JP2012212139A - 迅速な周波数同調のための入れ子型光パラメトリック発振器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二重共鳴型光パラメトリック発振器は、ポンプ光(周波数fp)を発生するポンプ光源11と、一対のシグナル光(周波数fs)およびコンプリメンタリー光(周波数fc)のための二重共鳴型共振器と、共振器の間に配置された非線形結晶7と、を備える。非線形結晶7は、その後部面9が、放射光の伝播方向であるZ方向と直交するX方向に対して零ではない角度αで傾斜するとともに、発振器の素早い周波数走査を可能とするため、XZ平面上で、方向Xに対して零でない角度βで傾斜した方向に移動可能である。βの値は、シグナル光およびコンプリメンタリー光のための二重共鳴条件が維持され、周波数fsおよびfcが連続的に広範囲に渡って同調可能なように決定される。
【選択図】図4
Description
ferroelectric domains)[L. E. Myers, R. C. Eckardt, M. M. Fejer, R. L. Byer, W. R. Bosenberg, J. W. Pierce ‘Quasiphasematched optical parametric oscillators in bulk
periodically poled LiNb03’, J. Opt. Soc. Amer. B. 12,
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Gerard, L. Becouarn, E. Lallier, ‘Optical parametric oscillation
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Lefebvre, Ph. Kupecek, Ph. Lemasson, E. Rosencher, ‘Generation of
mid-infrared radiation by self-difference frequency mixing in chromium-doped
zinc selenide’, Opt. Lett., 31, n°2, pp 220-222, 2006]などの他の方法によって達成されてもよい。
reflection)](FR2902940,PCT EP2007/056438)として知られている、特に光共振器に、非線形結晶を取り付けることで達成される。図1は、シグナル波およびコンプリメンタリー波が2つの入り子型の光キャビティにおいて振動し、他方ではポンプ光が非線形結晶を通過する複光路を形成するこのような共振器を示している。非線形結晶は、どのような光パラメトリック発振器の動作波長であっても、パラメトリック変換が繰り返し効率的になるように、アクロマートミラー2によって反射された後、最適な相対的な位相のずれΔΦを維持する。
前記ポンプ光の伝播方向にある前部面と後部面を有する非線形結晶と、
結晶の前部面上に位置する第1のミラーと一緒に周波数fsのシグナル光のための第1共鳴キャビティを画定し、結晶の前部面の上流側に位置する第2ミラーと一緒に周波数fcのコンプリメンタリー光のための第2共鳴キャビティを画定する、前記結晶の後部面の下流側に位置するアクロマートミラーと、
一対のシグナルおよびコンプリメンタリーの縦モードのための二重共鳴型共振器を形成するそれぞれ光路長lsおよびlcの前記2つのキャビティと、を備え、
前記周波数fpのポンプ放射光は、往路では、前記結晶の前部面から入射し、前記結晶の後部面から出射して結晶を通過し、アクロマートミラーで反射した後、復路では、前記結晶の後部面から入射し、
前記結晶の光学指数は、シグナル周波数fsおよびコンプリメンタリー周波数fcに対してそれぞれns,ncであり、
前記結晶は、その後部面が、放射光の伝播方向であるZ方向と直交するX方向に対して零ではない角度αで傾斜したくさび形に形成されるとともに、前記結晶はXZ平面上に移動可能であるアクロマチック位相維持ポンプリターン付きの二重共鳴型光パラメトリック発振器であって、
2つのキャビティ間におけるコインシデンスモードを補償するために、監視装置やキャビティ長を修正する装置を用いる必要がなく、
一対のシグナルおよびコンプリメンタリーの縦モードのための二重共鳴が維持され、結果として前記周波数fsおよびfcが連続的に広範囲に渡って同調可能なように前記2つの共鳴型キャビティの光路長lsおよびlcの比率を夫々同時に修正するために、前記結晶は、XZ平面上を、方向Xに対して下記式を満足する零でない角度βで傾斜した方向に横方向に移動可能であることを特徴とする。
移動可能な結晶を方向Xに対して角度βで傾斜した方向にXZ平面上に横方向に移動させる。2つのキャビティにおける結晶の縦方向位置および横方向位置は同時に修正され、このようにして、シグナルキャビティの光路長(ls)およびコンプリメンタリーキャビティの光路長(lc)は、以下のとおり変化する。
