JP2695376B2 - Ｃｔａ光パラメトリック発振器 - Google Patents
Ｃｔａ光パラメトリック発振器Info
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- JP2695376B2 JP2695376B2 JP21484493A JP21484493A JP2695376B2 JP 2695376 B2 JP2695376 B2 JP 2695376B2 JP 21484493 A JP21484493 A JP 21484493A JP 21484493 A JP21484493 A JP 21484493A JP 2695376 B2 JP2695376 B2 JP 2695376B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光パラメトリック効果
により、特に１．９〜２．３μｍの波長領域で波長可変
のコヒーレント光を出力する赤外光パラメトリック発振
器に関するものである。
により、特に１．９〜２．３μｍの波長領域で波長可変
のコヒーレント光を出力する赤外光パラメトリック発振
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光パラメトリック効果に基づい
て、非線形光学素子（結晶）にコヒーレントな励起光を
入力することにより、異なる波長のコヒーレント光を出
力せしめるパラメトリック発振器が知られている。この
発振器は、一般に、励起光源と、非線形光学素子と、こ
の非線形光学素子の入射側及び出射側に配置された一対
の反射鏡とから概略構成されており、上記励起光と出力
光であるシグナル光及びアイドラー光との間には、次式
（１），（２）に示す関係が成り立っている。 １／λP ＝１／λS ＋１／λi （１） ｎP ／λP ＝ｎS ／λS ＋ｎi ／λi （２） 但し、λP ，λS 及びλi は夫々励起光，シグナル光及
びアイドラー光の波長、ｎP ，ｎS 及びｎi は夫々非線
形光学素子に対する励起光，シグナル光及びアイドラー
光の屈折率である。かかる構成のパラメトリック発振器
において、励起光源にＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎ
ｄ：ＹＡＰ等の各種固体レーザを用い、波長２．０μｍ
の赤外領域でパラメトリック発振を行うものとしては、
非線形光学素子としてＬｉＮｂＯ3結晶やＬｉＩＯ3 結
晶を用いて構成されたものが知られている。
て、非線形光学素子（結晶）にコヒーレントな励起光を
入力することにより、異なる波長のコヒーレント光を出
力せしめるパラメトリック発振器が知られている。この
発振器は、一般に、励起光源と、非線形光学素子と、こ
の非線形光学素子の入射側及び出射側に配置された一対
の反射鏡とから概略構成されており、上記励起光と出力
光であるシグナル光及びアイドラー光との間には、次式
（１），（２）に示す関係が成り立っている。 １／λP ＝１／λS ＋１／λi （１） ｎP ／λP ＝ｎS ／λS ＋ｎi ／λi （２） 但し、λP ，λS 及びλi は夫々励起光，シグナル光及
びアイドラー光の波長、ｎP ，ｎS 及びｎi は夫々非線
形光学素子に対する励起光，シグナル光及びアイドラー
光の屈折率である。かかる構成のパラメトリック発振器
において、励起光源にＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎ
ｄ：ＹＡＰ等の各種固体レーザを用い、波長２．０μｍ
の赤外領域でパラメトリック発振を行うものとしては、
非線形光学素子としてＬｉＮｂＯ3結晶やＬｉＩＯ3 結
晶を用いて構成されたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記赤
外領域で発振せしめる光パラメトリック発振器には、以
下に述べる問題があった。即ち、非線形光学素子として
ＬｉＮｂＯ3 結晶を用いたものは、有効非線形光学定数
がｄeff type-1（ＬｉＮｂＯ3 ）＝４．７ｐＭ／Ｖと大
きいものの、波長２．２μｍ付近における位相整合許容
角△θが、この結晶の外部角をθext ，結晶の長さをＬ
