CZ305899B6

CZ305899B6 - Metoda a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů

Info

Publication number: CZ305899B6
Application number: CZ2014-61A
Authority: CZ
Inventors: František Batysta; Roman Antipenkov; Jack Alexander Naylon; Jonathan Tyler Green; Pavel Bakule; Jakub Novák
Original assignee: Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i.
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2016-04-27
Also published as: CZ201461A3

Abstract

Metoda a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů pomocí zpětné vazby založené na měření vzájemného zpoždění impulzů signálového a čerpacího laserového svazku s využitím jejich interakce v nelineárním prostředí, kde jsou dílčí laserové svazky určené pro řízení synchronizace vyvázány (1a/1b) z primárních laserových svazků těsně před vstupem do interakce, která je předmětem synchronizace (A~B). Upraví se rovina polarizace takto vyvázaných svazků (2a/2b) s ohledem na následující optické prvky a u jednoho z dílčích svazků se časově definovaně a konstantě zpozdí jedna ze složek polarizace (3.tau.). Následně se vždy dvě zvolenému typu interakce OPA odpovídající složky polarizace obou dílčích svazků přivedou současně a společně na alespoň jedno anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA (4x/4y), ve kterém dojde k zesílení dílčího signálového svazku a generaci jalové vlny. Následně se měřicím prvkem jednotlivě změří a porovná intenzita obou složek polarizace impulzu signálové vlny a/nebo impulzu jalové vlny (5x/5y) a na základě vyhodnocení se automaticky realizuje zpětnovazební smyčka pro synchronizaci (A~B).

Description

Metoda a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů

Oblast techniky

Vynález se týká metody a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů pomocí zpětné vazby založené na měření vzájemného zpoždění impulzů signálového a čerpacího laserového svazku s využitím jejich interakce v nelineárním prostředí.

Dosavadní stav techniky

Pro účely popisu předkládaného vynálezu v celém následujícím textu rozumíme:

- Impulz = laserový impulz je krátký časově omezený impulz optického laserového záření, pikosekundový a sub-pikosekundový laserový impulz má délku trvání v rozsahu IxlO¹⁵ až 1x10 ⁹ sekundy.

- Svazek = laserový svazek je tvořen opakujícími se laserovými impulzy s definovanou frekvencí opakování generovanými jedním laserovým zdrojem (optickým generátorem). Laserový svazek je lineárně polarizován.

o Signálový laserový svazek je předmětem zesilování v navazujících optických systémech, přičemž jeho zesílení je požadovaným cílem.

o Čerpací laserový svazek je energetický svazek, jehož energie je využita k zesilování signálového svazku.

- Optický generátor je obecně generátor laserového záření různých vlnových délek, různé frekvence opakování či intenzity v jednotlivých laserových impulzech. Součástí optického generátoru je mimo jiné také optický rezonátor.

- Nelineární prostředí tvoří fyzikální prostředí, například pevná látka, kapalina, plyn, plazma a jejich směsi, jehož elektrická polarizace závisí nelineárně na intenzitě optického záření vstupujícího do prostředí.

- Nelineární optický jev pak je fyzikální jev, který vzniká při šíření optického záření nelineárním prostředím, přičemž řádem nelineárního optického jevu se považuje řád příslušného tenzoru susceptibility.

- Jev OPA (Optical parametric amplification) - nelineární optický jev, při kterém dochází k přelévání energie z čerpacího laserového svazku do signálového laserového svazku při současném vzniku svazku jalového. Jsou známy dva typy interakce OPA dle toho, zda spolu interagují stejné složky polarizace čerpacího a signálového svazku, přičemž polarizace svazku jalového je k nim ortogonální, nebo spolu interagují vzájemně ortogonální složky polarizace čerpacího a signálového svazku a následně polarizace svazku jalového je stejná jako polarizace vstupujícího čerpacího svazku.

Jedna z větví vývoje laserové techniky se v poslední době soustředí na zvyšování výkonu laserových systémů. Způsobů jak toho dosáhnout je několik, od hledání úplně nových metod, materiálů a technologií, po optimalizaci využití stávajícího stavu techniky. To vede ke snahám o zvětšování aktivního prostředí, zefektivnění jeho výtěžnosti a řetězení zesilujících zařízení, se současným zkracováním jednotlivých impulzů v laserovém svazku a zvyšováním opakovači frekvence.

Silně zastoupenou skupinou vysoko-výkonových laserových systémů, jsou pevnolátkové lasery využívající postupného zesilování v aktivních nebo nelineárních prostředích. Jedním ze slibných uspořádání je systém využívající přenosu energie ze silnějšího laserového svazku čerpacího do svazku signálového pomocí nelineárního optického jevu OPA (Optical Parametric Amplificati on), na jehož základě funguje optický zesilovač OPCPA (Optical Parametric Chirped Pulze Amplification), který pracuje se spektrálně rozmítnutými signálovými impulzy. Tento typ zesilovače vyžaduje vysoce kvalitní překrytí čerpacího svazku a signálového svazku, respektive čerpacího energetického impulzu a signálového impulzu určeného k zesílení, a to jak v prostoru, tak v čase. V nelineárním prostředí pak dojde při splnění podmínek fázového synchronismu k přelití energie z čerpacího do signálového impulzu. Dokonalá prostorová a především časová synchronizace čerpacích a signálových laserových impulzů je pro využití tohoto jevu klíčová.

Obecně jsou při použití dvou nezávislých optických generátorů možnosti jejich elektronické synchronizace v oblasti pikosekund a sub-pikosekund nedostatečné. V případě kratších impulzů než nanosekundových je třeba využít vzájemné optické vazby spouštění. S výhodou je možné signální i čerpací svazek odvodit ze společného širokopásmového laserového svazku, z jehož spektrálních složek je vytvořen jak signálový laserový impulz, tak po zesílení v laserovém zesilovači čerpací laserový impulz. K nepřesnostem ve vzájemném časování čerpacího a signálového impulzu dochází z důvodu diametrálně odlišných délek optických tras v jednotlivých typech optických generátorů pro dva typy (a dvě různé vlnové délky) svazků, dále kvůli vibracím optických prvků, jejich tepelné roztažnosti, změnám indexu lomu atd. Tyto jevy způsobují dodatečné časové rozladění impulzů, které následně vstupují do zesilovače OPCPA a jedy třeba cíleně upravit jejich vzájemné zpoždění.

