Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1665-1671 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:0198700220120166500

Multipass optical amplifier using a double confocal resonator geometry

R.L. Fork¹, F.A. Beisser¹ et D.K. Fork<sup>2

1</sup>  ATT Bell Laboratories, Holmdel, NJ 07733, U.S.A.
²  University of Rochester, Rochester, NY 14627, U.S.A.

Abstract
We examine multipass optical amplifier configurations designed for amplification of short optical pulses. The multipass configurations are based on a double confocal resonator which is formed by introducing small angular rotations of the four mirrors forming two adjacent confocal resonators. Further small rotations and displacements of these mirrors convert the double confocal resonator into a multipass configuration which causes an incident beam to pass through two beam waists on each round trip. These beam waists occur at one spatial location, or at two different spatial locations, depending on the orientation and location of the mirrors and the imaging of the incident beam. Configurations based on symmetric confocal mirror pairs maintain a constant diameter at the beam waists. Configurations based on asymmetric confocal resonators cause a progressive increase, or decrease, in the beam waist diameter on successive passes.

Résumé
Nous examinons des configurations d'amplificateur optique à multipassage conçu pour l'amplification d'impulsions optiques courtes. Les configurations à multipassage sont basées sur un résonateur confocal double qui est obtenu en introduisant de petites rotations angulaires sur les quatre miroirs formant deux résonateurs confocaux adjacents. D'autres petites rotations et déplacements de ces miroirs transforment le résonateur confocal double en une configuration multipassage qui fait passer un faisceau incident dans deux cols (« walst ») de faisceau à chaque boucle. Ces cols se produisent en un seul endroit, ou en deux endroits, selon l'orientation et la position des miroirs et de l'image du faisceau incident. Des configurations basées sur des paires de miroirs confocaux symétriques gardent un diamètre constant aux cols des faisceaux. Les configurations basées sur des résonateurs confocaux asymétriques entraînent un accroissement, ou une réduction, progressive du diamètre des cols des faisceaux aux passages successifs.

PACS
4260D - Laser resonators and cavities.

Key words
laser cavity resonators -- double confocal resonator geometry -- multipass optical amplifier configurations -- short optical pulses -- multipass configurations -- angular rotations -- mirrors -- symmetric confocal mirror pairs -- asymmetric confocal resonators -- beam waist diameter