としたとき、△θext ・Ｌ＝２．７ｍｒａｄ・ｃｍと極
めて小さい。従って、励起光として高品質のレーザビー
ムを用いてない限り、実用上十分な変換効率で、狭いス
ペクトル幅の出力光を安定して得ることはできなかっ
た。
外領域で発振せしめる光パラメトリック発振器には、以
下に述べる問題があった。即ち、非線形光学素子として
ＬｉＮｂＯ3 結晶を用いたものは、有効非線形光学定数
がｄeff type-1（ＬｉＮｂＯ3 ）＝４．７ｐＭ／Ｖと大
きいものの、波長２．２μｍ付近における位相整合許容
角△θが、この結晶の外部角をθext ，結晶の長さをＬ
としたとき、△θext ・Ｌ＝２．７ｍｒａｄ・ｃｍと極
めて小さい。従って、励起光として高品質のレーザビー
ムを用いてない限り、実用上十分な変換効率で、狭いス
ペクトル幅の出力光を安定して得ることはできなかっ
た。
【０００４】また、非線形光学素子としてＬｉＩＯ3 結
晶を用いたものは、位相整合角θが１９°と小さいた
め、有効非線形光学定数がｄeff type-1（ＬｉＩＯ3 ）
＝１．４ｐＭ／Ｖと極めて小さく、位相整合許容角△θ
も△θext ・Ｌ＝２．１ｍｒａｄ・ｃｍとＬｉＮｂＯ3
結晶よりも小さい。従って、この場合、屈折率の温度依
存性がほとんどないという利点はあるものの、ＬｉＮｂ
Ｏ3 結晶を用いたものと同様に高い変換効率で安定した
出力光を得ることはできなかった。
晶を用いたものは、位相整合角θが１９°と小さいた
め、有効非線形光学定数がｄeff type-1（ＬｉＩＯ3 ）
＝１．４ｐＭ／Ｖと極めて小さく、位相整合許容角△θ
も△θext ・Ｌ＝２．１ｍｒａｄ・ｃｍとＬｉＮｂＯ3
結晶よりも小さい。従って、この場合、屈折率の温度依
存性がほとんどないという利点はあるものの、ＬｉＮｂ
Ｏ3 結晶を用いたものと同様に高い変換効率で安定した
出力光を得ることはできなかった。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは高変換効率かつ高出
力で、しかもスペクトル幅の狭い波長可変コヒーレント
光を安定して出力せしめ得る赤外光パラメトリック発振
器を提供することにある。
のであり、その目的とするところは高変換効率かつ高出
力で、しかもスペクトル幅の狭い波長可変コヒーレント
光を安定して出力せしめ得る赤外光パラメトリック発振
器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく
本発明者等は、種々の検討を試みた結果、ＣｓＴｉＯＡ
ｓＯ4 結晶（以下「ＣＴＡ結晶」と省略して用いる。）
を非線形光学素子として用いれば変換効率、出力特性及
びスペクトルの狭小化のいずれも向上することを見い出
し本発明に至った。
本発明者等は、種々の検討を試みた結果、ＣｓＴｉＯＡ
ｓＯ4 結晶（以下「ＣＴＡ結晶」と省略して用いる。）
を非線形光学素子として用いれば変換効率、出力特性及
びスペクトルの狭小化のいずれも向上することを見い出
し本発明に至った。
【０００７】即ち、本発明の赤外光パラメトリック発振
器は、励起光源として、１．０４７〜１．０７９６μｍ
の波長のレーザ光を発振するＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ，Ｎｄ：ＧＳＧＧ及びＮｄ：ＹＡＰの各種固体レーザ
を用い、非線形光学素子として、ＣＴＡ結晶を用いてな
るものである。また、本発明の赤外光パラメトリック発
振器は、上記構成に加え、非線形光学素子の入射側に分
散素子としてエタロンを用いてなるものである。
器は、励起光源として、１．０４７〜１．０７９６μｍ
の波長のレーザ光を発振するＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：ＹＡ
Ｇ，Ｎｄ：ＧＳＧＧ及びＮｄ：ＹＡＰの各種固体レーザ
を用い、非線形光学素子として、ＣＴＡ結晶を用いてな
るものである。また、本発明の赤外光パラメトリック発
振器は、上記構成に加え、非線形光学素子の入射側に分
散素子としてエタロンを用いてなるものである。
【０００８】
【作用】ＣＴＡ結晶は、位相整合許容角が大きく、しか
も出射光の位相整合スペクトル幅が狭く、かつ励起光に
