稳定地工作。例如，在透明介质12为合成石英的 情况下，其热膨胀系数大约为5.5xlO力X:，因而，如果透明介质12的 温度变化在rC以内，那么，能够在波长阶数水平(order level)抑制 透明介质12的膨胀。温度稳定化单元70也可以为其它的同样地施加 热的加热装置，或者使用超声波而使工作稳定化的超声波装置。
第1 第11实施方式的构成中，能够使用半导体激光源，以作为能 量供给部30。在此，如果将具有与光放大介质11的吸收光谱一致的振 动波长的半导体激光源作为能量供给部30而使用，那么，能够提高光 放大介质11的激发效率。在光放大介质11为固体激光介质的情况下， 例如Yb系列的激光介质的吸收波长，与市售的半导体激光源的振动波 长的匹配性良好。此时，由于用激光向光放大介质ll供给激发能量，因而优选在使半导体激光源的光透过的同时，将反射被放大光的分色 镜作为镜B,而使用。
图18是第12实施方式涉及的光放大装置的光放大部10M的构成 图。而且，在该图中，省略能量供给部的图示，与上述的实施方式相
同，从适当的位置例如镜13,的背面将激发光导入至光路IL内。该图 所示的光放大部10M除了具备光放大介质11、透明介质12以及镜 13, 134以外，还具备光路调整单元24。光路调整单元24是调整并修 正镜13,和镜132之间的光共振器中的被放大光的光路IL的长度的装 置。光路调整单元24，例如能够通过使用光调制元件、压电元件、自 动镜驱动机构等来实现。光路调整单元24，在利用光调制元件的情况 下，使用例如具有电光效应的KTN晶体等是有效的。通过正交配置 KTN晶体的晶体轴，能够独立地在2轴方向上调整光。
图19是第13实施方式涉及的光放大装置的光放大部10N的构成 图。而且，在该图中，也省略了能量供给部的图示，从适当的位置将 激发光导入至光放大介质11内。作为激发光的半导体激光SL经由镜 13,，入射至配置在共振光路内的光放大介质11内。镜13,为半透半反 镜。该图所示的光放大部ION中，光放大介质ll、透明介质12、构成 光共振器的镜13, 136以及光导入单元21 (兼作光导出单元22)的一 部分光学地接合并一体化。
光导入单元21 (光导出单元22)包括波长板14,、光调制部15,、 偏振分束器16,、偏振分束器163、波长板143以及法拉第旋光器17。 波长板14,、光调制部15,以及偏振分束器16,设在光放大部10N的光 共振器的共振光路上。偏振分束器163、波长板143以及法拉第旋光器 17设在种光生成器SG和偏振分束器16,之间。
镜132、波长板l+、光调制部15,以及偏振分束器16,设在透明介 质12的槽部内。其中，镜132、波长板14,和光调制部15i固定在透明 介质12的槽部的一个侧壁上，偏振分束器16,固定在透明介质12的槽 部的另一个侧壁上。另外，镜133 136固定在透明介质12的壁面上。
镜133在光放大介质11和镜134之间反射光。镜134在镜133和镜 135之间反射光。镜135在镜134和镜136之间反射光。并且，镜136在 镜135和偏振分束器16,之间反射光。这些镜133 136以如此地在透明介质12内设定被放大光的光路的方式固定在透明介质12的壁面上。 即，必要时，透明介质12的壁面中的固定有镜133~136的部分倾斜。
将各部件的一体化时，可以使用光学粘合剂或者使用光学接触技 术。光学接触技术是通过将各部件光学地研磨并互相贴合，从而不使 用粘合剂也能够充分地接合的技术。通过各部件一体化，能够实现装 置的小型化和稳定化。