Běžně se tohoto požadovaného zpoždění optických impulzů dosahuje pomocí zpožďovací linky ovládané pomocí elektronických prvků, přičemž samotné zpoždění je možné, za pomoci například piezzo-elektrických prvků, nastavit velmi přesně v řádu femtosekund. Problémem však je elektronické měření tohoto zpoždění a následná úprava tohoto nastavení, obvykle realizovaná zpětnou vazbou. V oblasti pikosekundových a femtosekundových laserových svazků se dále kromě obtíže s primární časovou synchronizací začínají také výrazně projevovat vlivy kvality a počtu odrazných ploch a prostředí, kterými laserové svazky procházejí, a které dále zvyšují nestabilitu nastavené synchronizace.

Několik alternativních schémat laserových systémů založených na OPCPA je popsáno například v patentové přihlášce US 2005/0 271 094 Al, přičemž v tomto dokumentu jsou navrženy dvě varianty synchronizace. První vyžaduje, aby generátor čerpacího i signálního laserového svazku byl řešen pomocí laserového oscilátoru v režimu synchronizace módů v rezonátoru (Modelocking), což vylučuje další typy generátorů čerpacího svazku, např. regenerativní zesilovač, nebo víceprůchodový zesilovač. Nevýhodou je i nutnost zásahu do samotného oscilátoru čerpacího, nebo signálního svazku. Druhý přístup je založen na generaci super-kontinua pomocí signálového laseru v nelineárním vlákně a jeho následném injektování do regenerativního zesilovače čerpacího laseru. Tato metoda však nedokáže kompenzovat nestabilitu vzniklou v zesilovači čerpacího svazku a ostatní vlivy vzniklé instrumentací před vstupem svazků do zesilovače OPCPA.

Dosud používaný systém synchronizace pikosekundových laserových impulzů pro OPCPA [např. Schwarz A. et al., Optics Express 20, 2075-2077 (2012)] je založen na měření vzájemného zpoždění čerpacího a širokopásmového signálového impulzu pomocí nelineárního optického jevu generace součtové frekvence SFG (Sum Frequency Generation), přičemž vzájemný časový posun obou vstupních impulzů (čerpacího a signálového) způsobí změnu vlnové délky měřené frekvence. Tato změna je následně detekována a použita pro časovou stabilizaci ve zpětnovazební smyčce. Jeho významnou nevýhodou je potřeba vysoké energie v obou svazcích pro vybuzení nelineárního jevu SFG, což vyžaduje použití předzesilovače v signálovém svazku před samotným systémem synchronizace. Jinou jeho nevýhodou je použití čerpacího impulzu ještě před konverzí do druhé harmonické, která následně vstupuje do OPCPA a tedy synchronizace neeliminuje vlivy, ke kterým dochází během procesu generování druhé harmonické a vlivem instrumentace na nestejných optických drahách.

Jiný způsob měření relativního zpoždění laserových impulzů je znám z oblasti vláknových laserů [např. Kim J. et al., Nature Photonics 2, 733-736 (2008)]. Je založen na vyváženém kros-korelá

-2CZ 305899 B6 toru dvou signálů o stejné frekvenci, které interagují v nelineárním krystalu. Měřenými a porovnávanými signály v tomto zařízení jsou pak generované druhé harmonické (SHG = second harmonie generation) při interakci typu II, tj. dochází ke kombinaci svazků s navzájem ortogonálními polarizacemi. Obdobně jako v předchozím případě musí mít oba vstupující svazky relativně vysokou intenzitu, aby byl získán dobře detekovatelný výstup. Tento systém ale nelze použít pro synchronizaci svazků pro OPCPA, protože pracuje se zpožděním impulzů stejných vlnových délek.

Cílem vynálezu je představit metodu a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů pro využití OPCPA, potlačující nevýhody výše uvedených systémů známých ze stavu techniky.

Podstata vynálezu

Předkládaná metoda a zařízení do značné míry odstraňuje výše uvedené nedostatky známých řešení. Jedná se o časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů pomocí zpětné vazby, která je založena na měření vzájemného zpoždění signálového a čerpacího laserového impulzu s využitím jejich interakce v nelineárním prostředí.

Podstata metody spočívá v následujících krocích:

1) Ze signálového a čerpacího laserového svazku jsou těsně před vstupem do OPCPA nebo do jiné interakce, která je předmětem synchronizace vyvázány dílčí laserové svazky, jejichž impulzy jsou vzájemně zpožděny stejně, jako impulzy vstupující do OPCPA nebo jiné interakce, která je předmětem synchronizace.

2) Polarizace obou dílčích svazků je upravena tak, aby intenzita ve vertikální i horizontální složce polarizace impulzů obou dílčích svazků dosahovala alespoň úrovně dostatečné pro měřitelnou generaci jevu OPA.

3) U jednoho z dílčích laserových svazků se složky polarizace impulzů vzájemně definovaně a konstantně zpozdí.

4) Každá z těchto vzájemně definovaně a konstantně zpožděných složek polarizace impulzů jednoho z dílčích svazků se společně a současně s (dle zvoleného typu jevu OPA) příslušnou vhodnou složkou polarizace impulzů druhého dílčího svazku přivede na alespoň jedno příslušně orientované anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA, v němž dojde k zesilování intenzity příslušné složky polarizace impulzů dílčího signálového svazku na úkor energie odpovídající polarizační složky impulzů dílčího čerpacího svazku, čímž se získá zesílený dílčí signálový svazek a současně s ním vzniká jalový svazek, kde tyto dva svazky společně tvoří modifikovaný kombinovaný svazek. Vhodná složka polarizace vstupujících svazků je určena typem interakce OPA v nelineárním prostředí.

5) Vhodným měřicím a vyhodnocovacím prvkem se pak měří a porovnává intenzita obou složek polarizace impulzů zesílené dílčí signálové a/nebo jalové vlny, které jsou výsledkem jevu OPA a vystupují z alespoň jednoho příslušně orientovaného anizotropního nelineárního prostředí, ve kterém došlo k zesílení díky interakci odpovídajících složek polarizace impulzů dílčího čerpacího svazku a dílčího signálového svazku.