対する出力特性が優れている。従って、これを非線形光
学素子として用い、位相整合条件を適宜設定することに
より、高い変換効率で安定した出力の波長可変赤外コヒ
ーレント光が得られる。また、非線形光学素子の入射側
にエタロンを配置することにより、所望のスペクトルを
干渉効果により得て、出力光のスペクトル幅を更に狭小
化することができる。
も出射光の位相整合スペクトル幅が狭く、かつ励起光に
対する出力特性が優れている。従って、これを非線形光
学素子として用い、位相整合条件を適宜設定することに
より、高い変換効率で安定した出力の波長可変赤外コヒ
ーレント光が得られる。また、非線形光学素子の入射側
にエタロンを配置することにより、所望のスペクトルを
干渉効果により得て、出力光のスペクトル幅を更に狭小
化することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。 第１実施例 図１は、本発明の第１実施例の構成を示す図である。本
実施例の赤外光パラメトリック発振器は、励起光を出射
する励起光源１と、励起光の光軸上に配置された非線形
光学素子２と、同じく励起光の光軸上であって非線形光
学素子２の入射側及び出射側にそれぞれ配置された完全
反射鏡３と部分反射鏡４とから構成されている。なお、
図中説明のため、励起光、シグナル光及びアイドラー光
をそれぞれ符号λP ，λS 及びλi を用いて示してい
る。
に説明する。 第１実施例 図１は、本発明の第１実施例の構成を示す図である。本
実施例の赤外光パラメトリック発振器は、励起光を出射
する励起光源１と、励起光の光軸上に配置された非線形
光学素子２と、同じく励起光の光軸上であって非線形光
学素子２の入射側及び出射側にそれぞれ配置された完全
反射鏡３と部分反射鏡４とから構成されている。なお、
図中説明のため、励起光、シグナル光及びアイドラー光
をそれぞれ符号λP ，λS 及びλi を用いて示してい
る。
【００１０】励起光源１には、波長１．０４７〜１．０
７９６μｍのレーザ光を出力するＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：
ＹＡＧ，Ｎｄ：ＧＳＧＧ，Ｎｄ：ＹＡＰ等の各種固体レ
ーザが用いられ、励起光源１から出射された励起光は完
全反射鏡３を介して非線形光学素子２に入射するように
なっている。
７９６μｍのレーザ光を出力するＮｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：
ＹＡＧ，Ｎｄ：ＧＳＧＧ，Ｎｄ：ＹＡＰ等の各種固体レ
ーザが用いられ、励起光源１から出射された励起光は完
全反射鏡３を介して非線形光学素子２に入射するように
なっている。
【００１１】非線形光学素子２には、Type−２（第ＩＩ
種の整合、７４°≦θ≦９０°，φ＝０°、但し、φは
ｘ軸からｙ軸方向へ測定した極座標の角度、θは角度φ
で引かれたｘｙ面内の線分へのｚ軸からの角度であ
る。）で切り出してなるＣＴＡ結晶が用いられている。
本実施例のＣＴＡ単結晶は、抵抗加熱炉を用いた公知の
フラックス法により形成したが、その特性として、非線
形光学定数（ｄ31，ｄ32）がｄ32＝（１．８±０．１）
×ｄ31＝（４．６±０．４）ｐＭ／Ｖとほぼ前記ＬｉＮ
ｂＯ3 結晶と同等で、しかも位相整合許容角が△θext
・Ｌ1/2 ＝１００ｍｒａｄ・ｃｍ1/2 ，△φext ・Ｌ
1/2 ＝２３０ｍｒａｄ・ｃｍ1/2 と大きく、前記ＬｉＮ
ｂＯ3 ，ＬｉＩＯ3 結晶の約５０倍の大きさとなるもの
である。しかも、出射光の位相整合スペクトル幅は、△
λS ・Ｌ＝６０Ａ・ｃｍ（但し、△λSはシグナル光λ
S のバンド幅である。）とＬｉＮｂＯ3 ，ＬｉＩＯ3 結
晶の約１／３０の狭さである。また、励起光における破
壊しきい値が１２ｎｓ，１０Ｈｚで約６００ＭＷ／ｃｍ
2 と高く、さらに潮解性がなく、位相整合条件が赤外領
域では温度にほとんど無関係で、反射防止膜のコートも
簡単にできるという特性を有している。
種の整合、７４°≦θ≦９０°，φ＝０°、但し、φは
ｘ軸からｙ軸方向へ測定した極座標の角度、θは角度φ
で引かれたｘｙ面内の線分へのｚ軸からの角度であ