(2010)]の走査速度は代表的には0.5GHzであるが、本実施例の走査速度は290GHzである。
提案された実施形態は、本発明の全ての実施形態を代表するものでないことは明らかである。
Claims (9)
- 周波数fpのポンプ光源と、
前記ポンプ光の伝播方向にある前部面(8)と後部面(9)を有する非線形結晶(7)と、
結晶(7)の前部面(8)上に位置する第1のミラー(10)と一緒に周波数fsのシグナル光のための第1共鳴キャビティを画定し、結晶(7)の前部面(8)の上流側に位置する第2ミラー(1)と一緒に周波数fcのコンプリメンタリー光のための第2共鳴キャビティを画定する、前記結晶の後部面の下流側に位置するアクロマートミラー(2)と、
一対のシグナルおよびコンプリメンタリーの縦モードのための二重共鳴型共振器を形成するそれぞれ光路長lsおよびlcの前記2つのキャビティと、を備え、
前記周波数fpのポンプ放射光は、往路では、前記結晶の前部面(8)から入射し、前記結晶の後部面(9)から出射して結晶を通過し、アクロマートミラー(2)で反射した後、復路では、前記結晶の後部面(9)から入射し、
前記結晶の光学指数は、シグナル周波数fsおよびコンプリメンタリー周波数fcに対してそれぞれns,ncであり、
前記結晶は、その後部面(9)が、放射光の伝播方向であるZ方向と直交するX方向に対して零ではない角度αで傾斜したくさび形に形成されるとともに、前記結晶(7)はXZ平面上に移動可能であるアクロマチック位相維持ポンプリターン付きの二重共鳴型光パラメトリック発振器であって、
一対のシグナルおよびコンプリメンタリーの縦モードのための二重共鳴が維持され、結果として前記周波数fsおよびfcが連続的に広範囲に渡って同調可能なように、前記2つの共鳴型キャビティの光路長lsおよびlcの比率を夫々同時に修正するため、前記結晶(7)は、XZ平面上を、方向Xに対して下記式を満足する零でない角度βで傾斜した方向に移動可能であることを特徴とするアクロマチック位相維持ポンプリターン付きの二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- 前記非線形結晶は、疑似位相整合において作動可能な、Z方向に放射光が連続的に透過する、周期的に反転するドメインを備えていることを特徴とする請求項1に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- アクロマートミラー(2)で反射される前の最後の周期的ドメイン(15)の前記後部面(9)は、
XY平面と交差する平面のY方向と平行な直線に沿って配向され、結果として、前記結晶のX方向における位置に関わらず、前記放射光波間における相対位相値ΔΦが維持されることを特徴とする請求項2に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。 - 前記結晶の反転ドメインの周期性は、X方向に連続的に変化することを特徴とする請求項2に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- パラメトリック利得曲線の最高点が二重共鳴比を備える同期的な方法でシフトするように、X方向に沿った前記周期性が変化していることを特徴とする請求項4に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- 前記最後の周期的ドメイン(15)の後部面(9)は、平面YZに対して平行をなす平面において、Y方向に対して角度γをなすように研磨され、結果として、放射光波間の戻りに対する相対的な位相値(ΔΦ)が、光学キャビティにおける結晶のY方向に沿って位置を修正することによって調整されることを特徴とする請求項3または4に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- 前記ポンプレーザの周波数は可変であり、結果として、前記結晶の光分散および前記キャビティの光路長の変化が補償され、大変広範な周波数範囲において連続的な同調が達成されることを特徴とする請求項1に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- 第1ドメインの光路長が可変であり、結果として、前記結晶の光分散および前記キャビティの光路長の変化が補償され、大変広範な周波数範囲において連続的な同調が達成されることを特徴とする請求項1に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
- コンプリメンタリー波は、結晶のY方向に配向された結晶軸cに沿って分極するとともに、シグナル波およびポンプ波は、結晶軸cに直交して分極しており、3つの放射光間における光分散と 比率Rの変化とを補償するために、結晶軸cに沿って電界が印可され、コンプリメンタリー共振器の光路長が調整されることを特徴とする請求項8に記載の二重共鳴型光パラメトリック発振器。
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