マルチパスファイバーアンプ

多くのマルチパス増幅器は、エンドポンプまたはサイドポンプのいずれかであるレーザー結晶を使用し、ビームが結晶を複数回通過するように多数のレーザーミラーを備えています。異なるチャネルのビームは高度に分離する必要があるため、異なる角度方向を持ちますが、原理的には特定の空間オフセットを使用することで伝播方向を平行にすることができます。結晶が比較的薄い場合、さまざまなビームが結晶内で強く重なり合いますが、これは薄いディスクレーザーの場合が限界です。

図 1: マルチパスアンプのセットアップの概略図。

異なるチャネルの光が結晶内で強く重なり合う場合、全体の利得はチャネル数と単一チャネルの利得の積にほぼ等しくなります。さらに、実効飽和エネルギーも減少します。全体的なゲインが小さい場合、チャネルが減少するにつれて減少します。
多くのチャンネルを備えたアンプをセットアップする場合、通常、ビームの方向は同一平面上にありません。このようなアンプの設計と配置は非常に複雑な問題となる場合があります。
信号ビームは、増幅されるだけでなく、結晶内での熱レンズや非線形効果などの他の影響も受けます。特に熱レンズは横方向のビーム形状に大きな影響を与える可能性があります。ゲインステアリングにもこの効果がある可能性があります。この影響（自然なビーム発散）は、集束光学系（通常は湾曲したレーザーミラー）を組み込むことによって打ち消すことができます。熱レンズは、光ビームが熱レンズの中心に沿って移動しない場合にも、光ビームを偏向させる可能性があります。最適な配置は励起パワーと信号光パワーに依存します。
正帰還アンプは、特殊な種類のマルチパスアンプとみなされます。ここでは、ビームの幾何学的経路を設定して複数のチャネルを取得する代わりに、光スイッチが使用されます。これは、パルスの長さが往復時間よりもはるかに短い超短パルスに当てはまります。したがって、パルスを注入し、何回もサイクルさせてから出力することができます。これは、非常に高い全体ゲインを得るのに非常に便利で、幾何学的セットアップのマルチパスアンプよりもはるかに実現可能です。