る。）で切り出してなるＣＴＡ結晶が用いられている。
本実施例のＣＴＡ単結晶は、抵抗加熱炉を用いた公知の
フラックス法により形成したが、その特性として、非線
形光学定数（ｄ31，ｄ32）がｄ32＝（１．８±０．１）
×ｄ31＝（４．６±０．４）ｐＭ／Ｖとほぼ前記ＬｉＮ
ｂＯ3 結晶と同等で、しかも位相整合許容角が△θext
・Ｌ1/2 ＝１００ｍｒａｄ・ｃｍ1/2 ，△φext ・Ｌ
1/2 ＝２３０ｍｒａｄ・ｃｍ1/2 と大きく、前記ＬｉＮ
ｂＯ3 ，ＬｉＩＯ3 結晶の約５０倍の大きさとなるもの
である。しかも、出射光の位相整合スペクトル幅は、△
λS ・Ｌ＝６０Ａ・ｃｍ（但し、△λSはシグナル光λ
S のバンド幅である。）とＬｉＮｂＯ3 ，ＬｉＩＯ3 結
晶の約１／３０の狭さである。また、励起光における破
壊しきい値が１２ｎｓ，１０Ｈｚで約６００ＭＷ／ｃｍ
2 と高く、さらに潮解性がなく、位相整合条件が赤外領
域では温度にほとんど無関係で、反射防止膜のコートも
簡単にできるという特性を有している。
【００１２】非線形光学素子２の入射側に配置された完
全反射鏡３及び非線形光学素子２の出射側に配置された
部分反射鏡４は、共に励起光源１より出射される励起レ
ーザ光の波長で高い透過率を有している。完全反射鏡３
は、励起光λP の波長の２倍より短い波長のシグナル光
λS 、あるいは励起光λP の波長の２倍より長い波長の
アイドラー光λi の一方の波長で高い反射率を有するダ
イクロイック反射鏡よりなり、部分反射鏡４は、シグナ
ル光λS 、またはアイドラー光λi のいずれか一方の光
に対して５０〜９８％の反射率を有するダイクロイック
反射鏡よりなっている。
全反射鏡３及び非線形光学素子２の出射側に配置された
部分反射鏡４は、共に励起光源１より出射される励起レ
ーザ光の波長で高い透過率を有している。完全反射鏡３
は、励起光λP の波長の２倍より短い波長のシグナル光
λS 、あるいは励起光λP の波長の２倍より長い波長の
アイドラー光λi の一方の波長で高い反射率を有するダ
イクロイック反射鏡よりなり、部分反射鏡４は、シグナ
ル光λS 、またはアイドラー光λi のいずれか一方の光
に対して５０〜９８％の反射率を有するダイクロイック
反射鏡よりなっている。
【００１３】かかる構成において、励起光源１から出射
された励起光λP は完全反射鏡３を透過して、非線形光
学素子２に入射し、非線形光学素子２において光パラメ
トリック効果により位相整合条件で特定されたシグナル
光λS とアイドラー光λi とに変換され、位相整合せず
に変換されなかった一部の励起光と共に部分反射鏡４に
導かれる。部分反射鏡４に導かれたシグナル光λS とア
イドラー光λi は、そのどちらか一方が該部分反射鏡４
の表面で反射されて完全反射鏡３との間で単共振状態
（singly resonant)におかれ、ついには部分反射鏡４を
透過して発振する。従って、例えば励起光源１として波
長１．０６４μｍで発振するＮｄ：ＹＡＧレーザを用
い、これにより励起光を出射しながら非線形光学素子２
を図示したｙ軸、またはｚ軸を中心に所望の出力光波長
に応じて、適宜角度調整することにより、コヒーレント
な赤外出力光を安定して得ることができる。なお、図
中、白抜き矢印と二重丸は励起光λP ，シグナル光λS
及びアイドラー光λi の偏光方向をそれぞれ示し、励起
光λP とシグナル光λS の偏光方向は同方向、アイドラ
ー光λi の偏光方向はこれらの光に直行している。
された励起光λP は完全反射鏡３を透過して、非線形光
学素子２に入射し、非線形光学素子２において光パラメ
トリック効果により位相整合条件で特定されたシグナル
光λS とアイドラー光λi とに変換され、位相整合せず
に変換されなかった一部の励起光と共に部分反射鏡４に
導かれる。部分反射鏡４に導かれたシグナル光λS とア
イドラー光λi は、そのどちらか一方が該部分反射鏡４
の表面で反射されて完全反射鏡３との間で単共振状態
（singly resonant)におかれ、ついには部分反射鏡４を
透過して発振する。従って、例えば励起光源１として波
長１．０６４μｍで発振するＮｄ：ＹＡＧレーザを用
い、これにより励起光を出射しながら非線形光学素子２