图20是第13实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Na的构成图。而且，在该图中，也省略了能量供给部的图示，从适 当的位置将激发光导入至光放大介质11内。作为激发光的半导体激光 SL经由镜13,，入射至配置在共振光路内的光放大介质11内。与图19 所示的构造相比，该图所示的光放大部10Na的不同点在于，除了光放 大介质11、透明介质12、构成光共振器的镜13广136以及光导入单元 21 (兼作光导出单元22)的一部分以外，还光学地接合有脉冲宽度压 縮部50并一体化。该图所示的脉冲宽度压缩部50，具有与图14所示 的脉冲宽度压縮部50c相同的构成。通过使脉冲宽度压縮部50也一体 化，能够谋求进一步的小型化。
在此，通过使用飞秒激光等的光加工技术，以替代将各部件光学 地接合，从而能够在透明介质12内形成具有各功能的光学元件并将其 一体化。
图21是第14实施方式涉及的光放大装置的光放大部10P的构成 图。在该图中，也省略了能量供给部的图示，从适当的位置将激发光 导入至光放大介质11内。该图所示的光放大部10P中，在光放大介质 11上的光入射出射的地方施加有低反射涂层ARn、 AR12，在透明介质 12上的光入射出射的地方施加有低反射涂层AR21、 AR22，而且，在透 明介质12上的光反射的地方施加有高反射涂层HR21 HR24。
与未施加有低反射涂层的情况相比，通过施加有低反射涂层，反 射率变低，光放大介质11或者透明介质12上的光入射出射时的损失 降低。与未施加有高反射涂层的情况相比，通过施加有高反射涂层， 反射率变高。透明介质12上的高反射涂层HR2, HR24作为与透明介质 12—体化的镜而起作用。
低反射涂层和高反射涂层能够由电介质多层膜实现。另外，高反射涂层也可以由金属膜实现。由于低反射涂层或者高反射涂层直接形 成于光放大介质11或者透明介质12，因而，没有调整的必要，能够稳
定地工作。
另外，也可以在透明介质12的壁面上形成光栅膜，不仅作为镜， 也能够附加暂时伸长脉冲光的功能。在此情况下，由于具有与脉冲宽 度拉伸部相同的功能，因而能够将脉冲宽度拉伸部小型化，没有必要 另外设置脉冲宽度拉伸部。
图22是第15实施方式涉及的光放大装置的光放大部10Q的构成
图。而且，在该图中，也省略了能量供给部的图示，从适当的位置将
激发光导入至光放大介质11内。作为激发光的半导体激光SL经由镜 13,，入射至配置在共振光路内的光放大介质11内。该图所示的光放大 部10Q中，在透明介质12上的光反射的地方施加有高反射涂层 HR21 HR24。另外，在光放大介质11和透明介质12上，光分别入射出 射的地方的光入射出射角为布儒斯特(Brewster)角，而且，以这样的 方式，分别设定光放大介质11和透明介质12的形状或配置。
如该图所示，通过将由与透明介质12相同的材质形成的三角块 121、 122贴附在透明介质12的光入射出射地方，从而将光入射出射角 作为布儒斯特角，能够降低光入射出射时的损失。贴附三角块121、 122 时，可以使用光学粘合剂或者使用光学接触技术。如果将具有布儒斯 特角的部分作为针对光的偏振方向的输入输出结合器而使用，那么能 够进行与偏振分束器相同的工作。
图23是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qa的构成图。图22所示的构成中，向透明介质12贴附三角块121、 122，而图23所示的构成中，通过修正透明介质12的光入射出射地方 的形状，从而将光入射出射角作为布儒斯特角。在此情况下，如果也 将具有布儒斯特角的部分作为针对光的偏振方向的输入输出结合器而 使用，那么，能够进行与偏振分束器同样的工作。
图24是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qb的构成图。图22所示的构成中，在透明介质12上的光反射的地 方施加的高反射涂层HR2广HR24互相平行，而图24所示的构成中，高 反射涂层HRu、 HR^倾斜。另外，以高反射涂层HR^、 HR24倾斜的方式，将由与透明介质12相同的材质形成的三角块123、 124贴附在 透明介质12的反射地方，在这些三角块123、 124上施加有高反射涂 层HR^、 HR24。通过将三角块123、 124的角度设计为适当的角度，能 够以光按照任意的角度向透明介质12内部折返的方式选取光路。
