共振器空洞と固体ダイヤモンド・ラマン材料とを含む、中赤外から遠赤外の固体ラマンレーザーシステムであって、共振器空洞は入力リフレクタと出力リフレクタとを含み、入力リフレクタは、約３〜約７．５マイクロメートルの範囲内の第１波長を有する第１ビームを共振器空洞内に入れるために、第１波長を有する光について高透過性であるようになっており、出力リフレクタは、約５．５マイクロメートルを上回る第２波長を共振器内で共振させて出力ビームを出力するために、第２波長を有する光について部分的に透過性であるようになっており、入力リフレクタはさらに、共振器内の第２波長を共振させるために、第２波長で高反射性であるようになっており、固体ダイヤモンド・ラマン材料はポンプ・ビームをラマンシフトして第２波長を生成するために共振器空洞内に配置されている、中赤外から遠赤外の固体ラマンレーザーシステムが提供される。
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複数の反射器を有する共振器空洞であって、少なくとも一つの反射器は、ポンプビームのラマンシフト周波数に対応する周波数において前記共振器空洞からパルス化出力ビームを出力するために適合された出力反射器であり、前記出力反射器は、前記ラマン変換周波数において部分的に透過性を有する共振器空洞と、ポンプ繰り返し速度を有するパルス化ポンプビームによってポンピングされるように前記共振器空洞内に配置された固体ラマン活性媒質であって、前記ラマン活性媒質上に入射するポンプパルスを前記共振器空洞内において共振するラマン変換周波数を有する共振パルスにラマン変換するための固体ラマン活性媒質と、前記共振パルスがそれぞれのラウンドトリップにおいて前記ラマン活性媒質内においてポンプパルスと時間的且つ空間的の両方において一致し、前記ラマン活性媒質内において前記ラマン変換周波数を有する前記共振パルスをラマン増幅するように、前記共振器の光学長を調節して前記共振ラマン変換パルスのラウンドトリップ時間を前記ポンプビームの繰り返し速度と整合させるための共振器調節器と、を有するラマンレーザーシステム。また、分散素子及び複数の結合共振器空洞を更に有するマルチ波長ラマンレーザーシステム。また、超高速パルス化ラマンレーザー動作を提供する方法。
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共振器空洞と、共振器空洞の対向する端部に配置される少なくとも第１反射器及び第２反射器と、共振器空洞の外部のポンプ源からのポンプビームによってポンピングされた際に共振器空洞内において共振する連続波基本ビームを生成する共振器空洞内に配置されるレーザー利得媒質と、連続波基本ビームをラマンシフトさせて共振器空洞内において共振する連続波ラマンビームを生成する共振器空洞内に配置される固体ラマン活性媒質と、連続波ラマンビームを変換済み波長に周波数変換して連続波変換済みビームを生成する共振器空洞内に配置される非線形媒質とを有するような可視レーザー出力を生成する連続波ラマンレーザーが提供される。
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