6) Hodnoty získané ve fázi 5 jsou využity pro zpětnovazební smyčku realizovanou pomocí běžných elektrotechnických prostředků, která ovlivňuje primární laserový systém generující primární laserový svazek a/nebo primární čerpací svazek.

Předkládaná metoda může být provedena libovolnou kombinací provedení na sebe navazujících fází metody, které jsou popsány v následujícím a/nebo ve výše uvedeném textu.

Ve výhodném provedení fáze 1 jsou dílčí signálový laserový svazek a dílčí čerpací laserový svazek vyvázány pomocí polopropustných zrcadel z materiálu s nízkou hodnotou grupové disperze pro předem dané vlnové délky impulzů, tzv. Low-GDD, určené k tomu, aby nedocházelo k časovému rozšiřování laserových impulzů vlivem průchodu materiálem.

Ve výhodném provedení fáze 2 se vzájemný poměr složek polarizace obou dílčích impulzů upraví průchodem dílčích laserových svazků polarizaci stáčejícími prvky vhodně přizpůsobenými s ohledem na požadovanou orientaci roviny polarizace dílčích laserových impulzů.

Ve výhodném provedení fáze 3 se vzájemné zpoždění složek polarizace impulzů jednoho z dílčích svazků provede navedením jednotlivých složek polarizace na rozdílné optické dráhy, přičemž tyto dráhy jsou odlišné délky a/nebo alespoň jedna z oddělených složek polarizace dílčího svazku prochází signál zpožďujícím prvkem.

V jiném výhodném provedení fáze 3 jsou složky polarizace dílčího svazku navzájem pevně a definovaně zpožděny pomocí průchodu opticky dvoj lomným materiálem.

Ve výhodném provedení fáze 4 jsou vzájemně zpožděné složky polarizace impulzů jednoho z dílčích svazků spojeny navedením na společnou optickou dráhu průchodem spojovacím prvkem a dále jsou na stejnou společnou optickou dráhu navedeny průchodem stejným a/nebo dalším spojovacím prvkem obě složky polarizace impulzů druhého dílčího svazku. Takto vzniklý kombinovaný svazek se přivede na alespoň dvě vzájemně ortogonálně pootočená a ve směru šíření dílčích svazků za sebou uspořádaná anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA, přičemž k zesilování horizontální a vertikální složky polarizace impulzů dílčího signálového svazku dochází v každém z příslušně vhodně orientovaných anizotropních nelineárních prostředí vykazujících jev OPA zvlášť.

Ve výhodném provedení fáze 5 se impulz zesíleného dílčího signálového svazku nebo impulz jalového svazku, které vznikají interakcí OPA, propouští optickým pásmovým filtrem.

Ve výhodném provedení fáze 5 se impulz jalového nebo zesíleného dílčího svazku ještě před měřením rozdělí prvkem oddělujícím složky polarizace svazku.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení pro provádění metody optické stabilizace časové synchronizace pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje sekci dílčího signálového svazku, sekci dílčího čerpacího svazku a sekci kombinovaného svazku, přičemž

- Alespoň jedna ze sekcí dílčího čerpacího resp. signálového svazku obsahuje alespoň jeden signál zpožďující prvek určený ke zpoždění alespoň jedné složky polarizace impulzů příslušného dílčího laserového svazku;

- Sekce dílčího signálového svazku, sekce dílčího čerpacího svazku a sekce kombinovaného svazku jsou vzájemně propojeny alespoň jedním spojujícím prvkem, který je určen k navedení alespoň některých složek polarizace impulzů dílčího čerpacího svazku a současně alespoň některých složek polarizace impulzů dílčího signálového svazku na společnou optickou dráhu a tím k vytvoření alespoň jednoho kombinovaného svazku;

- Sekce kombinovaného svazku obsahuje alespoň jedno anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA a alespoň jeden měřicí prvek obsahující alespoň jeden fotodetektor, který je na svém výstupu propojen s alespoň jedním vyhodnocovacím zařízením.

Předkládané zařízení může být realizováno libovolnou kombinací provedení částí zařízení popsaných v následujícím a/nebo výše uvedeném textu.

_ /1 _

Ve výhodném provedení je zařízení propojeno s primárním laserovým systémem pomocí polopropustných zrcadel z materiálu s nízkou hodnotou grupové disperze pro předem dané vlnové délky impulzů, umístěných do optických drah signálového a čerpacího laserového svazku.

Ve výhodném provedení sekce dílčího signálového svazku a/nebo sekce dílčího čerpacího svazku obsahuje také alespoň jeden polarizaci stáčející prvek určený ke stáčení roviny polarizace dílčího signálového laserového svazku a/nebo dílčího čerpacího impulzního laserového svazku, přičemž tímto polarizaci stáčejícím prvkem je půlvlnná destička a/nebo Faradayův rotátor a/nebo soustava zrcadel.

V libovolném provedení je zpožďující prvek v zařízení realizován jako zpožďovací destička a/nebo soustava zrcadel a/nebo opticky dvoj lomný materiál.

Ve výhodném provedení sekce dílčího signálového svazku a/nebo sekce dílčího čerpacího svazku a/nebo sekce kombinovaného svazku zařízení obsahuje také alespoň jeden prvek oddělující složky polarizace impulzů, přičemž tímto prvkem oddělujícím složky polarizace impulzu je polarizační dělič svazku a/nebo polarizační kostka a/nebo tenkovrstvý polarizační film a/nebo hranol Nikol a/nebo hranol Glan-Thompson a/nebo hranol Glan-Taylor a/nebo dichroický polarizační dělič svazku.

Ve výhodném provedení zařízení v sekci dílčího signálového svazku a/nebo sekci dílčího čerpacího svazku obsahuje Mach-Zenderův interferometr pro vytvoření vzájemně zpožděných složek polarizace impulzů jednoho z dílčích laserových svazků tvořený prvkem oddělujícím složky polarizace, zpožďujícím prvkem umístěným v jednom rameni interferometru a prvkem spojujícím vzájemně zpožděné složky polarizace impulzů tohoto dílčího laserového svazku na společnou optickou dráhu.