を図示したｙ軸、またはｚ軸を中心に所望の出力光波長
に応じて、適宜角度調整することにより、コヒーレント
な赤外出力光を安定して得ることができる。なお、図
中、白抜き矢印と二重丸は励起光λP ，シグナル光λS
及びアイドラー光λi の偏光方向をそれぞれ示し、励起
光λP とシグナル光λS の偏光方向は同方向、アイドラ
ー光λi の偏光方向はこれらの光に直行している。
【００１４】本実施例は上述のごとく構成されているの
で、非線形光学素子２としてＣＴＡ結晶を用いることに
より、狭いスペクトル幅の波長可変赤外コヒーレント光
を安定した出力で効率良く得ることができる。
で、非線形光学素子２としてＣＴＡ結晶を用いることに
より、狭いスペクトル幅の波長可変赤外コヒーレント光
を安定した出力で効率良く得ることができる。
【００１５】第２実施例 図２は、本発明の第２実施例の構成を示す図である。本
実施例の赤外光パラメトリック発振器は、第１実施例と
同様の励起光源１及び非線形光学素子２と、非線形光学
素子２の出射側に配置された部分反射鏡４と、分散素子
として配置されたエタロン５とから構成されている。
実施例の赤外光パラメトリック発振器は、第１実施例と
同様の励起光源１及び非線形光学素子２と、非線形光学
素子２の出射側に配置された部分反射鏡４と、分散素子
として配置されたエタロン５とから構成されている。
【００１６】非線形光学素子２の入射側に配置されたエ
タロンは、誘電体多層膜がコートされていて、完全反射
鏡は１．９５〜２．１３μｍの波長領域で９９．９％の
反射率を有する平面鏡よりなり、一方、非線形光学素子
２の出射側に配置された部分反射鏡４は、１．９５〜
２．１３μｍの波長領域で８５〜９８％の反射率を有す
るＭｇＦ2 または平面鏡よりなるものである。
タロンは、誘電体多層膜がコートされていて、完全反射
鏡は１．９５〜２．１３μｍの波長領域で９９．９％の
反射率を有する平面鏡よりなり、一方、非線形光学素子
２の出射側に配置された部分反射鏡４は、１．９５〜
２．１３μｍの波長領域で８５〜９８％の反射率を有す
るＭｇＦ2 または平面鏡よりなるものである。
【００１７】エタロン５はフィネス５〜１０の固体エタ
ロンで、軸線５´を中心に矢印Ａ方向に回動することで
該エタロン５に入射する光の入射角度が適宜調整され得
るようになっている。
ロンで、軸線５´を中心に矢印Ａ方向に回動することで
該エタロン５に入射する光の入射角度が適宜調整され得
るようになっている。
【００１８】かかる構成において、励起光源１から出射
された励起光λP は、完全反射鏡３を透過して非線形光
学素子２に入射する。非線形光学素子２に入射した励起
光λP は、光パラメトリック効果により位相整合条件で
特定されたシグナル光λS とアイドラー光λi とに変換
され、位相整合されずに変換されなかった一部の励起光
と共に部分反射鏡４に導かれる。そしてシグナル光λS
は、部分反射鏡４と完全反射鏡３の間で単共振状態に置
かれ、ついには部分反射鏡４を透過して発振する。従っ
て、例えば励起光源１としてＮｄ：ＹＡＧレーザを用
い、これにより励起光を出射しながら、非線形光学素子
２及びエタロン５を所望の出力波長に応じて、適宜角度
調整をすることにより、コヒーレントな赤外出力光を安
定して得ることができる。
された励起光λP は、完全反射鏡３を透過して非線形光
学素子２に入射する。非線形光学素子２に入射した励起
光λP は、光パラメトリック効果により位相整合条件で
特定されたシグナル光λS とアイドラー光λi とに変換
され、位相整合されずに変換されなかった一部の励起光
と共に部分反射鏡４に導かれる。そしてシグナル光λS
は、部分反射鏡４と完全反射鏡３の間で単共振状態に置
かれ、ついには部分反射鏡４を透過して発振する。従っ
て、例えば励起光源１としてＮｄ：ＹＡＧレーザを用
い、これにより励起光を出射しながら、非線形光学素子
２及びエタロン５を所望の出力波長に応じて、適宜角度
調整をすることにより、コヒーレントな赤外出力光を安
定して得ることができる。
【００１９】本実施例は上述のごとく構成されているの
で、非線形光学素子２としてＣＴＡ結晶を用いることに
より、また分散素子として配置されたエタロンの干渉効