图25是第15实施方式涉及的光放大装置的变形例的光放大部 10Qc的构成图。图23所示的构成中，在透明介质12上的光反射的地 方施加的高反射涂层HR2广HR24互相平行，而图25所示的构成中，高 反射涂层HR^、 HR24倾斜。并且，图24所示的构成中，为了使高反 射涂层HR"、 HR24倾斜，将三角块贴附在透明介质12上，而图25所 示的构成中，通过修正透明介质12的反射地方的形状，从而使高反射 涂层HR2I、 HR24倾斜。这样，通过使透明介质12为适当的角度的形 状并施加高反射涂层，以替代贴附三角块，也能够得到同样的效果。
到此为止己说明的透明介质12大致为长方体形状，光向一个端面 入射，从与其相对的端面出射，在两端面之间，光进行往复。但是， 透明介质12的形状和透明介质12的内部中的光的光路，能够有各种 变形例。图26 图30上分别表示第16实施方式涉及的光放大装置中的 透明介质12的各种构成例的图。
图26所示的透明介质12a大致为长方体形状，矩形截面的某个角 落部被进行倒角并施加有低反射涂层AR2,，其它的某个角落部被进行 倒角并施加有低反射涂层AR22，该进行过倒角并施加有低反射涂层 AR21、 AR22的地方为光入射出射地方。在该透明介质12a中，在内部 传播的光被壁面反射时，向该壁面入射的入射角为临界角以上。例如， 在透明介质12a由合成石英构成的情况下，由于其折射率约为1.45， 因而相对于空气的临界角约为43.6度。因此，如果在由合成石英构成 的透明介质12a中传播的光相对于壁面以45度的角度行进，那么，光 被壁面(合成石英和空气的界面)全反射。因此，在此情况下，没有 必要在反射地方施加有高反射涂层。入射的光II在透明介质12a的侧 面的内面，以在内部传播的光的光路正交的方式多次反射，作为光12 从透明介质12a出射。
图27所示的透明介质12b大致为长方体形状，矩形截面的某两个 角落部被进行倒角，在该进行过倒角的地方，光以布儒斯特角入射出射，而且，在内部传播的光相对于透明介质12b的壁面以45度的角度行进。
这些透明介质12a、 12b中，在光入射出射地方施加有低反射涂层，
或者，入射出射角为布儒斯特角，能够抑制输入输出时的损失。另外，
例如，在透明介质12a、 12b具有约50mm角的矩形截面的情况下，如 果在透明介质12a、 12b内传播的光相对于壁面以7mm的间隔重复反 射，那么，光能够在透明介质12a、 12b内绕7周，光路约为lm。此 时，如果例如透明介质12a、 12b的折射率为1.5，那么，得到约为1.5m 的光程长。
图28所示的透明介质12c具有六角柱形状。 一般而言，透明介质 可以为五角形以上的多角柱。例如，在透明介质由合成石英构成的情 况下，由于该透明介质为五角形以上的多角柱形，因而在透明介质的 内部行进的光相对于透明介质的壁面以45度以上的入射角入射，并被 全反射，不需要高反射涂层。而且，如果是五角形以上的多角柱，那 么，由于与长方体相比，反射角变大，因而，容易满足全反射条件。 入射至透明介质12c的光II，在透明介质12c的内部一边在多角柱的 轴周边旋转一边前进，作为光I2出射。在透明介质12c的内部传播的 光的光路，以与透明介质12c的多角形侧面所成的角度大致相同的角 度交叉。
如该图所示，如果多角柱的形状为正多角柱的一部分延伸的形状， 那么，在透明介质内传播的光不通过同一光路，能够为以在透明介质 内旋转的方式行进的配置。并且，由于多角柱的各自的角为相同的角 度，因而，可以使向透明介质的壁面入射的入射角为一定。通过在光 的入射出射地方施加有低反射涂层AR21、 AR22，能够抑制光入射出射 时的损失。在此，在多角柱尤其为六角柱的情况下，光的输入输出面 能够为相对于光轴成90度的构成。通过在输入输出部施加有低反射涂 层AR"、 AR22，能够进一步减少损失。而且，在此情况下，输入输出 部可以为布儒斯特角的形状。
