[发明专利]采用啁啾脉冲放大法的激光装置

说明书

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(20)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。

技术领域

本发明涉及一种采用啁啾脉冲放大法的激光装置。

背景技术

作为高输出(高能量)且脉冲宽度为f秒～p秒数量级、使所谓的飞秒激光产生的激光装置，已知有使用啁啾脉冲放大(CPA：Chirped Pulse Amplification)法的激光装置(参照专利文献1等)。采用利用CPA法的激光装置的话，通过利用脉冲扩张器扩大在激光振荡器生成的激光的时间宽度(脉冲宽度)来抑制峰值强度后，利用激光放大器放大其输出至不损伤激光介质的程度。其后，利用脉冲压缩器，与脉冲扩张器相反地，在时间上压缩激光脉冲，仅提高该压缩部分的峰值强度并加以输出。

激光振荡器所生成的激光脉冲虽微小，但具有一定程度的波长宽度。脉冲扩张及脉冲压缩利用该波长宽度，进行激光的脉冲宽度的扩张及压缩，例如通过使波长在空间上被分散了的波长不同的光穿过不同光路长度来实现脉冲扩张。又，脉冲压缩由与其相反的原理来实现。这种脉冲扩张器、脉冲压缩器通常利用使相同结构的衍射光栅成对的衍射光栅对。

专利文献2中公开了利用了衍射光栅对的典型的脉冲压缩器(双通结构)。即，该脉冲压缩器包括：将光栅面相对而彼此平行地配置的两块衍射光栅(即衍射光栅对)；以及使穿过该衍射光栅对的激光脉冲全反射并再次入射至上述衍射光栅对的镜子。通过由激光放大器放大的激光脉冲被导入该脉冲压缩器，穿过衍射光栅、被镜子反射后再次经由衍射光栅返回(即进行一个往返)的过程，激光脉冲的波长宽度变窄，由此峰值强度得以提高。这样构成的脉冲压缩器具有能够使两块衍射光栅的间隔变窄，有利于装置的小型化的特征。

如上所述，在使用CPA法的激光装置中，由激光放大器放大的能量较大的激光脉冲击中构成脉冲压缩器的衍射光栅。因此，衍射光栅的光栅面(即反射面)的损伤成为问题。即，在利用CPA法的激光装置中，实现高输出时，被用于脉冲压缩器的衍射光栅的损伤阈值(即能量耐受性)成为较大的限制。为了改善用于脉冲压缩器的衍射光栅的损伤阈值，以往提出有使衍射光栅表面的反射膜的膜厚变厚，使用能量耐受性高的多层电介质膜作为反射膜(参照专利文献3、非专利文献1)这样的方法。这样的方法确实在改善损伤阈值上是有效的。然而，存在衍射光栅的成本上升、激光装置的价格变高的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2011/0026105号

专利文献2：日本特开平9-211504号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2012/0093191号

非专利文献

非专利文献1：:Bruno Touzet、「超高エネルギー·パルスレーザの出力を倍増させる多層膜誘電体グレーティングHORIBA Technical Reports」、株式会社堀場製作所、[online]、[平成25年1月18日検索]、インターネット＜URL:http://www.horiba.com/uploads/media/R027-04-018_01.pdf＞

发明内容

本发明要解决的问题