果により、高い効率変換で、スペクトル幅の狭い波長可
変赤外コヒーレント光を安定した出力で得ることができ
る。
で、非線形光学素子２としてＣＴＡ結晶を用いることに
より、また分散素子として配置されたエタロンの干渉効
果により、高い効率変換で、スペクトル幅の狭い波長可
変赤外コヒーレント光を安定した出力で得ることができ
る。
【００２０】次に上記実施例における実験結果を示す。 （実験１）第１実施例の赤外光パラメトリック発振器に
おいて、励起光源１としてＮｄ：ＹＡＧレーザを用い、
非線形光学素子２としてθ＝９０°，φ＝０°に切り出
してなる長さ１．３ｃｍのＣＴＡ結晶を用いて発振のチ
ューニング（同期）をしたところ、ｘｚ面（φ＝０°）
でθ＝９０°からθ＝７４°まで回転すると、図３に示
すように、シグナル光λS として１．９６９〜２．１２
８μｍ，アイドラー光λi として２．１２８〜２．３１
６μｍの範囲で波長可変赤外コヒーレント光が得られ
た。なお、図３において、丸点は測定点、点線は屈折率
の分散式から計算した理論曲線である。
おいて、励起光源１としてＮｄ：ＹＡＧレーザを用い、
非線形光学素子２としてθ＝９０°，φ＝０°に切り出
してなる長さ１．３ｃｍのＣＴＡ結晶を用いて発振のチ
ューニング（同期）をしたところ、ｘｚ面（φ＝０°）
でθ＝９０°からθ＝７４°まで回転すると、図３に示
すように、シグナル光λS として１．９６９〜２．１２
８μｍ，アイドラー光λi として２．１２８〜２．３１
６μｍの範囲で波長可変赤外コヒーレント光が得られ
た。なお、図３において、丸点は測定点、点線は屈折率
の分散式から計算した理論曲線である。
【００２１】パスル幅１２ｎｓのＮｄ：ＹＡＧレーザで
測定したところ、発振しきい値はθ＝９０°，φ＝０°
で約６０ＭＷ／ｃｍ2 （０．５Ｊ／ｃｍ2 ）であった。
しきい値の３倍の入力で最大内部エネルギー変換効率３
５％が得られた。外部エネルギー変換効率として出力光
波長２．１２８〜２．３１６μｍで約１４〜２２％、平
均出力は１０Ｈｚで３５０〜５５０ｍＷであった。な
お、シグナル光λS のスペクトル幅は約３Ａ、アイドラ
ー光λi のスペクトル幅は非共振のため拡がっていると
はいえ、２０〜３０Ａとなった。これはＬｉＮｂＯ3 結
晶を用いたときの約１／１００の幅に相当する。 （実験２）実験１で使用した赤外光パラメトリック発振
器に、第２実施例のエタロン５を配置した構成で、θ＝
９０°，φ＝０°で出射光のスペクトル幅を測定したと
ころ、シグナル光λS ＝１．９６９μｍで△λS＝０．
１Ａ以下、アイドラー光λi＝２．３１６μｍで△λi
＝１Ａ以下となった。エタロンを配置した場合に得られ
る出力光のスペクトル幅が、エタロンを配置しない場合
の約１／２０の狭い幅となり、干渉効果によるスペクト
ル幅の狭小化が確認された。
測定したところ、発振しきい値はθ＝９０°，φ＝０°
で約６０ＭＷ／ｃｍ2 （０．５Ｊ／ｃｍ2 ）であった。
しきい値の３倍の入力で最大内部エネルギー変換効率３
５％が得られた。外部エネルギー変換効率として出力光
波長２．１２８〜２．３１６μｍで約１４〜２２％、平
均出力は１０Ｈｚで３５０〜５５０ｍＷであった。な
お、シグナル光λS のスペクトル幅は約３Ａ、アイドラ
ー光λi のスペクトル幅は非共振のため拡がっていると
はいえ、２０〜３０Ａとなった。これはＬｉＮｂＯ3 結
晶を用いたときの約１／１００の幅に相当する。 （実験２）実験１で使用した赤外光パラメトリック発振
器に、第２実施例のエタロン５を配置した構成で、θ＝
９０°，φ＝０°で出射光のスペクトル幅を測定したと
ころ、シグナル光λS ＝１．９６９μｍで△λS＝０．
１Ａ以下、アイドラー光λi＝２．３１６μｍで△λi
＝１Ａ以下となった。エタロンを配置した場合に得られ
る出力光のスペクトル幅が、エタロンを配置しない場合
の約１／２０の狭い幅となり、干渉効果によるスペクト
ル幅の狭小化が確認された。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の赤外光パラメトリ
ック発振器は、非線形光学素子として高性能のＣＴＡ結
晶を用いているので、高い変換効率で、しかも高出力で