图29所示的透明介质12d在光入射地方施加有低反射涂层AR21、 AR22，该反射地方的壁面倾斜，使得在内部传播的光相对于壁面(光 入射地方除外)以45度入射角入射并被反射。图(a)表示平面图，图(b)表示截面图。在例如透明介质12d由合成石英构成的情况下， 在内部传播的光在反射部分以临界角以上的入射角入射，在垂直方向 上被全反射，因而，没有必要在壁面施加高反射涂层。并且，壁面的 形状可以为在水平方向上以45度的角度进行全反射的形状。入射至透 明介质12d的光I1改变厚度方向的高度，同时在内部多次反射，作为 光I2而向外部输出。
图30所示的透明介质12e大致为长方体形状，在光入出射地方贴 附有由相同材质形成的三角块121、 122，而且，在这些三角块121、 122的光入射出射面上施加有低反射涂层AR21、 AR22。另外，该透明 介质12e使输入至三角块121的低反射涂层AR21的光Il被各壁面重复 全反射，以螺旋状行进，然后，从三角块122的低反射涂层八1122向外 部输出光12。例如，在透明介质12e由合成石英构成的情况下，在透 明介质12e内部传播的光，如果相对于壁面以45度的角度行进，那么， 被各壁面全反射，因而，没有必要在壁面上施加低反射涂层。
而且，通过使透明介质12e内部的光路为稍稍倾向垂直方向的构 成，能够使光在透明介质12中以螺旋状传播，得到长的光程长。在此， 透明介质的形状可以为五角形以上的多角柱的形状。并且，输入输出 部作为相对于光轴具有适当的角度的形状，施加有无反射涂层，或者 作为布儒斯特角的形状，从而能够抑制输入输出时的损失。
此外，上述透明部件12a 12e中，其一部分或者全部可以兼作光 放大介质11。
图31是第17实施方式涉及的光放大装置1R的构成图。该图所示 的光放大装置1R具备包括光放大介质11和透明介质12的光放大部 IOR、以及能量供给部30，放大部10R和能量供给部30被放入真空容 器80内。真空容器80能够使其内部空间为减压氛围。在此情况下， 通过光在真空中传播，能够谋求稳定化。例如，种光生成器和能量供 给部，在其自身稳定的情况或者像光纤激光源那样不在大气中传播的 情况下，可以设置在真空容器80外。
产业上利用可能性 本发明能够用于光放大装置中。
权利要求
1. 一种光放大装置，其特征在于，具备光放大部，包括对被放大光进行光放大的光放大介质、以及使所述被放大光多次通过的透明介质；能量供给部，向所述光放大介质供给激发能量。
2. 根据权利要求1所述的光放大装置，其特征在于， 所述光放大部从外部输入所述被放大光，使该放大光在所述光放大介质中多次通过，并进行光放大。
3. 根据权利要求1所述的光放大装置，其特征在于， 所述光放大部包括使所述被放大光共振的光共振器，在该光共振器的共振光路上具有所述光放大介质和所述透明介质。
4. 根据权利要求3所述的光放大装置，其特征在于， 所述光放大部还包括光导入单元，设在所述共振光路上，从所述光共振器的外部将所 述被放大光导入至所述共振光路上；以及，光导出单元，设在所述共振光路上，经过一定时间将在所述光共 振器内进行过光放大的所述被放大光向所述光共振器的外部导出。
5. —种光放大装置，其特征在于，将如权利要求3所述的光放大装置作为第1光放大装置， 将由该第1光放大装置产生的光作为种光， 将如权利要求2或4所述的光放大装置作为第2光放大装置， 由该第2光放大装置对所述种光进行光放大并将其输出。
6. 根据权利要求5所述的光放大装置，其特征在于，所述第1光放大装置和所述第2光放大装置的各自的所述光放大 介质、所述透明介质或者所述能量供给部是共同的。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 所述被放大光为脉冲光。