Ve výhodném provedení je optický prvek spojující výše popsané sekce realizován jako dichroické zrcadlo a/nebo difrakční mřížka a/nebo dichroický dělič svazku.

Ve výhodném provedení jsou alespoň dvě anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA v sekci kombinovaného svazku uspořádána tak, že jsou umístěna za sebou ve směru šíření kombinovaného svazku a současně jsou vzájemně ortogonálně pootočená.

V libovolném provedení je anizotropním nelineárním prostředím vykazujícím jev OPA pro interakci příslušných složek polarizace impulzů dílčích laserových svazků nelineární krystal z materiálu BBO (β-Baryum Borate), nebo LBO (Lithium Triborate), nebo KDP (Potassium Dihydrogen Phosphate), nebo DKDP (Potassium Dideuterium Phosphate), nebo BiBO (Bismuth Borate), nebo YCOB (Yttrium Calcium Oxoborate), nebo LÍNBO3 (Lithium niobáte), nebo KTP (Potassium Titanyl Phosphate).

Ve výhodném provedení je v sekci kombinovaného svazku umístěn alespoň jeden pásmový optický filtr mezi anizotropním nelineárním prostředí vykazujícím jev OPA a vyhodnocovacím/měřicím prvkem.

V jiném výhodném provedení vyhodnocovací/měřicí prvek v sekci kombinovaného svazku obsahuje alespoň jeden prvek oddělující složky polarizace impulzu měřeného svazku, přičemž tímto prvkem oddělujícím složky polarizace impulzu měřeného svazku je polarizační dělič svazku a/nebo polarizační kostka a/nebo tenkovrstvý polarizační film a/nebo hranol Nikol a/nebo hranol Glan-Thompson a/nebo hranol Glan-Taylor a/nebo dichroický polarizační dělič svazku.

V libovolném provedení je fotodetektorem v zařízení fotodioda a/nebo fotonásobič a/nebo fototranzistor.

. 5 .

Vzhledem k tomu, že představené zařízení podle vynálezu pracuje se složkami polarizace obou svazů, umožňuje vést oba dílčí signály po jedné optické trase, čímž eliminuje zanášení chyby vlivem rozdílné instrumentace.

Představené řešení podle vynálezu je v porovnání se systémem popsaným ve spisu US 2005/0 271 094 Al jedinečné v tom, že díky měření těsně před samotným OPCPA zesilovačem lze očekávat přibližně o řád menší nestabilitu vzniklou v regenerativním zesilovači čerpacího svazku. V porovnání se systémem popsaným v odborné literatuře Schwarz et al., je kromě výše uvedené výhody měření těsně před OPCPA také potřeba řádově nižších energií (v řádu pJ) ve svazcích vstupujících do synchronizační jednotky.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresů, kde:

- Obr. 1 zobrazuje blokové schéma jednotlivých fází metody pro synchronizaci podle vynálezu.

- Obr. 2 představuje generální schéma zapojení laserového systému pro zesilování v OPCPA se synchronizačním zařízením podle vynálezu,

- Obr. 3 představuje schéma výhodného uspořádání synchronizačního zařízení podle vynálezu,

- Obr. 4 představuje schéma jiného výhodného uspořádání synchronizačního zařízení podle vynálezu.

- Obr. 5 představuje vzájemné ortogonální otočení dvou anizotropních nelineárních prostředí vykazujících jev OPA,

- Obr. 6 představuje vzájemné postavení jednotlivých složek polarizace dílčího signálového a dílčího čerpacího impulzu, které vstupují do interakce ve dvou vzájemně ortogonálně otočených anizotropních nelineárních prostředích vykazujících jev OPA.

Výkresy, které znázorňují představovaný vynález, a následně popsané příklady konkrétních provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu vynálezu.

Na obr. 1 je blokové schéma jednotlivých fází metody pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů. Alfanumerické označení bloků v žádném případě není v přímé vazbě k dále používanému značení ve schématech experimentálního uspořádání, a tedy z něj nelze vyvozovat, že určitá fáze je aplikována pouze na určitý laserový svazek, stejně jako nepopisuje vazbu složek polarizace jednotlivých dílčích laserových svazků. Metodu tvoří tyto fáze:

- Blok A~B zahrnuje základní synchronizaci a generování signálového a čerpacího laserového svazku, které vstupují do interakce OPCPA, či jiné interakce, která je předmětem synchronizace v generálním uspořádání, blok zdůrazňuje jejich vzájemnou vazbu.

- Fáze la, resp. 1b představuje vyvázání dílčího signálového laserového svazku a dílčího čerpacího laserového svazku z příslušných laserových svazků těsně před vstupem do OPCPA, či jiné interakce, která je předmětem synchronizace. Impulzy v obou dílčích svazcích jsou stejně vzájemně zpožděny jako primární impulzy, přičemž měření tohoto vzájemného zpoždění je cílem předkládaného vynálezu.

- Fáze 2a, resp. 2b znázorňuje úpravu roviny polarizace obou dílčích svazků tak, aby intenzita v horizontální a vertikální složce polarizace impulzů obou dílčích svazků byla srovnatelná.

- Fáze 3τ představuje proces vzájemného zpoždění horizontální a vertikální složky polarizace u jednoho z dílčích laserových svazků o konstantní a definovaný časový rozdíl τ.

-6CZ 305899 B6

- Přechod mezi fázemi 3τ a 2b k 4x a 4y zdůrazňuje přivedení vzájemně vhodných (dle zvoleného typu interakce typu OPA) složek polarizace impulzů dílčích svazků na anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA, tedy zeje na toto prostředí přivedena současně (prostorově a téměř časově synchronně) horizontální resp. vertikální složka impulzů dílčího čerpacího svazku a vertikální resp. horizontální složka impulzů dílčího signálového svazku při OPA interakci typu I, případně horizontální resp. vertikální složka impulzů dílčího čerpacího svazku a horizontální resp. vertikální složka impulzů dílčího signálového svazku při OPA interakci typu II.

- Fáze 4x, resp. 4y představuje nelineární interakci, při které dochází k přelévání energie z příslušné složky polarizace dílčího čerpacího pulzu do příslušné složky polarizace impulzu signálového. Průchodem dílčích laserových svazků anizotropním nelineárním prostředím vykazujícím jev OPA dojde k zesílení jednotlivých složek polarizace impulzů dílčího signálového svazku a ke vzniku jalového svazku.