安定した波長可変赤外コヒーレント光を、ＣＴＡ結晶の
基礎吸収端の５．３μｍまで得ることができる。また、
非線形光学素子の入射側に分散素子として配置されたエ
タロンの干渉効果により、出力光のスペクトル幅を１Ａ
程度まで狭小化することができる。
ック発振器は、非線形光学素子として高性能のＣＴＡ結
晶を用いているので、高い変換効率で、しかも高出力で
安定した波長可変赤外コヒーレント光を、ＣＴＡ結晶の
基礎吸収端の５．３μｍまで得ることができる。また、
非線形光学素子の入射側に分散素子として配置されたエ
タロンの干渉効果により、出力光のスペクトル幅を１Ａ
程度まで狭小化することができる。
【００２３】
【００２４】
【図１】本発明の赤外光パラメトリック発振器の第１実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【００２５】
【図２】本発明の赤外光パラメトリック発振器の第２実
施例の構成を示す図である。
施例の構成を示す図である。
【００２６】
【図３】本発明の赤外光パラメトリック発振器の実験結
果であって、位相整合角度と出力光の波長との同調曲線
図である。
果であって、位相整合角度と出力光の波長との同調曲線
図である。
【００２７】
１ 励起光源 ２ 非線形光学素子 ３ 完全反射鏡 ４ 部分反射鏡 ５ エタロン
Claims (2)
- 【請求項１】 励起光源として、１．０４７〜１．０７
９６μｍの波長のレーザ光を発振するＮｄ：ＹＬＦ，Ｎ
ｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＧＳＧＧ及びＮｄ：ＹＡＰの各種固
体レーザを用い、非線形光学素子として、ＣｓＴｉＯＡ
ｓＯ4 結晶を用いたことを特徴とする赤外光パラメトリ
ック発振器。 - 【請求項２】 非線形光学素子の入射側に分散素子とし
てエタロンを用いたことを特徴とする、請求項１に記載
の発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21484493A JP2695376B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Ｃｔａ光パラメトリック発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21484493A JP2695376B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Ｃｔａ光パラメトリック発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756204A JPH0756204A (ja) | 1995-03-03 |
| JP2695376B2 true JP2695376B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=16662485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21484493A Expired - Lifetime JP2695376B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Ｃｔａ光パラメトリック発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695376B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7054656B2 (ja) * | 2018-07-05 | 2022-04-14 | 信弘 梅村 | レーザ発生装置 |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP21484493A patent/JP2695376B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0756204A (ja) | 1995-03-03 |
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