8. 根据权利要求7所述的光放大装置，其特征在于，还具备将光延迟的光延迟系统，将由所述光放大部产生的光作为种光，由所述光延迟系统将所述 种光延迟，由所述光放大部对该延迟的种光进行光放大并将其输出。
9. 根据权利要求7所述的光放大装置，其特征在于， 还具备对输入至所述光放大介质的所述被放大光的脉冲宽度进行拉伸的脉冲宽度拉伸部。
10. 根据权利要求7所述的光放大装置，其特征在于， 所述透明介质对输入至所述光放大介质的所述被放大光的脉冲宽度进行拉伸。
11. 根据权利要求7所述的光放大装置，其特征在于， 还具备对进行过光放大并从所述光放大介质输出的所述被放大光的脉冲宽度进行压缩的脉冲宽度压縮部。
12. 根据权利要求1 11中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 所述光放大介质和所述透明介质中的至少一个为固体。
13. 根据权利要求12所述的光放大装置，其特征在于， 还具备使所述光放大介质和所述透明介质中的至少一个的温度稳定化的温度稳定化单元。
14. 根据权利要求1 13中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 所述能量供给部包括作为所述能量供给部的输出应该向所述光放大介质供给的激发光的半导体元件。
15. 根据权利要求1~14中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 所述光放大部还包括调整所述被放大光的光路的光路调整单元。
16. 根据权利要求1 15中任一项所述的光放大装置，其特征在于，构成所述光放大部的包括所述光放大介质和所述透明介质的多个构成要素中的任意2个以上一体化。
17. 根据权利要求1~16中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 在所述光放大介质或者所述透明介质上，在所述被放大光入射或者出射的任一个地方施加有低反射涂层。
18. 根据权利要求1 17中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 在所述光放大介质或者所述透明介质上，在所述被放大光反射的任一个地方施加有高反射涂层。
19. 根据权利要求1 18中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 在所述光放大介质或者所述透明介质上，所述被放大光入射或者出射的任一个地方的光入射出射角为布儒斯特角。
20. 根据权利要求1 19中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 所述透明介质使在内部传播的所述被放大光在壁面进行内部全反射。
21. 根据权利要求1 20中任一项所述的光放大装置，其特征在于， 还具备真空容器，该真空容器在内部空间具有所述光放大部和所
22.述能量供给部，并使该内部空间为减压氛围。
全文摘要
提供一种小型化、高输出化以及稳定化容易的光放大装置。光放大装置(1A)具备光放大部(10A)和能量供给部(30)。光放大部(10A)包括光放大介质(11)和透明介质(12)。能量供给部(30)是向光放大介质(11)供给激发能量(例如激发光)的装置。光放大介质(11)接受该激发光的供给将光放大并将其输出。并且，透明介质(12)是使光放大介质(11)中的被放大光多次通过的介质。透明介质(12)，例如能够使被放大光在其内部曲折地传播。
文档编号H01S3/10GK101490914SQ20078002639
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月11日 优先权日2006年7月12日
发明者伊藤晴康, 坂本繁, 大石真吾, 山本晃永, 森口俊治, 河田阳一, 藤本正俊, 青岛伸一郎, 高桥宏典 申请人:浜松光子学株式会社