- Fáze 5x, resp. 5y zobrazuje proces měření a vyhodnocování, při kterém je měřena a porovnávána intenzita záření v jednotlivých složkách polarizace impulzů zesíleného dílčího svazku a/nebo jalového svazku a na základě získaných hodnot je realizována zpětnovazební smyčka pro úpravu synchronizace a generování laserových svazků zobrazených blokem A~B.

Na obr. 2 je představeno generální schéma zapojení laserového systému využívajícího pro zesilování laserového signálu optický zesilovač typu OPCPA. Zobrazený laserový systém obsahuje optický impulzní oscilátor 1, regenerativní zesilovač 2, optický zesilovač OPCPA 3, základní optickou synchronizační jednotku 4 polopropustná zrcadla 5, zpoždění stabilizující synchronizační zařízení 6 podle vynálezu a zpětnovazební smyčku 7.

Optický impulzní oscilátor 1 je zdrojem širokopásmového laserového svazku, z jehož spektrálních složek je vytvořen jak signálový laserový pulz 8 (v oblasti femtosekundových impulzů obvykle čerpovaný), tak zdrojový laserový svazek 9, který prochází základní optickou synchronizační jednotkou 4 a vstupuje do regenerativního zesilovače 2, kde je zesílen na čerpací laserový svazek 10.

Základní optická synchronizační jednotka 4, v oboru označovaná jako zpožďovací linka, je tvořena soustavou zrcadel ovládanou pohony s piko-metrickým posuvem. Pomocí nastavení soustavy zrcadel zpožďovací linky 4 dochází k definovanému základnímu nastavení vzájemného zpoždění spouštěcího optického impulzů 9 přiváděného do regenerativního zesilovače 2, tedy k základní časové synchronizaci impulzů signálového laserového svazku 8 s čerpacím laserovým svazkem 10. Pohony zrcadel v synchronizační jednotce 4 jsou dále řízeny zpětnou vazbou 7 vysílanou stabilizujícím synchronizačním zařízením 6 podle vynálezu. Díky tomuto řízení vstupují oba laserové svazky 8 a 10 pomocí polopropustných zrcadel 5 do optického zesilovače OPCPA 3 časově a prostorově synchronizované. V zesilovači OPCPA dojde k zesílení signálového svazku 8 na úkor energie čerpacího svazku 10 a získání výstupního laserového signálu j_L

Polopropustná zrcadla 5 jsou předem definovaným způsobem částečně propustná, propouštějí část primárních laserových svazků 8 a 10, tedy dochází k vyvázání dílčího signálového laserového svazku 8a a dílčího čerpacího laserového svazku 10a, které dále vstupují do synchronizačního zařízení 6 podle vynálezu. Toto zařízení následně na základě interakce dílčích svazků 8a a 10a vytváří výše uvedenou zpětnou vazbu 7 řídící jak základní optickou synchronizační jednotku 4, tak piezzo-elektricky ovládané zrcadlo rezonátoru regenerativního zesilovače 2.

Na obr. 3 je představeno vnitřní schéma výhodného provedení stabilizujícího synchronizačního zařízení 6 podle vynálezu pro časovou synchronizaci laserových impulzů. Zařízení, obsahuje sekci dílčího signálového laserového svazku 8a, sekci dílčího čerpacího laserového svazku 10a a sekci kombinovaného svazku 12.

- Sekce dílčího čerpacího laserového svazku 10a ve směru X dráhy v něm procházejícího dílčího čerpacího laserového svazku 10a obsahuje prvek stáčející rovinu polarizace 13, např. půlvlnou

-7CZ 305899 B6 destičku, kterým se upravuje rovina polarizace příchozího dílčího čerpacího svazku 10a tak, aby intenzita obou složek polarizace byla vzájemně srovnatelná (optimálně 50:50); dělicí prvek 14 oddělující složky polarizace impulzu navádějící je na rozdílné optické dráhy a spojovací prvek 15 navádějící složky polarizace impulzu zpět na společnou optickou dráhu, přičemž oba prvky reprezentuje např. polarizační dělič svazku. Sekce dílčího čerpacího laserového svazku 10a je mezi dělicím prvkem 14 a spojovacím prvkem 15 rozdělena na dvě dílčí optické dráhy, kde jedna je opatřena signál zpožďujícím prvkem 16, např. zpožďovací destičkou, který zajišťuje konstantní definované zpoždění robou složek polarizace dílčího laserového čerpacího svazku 10a.

Ve výhodném provedení odpovídá uspořádání prvků 14, 15 a 16 uspořádání Mach-Zenderova interferometru.

- Sekce dílčího signálového laserového svazku 8a ve směru Y dráhy v něm procházejícího dílčího signálového svazku 8a obsahuje ve výhodném provedení prvek stáčející rovinu polarizace 17, např. půlvlnou destičku, jejíž funkce je stejná jako v sekci dílčího čerpacího svazku 10a.

- Sekce dílčího signálového laserového svazku 8a, sekce dílčího čerpacího laserového svazku 10a a sekce kombinovaného laserového svazku 12 jsou vzájemně propojeny spojujícím prvkem 18, kterým je v představeném případě např. dichroické zrcadlo.

- Sekce kombinovaného svazku 12 ve směru Z dráhy v něm procházejícího kombinovaného laserového svazku 12 obsahuje dvě ve směru dráhy dílčích laserových svazků 8a a 10a za sebou uspořádaná anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA, v našem případě vzájemně ortogonálně otočené nelineární krystaly 19. Časová synchronizace bez dosud realizované zpětné vazby 7 v tomto místě závisí primárně na kvalitě synchronizace realizované pomocí základní synchronizační jednotky 4. Ze soustavy anizotropních nelineárních prostředí vykazujících jev OPA vystupuje ve směru Z modifikovaný kombinovaný svazek, který je tvořen zesíleným dílčím signálovým svazkem 8z a jalovým svazkem 24, které jsou výsledkem interakce OPA. Sekce dále ve směru Z osahuje pásmový optický filtr 20, a měřicí zařízení, v představeném příkladu tvořené dělicím prvkem 21 pro oddělení složek polarizace impulzů měřeného svazku a dvěma fotodetektory 22, na svém výstupu datově propojenými s vyhodnocovacím zařízením 23.

- Na základě naměřených a vyhodnocených výsledků je automaticky realizována zpětná vazba 7.

Obr. 4 je modifikací uspořádání na obr. 3, přičemž sekce dílčího signálového svazku 8a, sekce kombinovaného svazku 12 a vzájemné propojení všech tří sekcí je ekvivalentní obr. 3. Uspořádání se liší pouze sekcí dílčího čerpacího svazku 10a:

- Sekce dílčího čerpacího svazku 10a obsahuje destičku z dvoj lomného materiálu, která způsobí vzájemné posunutí vertikální a horizontální složky polarizace impulzů dílčího čerpacího svazku 10a o definovaný a konstantní časový posun τ, přičemž požadované zpoždění je přibližně rovno délce delšího z interagujících pulzů.

Na obr. 5 je zobrazena orientace vzájemně ortogonálně pootočených dvou nelineárních anizotropních prostředí vykazujících jev OPA, přičemž šipky znázorňují orientaci polarizace signálového svazku, která je v příslušném krystalu zesilována. Nelineárních anizotropních prostředí vykazujících jev OPA může být i jiný počet a mohou být z materiálů popsaných v podstatě vynálezu.

Anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA pracuje na základě jevu nelineární optiky druhého řádu, při kterém dochází k interakci tří optických svazků: čerpacího svazku, signálového svazku a jalového svazku. Během tohoto jevu dochází k zesílení signálového svazku a generaci jalového svazku na úkor energie čerpacího svazku. Z hlediska jednotlivých fotonů se jedná o rozpad čerpacího fotonu na dva fotony, tj. na signálový foton a jalový foton. Jelikož na vytvoření dvojice signálového a jalového fotonu je spotřebována veškerá energie čerpacího fotonu, nezpů

-8CZ 305899 B6 sobuje parametrické zesílení žádnou disipaci energie záření, a tedy nedochází k dodatečnému ohřívání nelineárního prostředí.

Polarizace svazků v nelineárním anizotropním prostředí závisí na použitém typu interakce OPA. Ve výhodném provedení lze použít tzv. interakci „typu I“, kdy v daném prostředí má zesilovaný signální svazek a generovaný jalový svazek shodnou polarizaci, nebo v jiném výhodném provedení interakci „typu II“, kdy signální a jalový svazek mají v daném prostředí navzájem ortogonální polarizaci.

Obr. 6 zobrazuje vzájemnou orientaci a postavení jednotlivých složek polarizace impulzů obou částí kombinovaného svazku 12 a jejich možný překryv ve výhodném provedení. Vzájemné zpoždění jednotlivých složek impulzů je určeno základním zpožděním At impulzů vstupujících do synchronizačního zařízení 6, a pevně definovaným časovým rozladěním τ mezi v tomto výhodném provedení složkami polarizace dílčího čerpacího svazku 10a, které vzniká uvnitř synchronizačního zařízení 6. Obrázek tedy zobrazuje nejen konstantní časový posun τ mezi horizontální složkou IQa-x polarizace impulzu dílčího čerpacího laserového svazku 10a a vertikální složkou IQa-v polarizace impulzu dílčího čerpacího laserového svazku 10a, ale také vzájemný posun Δί obou složek polarizace impulzu dílčího signálového laserového svazku 8a, tedy jak vertikální složky 8a-y polarizace impulzu dílčího signálového laserového svazku 8a, tak horizontální složky 8a-x polarizace impulzu dílčího signálového laserového svazku 8a, vůči nezpožděné složce polarizace dílčího čerpacího impulzu, které je předmětem měření a následné stabilizace synchronizace.

Vzájemného zpoždění složek polarizace lze také aplikovat na složky polarizace dílčího signálového svazku 8a, přičemž výsledek měření by byl obdobný, nicméně dílčí signálový svazek 8a je obvykle širokospektrální a je nutné tomu přizpůsobit zpožďovací člen tak, aby nedošlo k časovému rozšíření impulzů dílčího signálového svazku 8a.

Příklady uskutečnění vynálezu

Ve výhodném provedení jsou polopropustná zrcadla 7 sloužící k vyvázání dílčích laserových svazků pro synchronizační zařízení 9 z materiálu s nízkou hodnotou změny indexu lomu pro předem dané vlnové délky impulzů, tzv. Low-GDD, určené k tomu, aby nedocházelo k časovému rozšiřování laserových impulzů vlivem průchodu materiálem.

Experimentální uspořádání podle schématu na obr. 3 nebo obr. 4, přičemž byly použity následující kombinace prvků:

- Prvek stáčející rovinu polarizace 13, 17 přizpůsobuje natočení roviny polarizace o 45° vůči následujícím optickým prvkům tak, aby oba svazky obsahovaly vertikální i horizontální složku polarizace v optimálním poměru 50:50. Používanými prvky jsou půlvlnná fázová destička, Faradayův rotátor, soustava zrcadel.

- Prvek oddělující složky polarizace 14, 15, 21 slouží k navedení horizontální a vertikální složky polarizace příslušného laserového svazku na rozdílné optické dráhy. Používanými prvky jsou polarizační dělič svazku, polarizační kostka, tenkovrstvý polarizační film, hranol Nikol, hranol Glan-Thompson, hranol Glan-Taylor.

- Zpožďující prvek 16 způsobuje vzájemné zpoždění horizontální a vertikální složky polarizace jednoho z dílčích svazků, ve výhodném provedení dílčího čerpacího svazku. Žádoucí zpoždění τ je přibližně rovno délce delšího ze dvou interagujících impulzů. Vhodnou realizací zpožďujícího prvku je zpožďující destička, zpožďovací linka realizovaná soustavou zrcadel, nebo destička z dvojlomného materiálu, např. 1,9 mm destička dvojlomného vápence.

-9CZ 305899 B6

- Spojující prvek 18 je používán k navedení dvou svazků stejné nebo rozdílné vlnové délky na společnou optickou trasu. Prvky používanými v realizovaném experimentu jsou dichroické zrcadlo, difrakční mřížka.

- Anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA 19 jsou obvykle nelineární krystaly, přičemž volba vhodného materiálu závisí především na vlnových délkách použitých laserových svazků. Experimentálně se používají optické krystaly BBO (β-Baryum Borate), nebo LBO (Lithium Triborate), nebo KDP (Potassium Dihydrogen Phosphate), nebo DKDP (Potassium Dideuterium Phosphate), nebo BiBO (Bismuth Borate), nebo YCOB (Yttrium Calcium Oxoborate), nebo LÍNBO3 (Lithium niobáte), nebo KTP (Potassium Titanyl Phosphate).

- Volba parametrů pásmového optického filtru 20 závisí na volbě fotodetektoru 22 určeného k detekci intenzity složek polarizace měřeného svazku.

- Fotodetektorem 22 může být softwarově nebo hardwarově vyvážený fotodetektor s časovým rozlišením. Volba vhodného detektoru závisí na měřené vlnové délce. Použitými prvky byla fotodioda, fotonásobič nebo fototranzistor.

Průmyslová využitelnost

Metoda a zařízení pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů jsou klíčové pro vývoj a provoz vysokovýkonových laserových systémů, založených na zesilování pomocí nelineárních jevů, které vyžadují přesnou prostorovou a časovou synchronizaci čerpacího a signálového laserového svazku.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Metoda pro časovou synchronizaci pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů pomocí zpětné vazby založené na měření vzájemného zpoždění impulzů signálového a čerpacího laserového svazku s využitím jejich interakce v nelineárním prostředí, vyznačující se t í m , že z primárního signálového svazku (8) a primárního čerpacího svazku (10) jsou těsně před vstupem do interakce, která je předmětem synchronizace vyvázány dílčí signálový svazek (8a) a dílčí čerpací svazek (10a);

upraví se rovina polarizace dílčího signálového svazku (8a) i rovina polarizace dílčího čerpacího svazku (10a) tak, aby intenzita ve vertikální i horizontální složce polarizace impulzů obou dílčích svazků (8a) a (10a) dosahovala alespoň úrovně dostatečné pro měřitelnou generaci jevu OPA;

vzájemně se časově zpozdí horizontální a vertikální složka polarizace impulzů právě jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a);

načež se každá z těchto vzájemně definovaně a konstantně zpožděných složek polarizace impulzů jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a) společně a současně s příslušnou, dle zvoleného typu jevu OPA, vhodnou složkou polarizace impulzů druhého dílčího svazku (10a) nebo (8a) přivede na alespoň jedno příslušně orientované anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA, v němž dojde k zesílení intenzity příslušné složky polarizace impulzů dílčího signálového svazku (8a) na úkor energie odpovídající polarizační složky impulzů dílčího čerpacího svazku (10a), čímž se získá zesílený dílčí signálový svazek (8z) a současně s ním vzniká jalový svazek (24), kde tyto dva svazky (8z) a (24) společně tvoří modifikovaný kombinovaný svazek (12);

následně se měřicím a vyhodnocovacím prvkem změří a porovnají intenzity obou složek polarizace impulzů zesíleného dílčího signálového svazku (8z) a/nebo jalového svazku (24) a na základě změřených hodnot se běžnými elektrotechnickými prostředky realizuje zpětná vazba (7)

- 10CZ 305899 B6 ovlivňující primární laserový systém generující primární signálový svazek (8) a/nebo primární čerpací svazek (10).
2. Metoda podle nároku 1, vyznačující se tím, žek vyvázání dílčího signálového laserového svazku (8a) a dílčího čerpacího laserového svazku (10a) jsou použita polopropustná zrcadla z materiálu s nízkou hodnotou grupové disperze pro zvolené vlnové délky impulzů laserových svazků.
3. Metoda podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se intenzita v jednotlivých složkách polarizace impulzů dílčího signálového svazku (8a) a dílčího čerpacího svazku (10a) upraví průchodem rovinou polarizace stáčejícím prvkem vhodně přizpůsobeným s ohledem na požadovanou orientaci roviny polarizace vůči následujícím optickým prvkům.
4. Metoda podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se vzájemné zpoždění složek polarizace impulzů právě jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a) provede navedením jednotlivých složek polarizace na rozdílné optické dráhy, přičemž tyto dráhy jsou odlišné délky a/nebo alespoň jedna z oddělených složek polarizace impulzů dílčího svazku prochází signál zpožďujícím prvkem (16), načež se obě tyto vzájemně zpožděné složky polarizace impulzů právě jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a) spojí navedením na společnou optickou dráhu průchodem spojovacím prvkem (15) a dále jsou na stejnou společnou optickou dráhu navedeny průchodem stejným a/nebo dalším spojovacím prvkem (15) nebo (18) obě složky polarizace druhého dílčího svazku (10a) nebo (8a), čímž se vytvoří kombinovaný svazek (12).
5. Metoda podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se vzájemné zpoždění složek polarizace impulzů právě jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a) provede průchodem opticky dvojlomným materiálem tvořícím signál zpožďující prvek (16), načež se průchodem spojovacím prvkem (18) navede druhý z dílčích svazků (8a) nebo (10a) na společnou optickou dráhou, čímž se vytvoří kombinovaný svazek (12).
6. Metoda podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se kombinovaný svazek (12) tvořený vzájemně zpožděnými složkami polarizace impulzů právě jednoho z dílčích svazků (8a) nebo (10a) a oběma složkami polarizace impulzů druhého z dílčích svazků (10a) nebo (8a) přivede na alespoň dvě vzájemně ortogonálně pootočená a ve směru šíření dílčích svazků za sebou uspořádaná anizotropní nelineární prostředí vykazující jev OPA (19), přičemž k zesilování horizontální (8a-x) a vertikální (8a-y) složky polarizace impulzů dílčího signálového svazku (8a) dochází v každém z příslušně vhodně orientovaných anizotropních nelineárních prostředí vykazujících jev OPA (19) zvlášť.
7. Metoda podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se před měřením impulz zesíleného dílčího signálového svazku (8z) a/nebo impulz jalového svazku (24), které vznikají interakcí v anizotropním nelineárním prostředí vykazujícím jev OPA (19), propouští pásmovým optickým filtrem (20).
8. Metoda podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že se před měřením impulz zesíleného dílčího signálového svazku (8z) nebo impulz jalového svazku (24) rozdělí prvkem oddělujícím složky polarizace svazku (21) a tyto složky se navedou na rozdílné optické dráhy.
9. Zařízení pro provádění metody optické stabilizace časové synchronizace pikosekundových a sub-pikosekundových laserových impulzů podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje sekci dílčího signálového svazku, sekci dílčího čerpacího svazku a sekci kombinovaného svazku, přičemž alespoň jedna ze sekcí dílčího čerpacího resp. signálového svazku ve směru X resp. Y dráhy v něm procházejícího dílčího čerpacího svazku (10a) resp. dílčího signálového svazku (8a) obsahu

-11 CZ 305899 B6 je alespoň jeden signál zpožďující prvek (16) určený ke zpoždění alespoň jedné složky polarizace impulzů příslušného dílčího laserového svazku (8a) nebo (10a);

sekce dílčího signálového svazku, sekce dílčího čerpacího svazku a sekce kombinovaného svazku jsou vzájemně propojeny alespoň jedním spojujícím prvkem (18), který je určen k navedení alespoň některých složek polarizace impulzů dílčího čerpacího svazku (10a) a současně alespoň některých složek polarizace impulzů dílčího signálového svazku (8a) na společnou optickou dráhu a tím k vytvoření alespoň jednoho kombinovaného svazku (12);

sekce kombinovaného svazku obsahuje ve směru Z dráhy v něm procházejícího kombinovaného svazku (12) alespoň jedno anizotropní nelineární prostředí (19) vykazující jev OPA, a alespoň jeden měřicí prvek obsahující alespoň jeden fotodetektor (22), který je na svém výstupu propojen s alespoň jedním vyhodnocovacím zařízením (23).
10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že sekce dílčího čerpacího svazku a/nebo sekce dílčího signálového svazku dále obsahuje na vstupu ve směru X resp. Y dráhy v něm procházejícího dílčího svazku (10a) a/nebo (8a) také alespoň jeden polarizaci stáčející prvek (13) a/nebo (17) určený ke stáčení roviny polarizace dílčího čerpacího svazku (10a) a/nebo dílčího signálového svazku (8a), přičemž polarizaci stáčejícím prvkem (13) a/nebo (17) je půlvlnná destička a/nebo soustava zrcadel a/nebo Faradayův rotátor.
11. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že zpožďující prvek (16)je zpožďovací destička a/nebo soustava zrcadel a/nebo opticky dvoj lomný materiál.
12. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje v sekci dílčího čerpacího svazku a/nebo v sekci dílčího signálového svazku, která současně obsahuje signál zpožďující prvek (16) také alespoň jeden složky polarizace impulzů oddělující prvek (14) k rozdělení složek polarizace impulzů dílčího čerpacího svazku (10a) a/nebo dílčího signálového svazku (8a) umístěný ve směru X a/nebo Y dráhy v něm procházejícího dílčího svazku (8a) nebo (10a) před signál zpožďujícím prvkem (16), přičemž složky polarizace impulzů oddělující prvek (14) je polarizační dělič svazku a/nebo polarizační kostka a/nebo tenkovrstvý polarizační film a/nebo hranol Nikol a/nebo hranol Glan-Thompson a/nebo hranol Glan-Taylor.
13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje v sekci dílčího čerpacího svazku a/nebo v sekci dílčího signálového svazku, která současně obsahuje signál zpožďující prvek (16) také spojovací optický prvek (15), přičemž prvek oddělující složky polarizace (14), zpožďovací prvek (16) a spojovací prvek (15) jsou uspořádány jako Mach-Zehnderův interferometr.
14. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že optický spojující prvek (18) je dichroické zrcadlo a/nebo difrakční mřížka a/nebo dichroický dělič svazku.
15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že alespoň jedno nelineární prostředí vykazující jev OPA (19) v sekci kombinovaného svazkuje realizováno dvojicí nelineárních anizotropních prostředí vykazujících jev OPA, která je v zařízení uspořádána tak, že jsou umístěna za sebou ve směru šíření kombinovaného svazku (12) a současně jsou vzájemně ortogonálně pootočená tak, aby docházelo k zesilování horizontální resp. vertikální složky polarizace impulzů dílčího signálového svazku (8a) vždy v jiném příslušně orientovaném anizotropním prostředí vykazujícím jev OPA (19), přičemž anizotropní nelineární prostředí vykazujícím jev OPA (19) pro interakci příslušných složek polarizace impulzů dílčích svazků (8a) a (10a) je nelineární krystal z materiálu BBO (β-Baryum Borate), a/nebo LBO (Lithium Triborate), a/nebo KDP (Potassium Dihydrogen Phosphate), a/nebo DKDP (Potassium Dideuterium Phosphate), a/nebo BiBO (Bismuth Borate), a/nebo YCOB (Yttrium Calcium Oxoborate), a/nebo LiNbO₃ (Lithium niobáte), a/nebo KTP (Potassium Titanyl Phosphate).

- 12CZ 305899 B6
16. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje v sekci kombinovaného svazku alespoň jeden pásmový optický filtr (20) umístěný mezi anizotropním nelineárním prostředím vykazujícím jev OPA (19) a měřicím prvkem, určený pro propuštění měřeného zesíleného dílčího signálového svazku (8z) a/nebo jalového svazku (24).
17. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje v sekci kombinovaného svazku také alespoň jeden složky polarizace impulzů oddělující prvek (21) pro rozdělení složek polarizace impulzů zesíleného dílčího signálového svazku (8z) a/nebo jalového svazku (24), ve směru Z dráhy kombinovaného svazku (12) v něm procházejícího umístěný před měřicím prvkem, přičemž složky polarizace impulzů oddělující prvek (21) je polarizační dělič svazku a/nebo polarizační kostka a/nebo tenkovrstvý polarizační film a/nebo hranol Nikol a/nebo hranol Glan-Thompson a/nebo hranol Glan-Taylor a/nebo dichroický polarizační dělič svazku.
18. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že fotodetektorem (22) v zařízení je fotodioda a/nebo fotonásobič a/nebo fototranzistor.