JP2695607B2 - 光パラメトリック発振器 - Google Patents
光パラメトリック発振器Info
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- JP2695607B2 JP2695607B2 JP57694A JP57694A JP2695607B2 JP 2695607 B2 JP2695607 B2 JP 2695607B2 JP 57694 A JP57694 A JP 57694A JP 57694 A JP57694 A JP 57694A JP 2695607 B2 JP2695607 B2 JP 2695607B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光パラメトリック発振
器に係り、特に、高い変換効率を達成し、大きな発振出
力を得るのに好適なものに関する。
器に係り、特に、高い変換効率を達成し、大きな発振出
力を得るのに好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、市販されているレーザの多くは、
特定の発振線でのレーザ発振がえれられる、即ち固定波
長のレーザである。このような様々な固定波長のレーザ
は、様々な分野で応用されているが、レーザ光が、通信
などに使われている電波のように自由に周波数が変えら
れるとすれば、さらに、レーザの応用面で大きな進展が
期待できる。このような期待をもとに、レーザ発振が確
認された初期の頃から波長可変なレーザが開発されてき
た。
特定の発振線でのレーザ発振がえれられる、即ち固定波
長のレーザである。このような様々な固定波長のレーザ
は、様々な分野で応用されているが、レーザ光が、通信
などに使われている電波のように自由に周波数が変えら
れるとすれば、さらに、レーザの応用面で大きな進展が
期待できる。このような期待をもとに、レーザ発振が確
認された初期の頃から波長可変なレーザが開発されてき
た。
【０００３】波長可変なレーザとしては、色素レーザ
や、非線形効果，誘導ラマン散乱を利用したものがあ
る。光パラメトリック発振器は、光パラメトリック効果
を利用したもので、非線形結晶に周波数ωp の励起光
（ポンプ光）によって周波数ωs のシグナル光（信号
光）及び周波数ωi のアイドラ光のレーザ発振をうるも
のである（ωp ＝ωs ＋ωi ）。このレーザは、連続波
長可変であり、ピコ秒のパルス動作においての有効性が
知られている。
や、非線形効果，誘導ラマン散乱を利用したものがあ
る。光パラメトリック発振器は、光パラメトリック効果
を利用したもので、非線形結晶に周波数ωp の励起光
（ポンプ光）によって周波数ωs のシグナル光（信号
光）及び周波数ωi のアイドラ光のレーザ発振をうるも
のである（ωp ＝ωs ＋ωi ）。このレーザは、連続波
長可変であり、ピコ秒のパルス動作においての有効性が
知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光パラメトリ
ック発振器をパルス動作させた場合、共振器内部を伝搬
する信号光とアイドラー光の時間幅がピコ秒以下である
と、理想的なオプティカル・パラメトリック増幅ができ
ないという問題がある。図１２はこれを模式的に示した
ものであり、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光Ｐ
I が非線形結晶１１０へ入射した場合、波長分散特性に
より非線形結晶１１０からの信号光ＰS ，アイドラ光Ｐ
I がポンプ光ＰP に対し時間τ1 ，τ2 だけ遅れて出力
される様子を示したものである。共振器を構成する材料
の波長分散特性により、異なる波長のポンプ光や信号光
とアイドラー光のまでの群速度の違いが発生する。その
ため、共振器内部において、これらの光パルス間に位相
のズレが生じてしまうからである（通常、この現象をウ
ォークオフと言う）。
ック発振器をパルス動作させた場合、共振器内部を伝搬
する信号光とアイドラー光の時間幅がピコ秒以下である
と、理想的なオプティカル・パラメトリック増幅ができ
ないという問題がある。図１２はこれを模式的に示した
ものであり、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光Ｐ
I が非線形結晶１１０へ入射した場合、波長分散特性に
より非線形結晶１１０からの信号光ＰS ，アイドラ光Ｐ
I がポンプ光ＰP に対し時間τ1 ，τ2 だけ遅れて出力
される様子を示したものである。共振器を構成する材料
の波長分散特性により、異なる波長のポンプ光や信号光
とアイドラー光のまでの群速度の違いが発生する。その
ため、共振器内部において、これらの光パルス間に位相
のズレが生じてしまうからである（通常、この現象をウ
ォークオフと言う）。
【０００５】その影響を避ける為に、例えば、米国特許
第5017806 号１では、結晶の厚みを薄くすることで、非
線形結晶中で生じる群遅延を抑え、光パルス間に位相の
ズレを小さくしている。しかし、非線形結晶では前述し
たように光パラメトリック効果でポンプ光や信号光を得
ているため、ウォークオフは小さくなるかもしれない
が、変換効率の低下を招いてしまう。非線形結晶の厚み
は、ウォークオフを決定するのみでなく、変換効率を決
定するのである。したがって、非線形結晶をむやみに薄
く出来ないという問題がある。
第5017806 号１では、結晶の厚みを薄くすることで、非
線形結晶中で生じる群遅延を抑え、光パルス間に位相の
ズレを小さくしている。しかし、非線形結晶では前述し
たように光パラメトリック効果でポンプ光や信号光を得
ているため、ウォークオフは小さくなるかもしれない
が、変換効率の低下を招いてしまう。非線形結晶の厚み
は、ウォークオフを決定するのみでなく、変換効率を決
定するのである。したがって、非線形結晶をむやみに薄
く出来ないという問題がある。
【０００６】また、非線形結晶を薄くし、変換効率を上
げようとすると、焦点距離の短いレンズなどを用いて励
起光を集光する必要がある。しかし、このようにする
と、位相整合条件から、異なる波長の信号光とアイドラ
ー光も交じり、単色の光を得ることもできなくなってし
まう、という問題がある。
げようとすると、焦点距離の短いレンズなどを用いて励
起光を集光する必要がある。しかし、このようにする
と、位相整合条件から、異なる波長の信号光とアイドラ
ー光も交じり、単色の光を得ることもできなくなってし
まう、という問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光パラメトリック発振器は、励起光のパル
スを出力する励起光源と、励起光の照射により光パラメ
トリック発振し、第１及び第２の波長の光を発する非線
形光学媒質と、非線形光学媒質をはさむように配置さ
れ、第１の波長の光、第２の波長の光及び励起光それぞ
れに対して共振器を構成する光学系とを有し、光学系
は、第１の波長の光、第２の波長の光及び励起光それぞ
れに対してその共振器長が可変である。
に、本発明の光パラメトリック発振器は、励起光のパル
スを出力する励起光源と、励起光の照射により光パラメ
トリック発振し、第１及び第２の波長の光を発する非線
形光学媒質と、非線形光学媒質をはさむように配置さ
れ、第１の波長の光、第２の波長の光及び励起光それぞ
れに対して共振器を構成する光学系とを有し、光学系
は、第１の波長の光、第２の波長の光及び励起光それぞ
れに対してその共振器長が可変である。
【０００８】光学系は、励起光源から非線形光学媒質へ
の光を透過するとともに、非線形光学媒質からの第１及
び第２の波長の光及び励起光を反射する第１のミラー
と、第１及び第２の波長の光と励起光とを分光する分散
素子と、分散素子で分光された第１の波長の光、第２の
波長の光及び励起光の光路上にそれぞれ配置され、第１
のミラーとともに第１の波長の光、第２の波長の光及び
励起光それぞれに対して共振器を構成する第２、第３及
び第４のミラーとを含んで構成され、第２、第３または
第４のミラーは、その位置が調整可能であることを特徴
としても良い。
の光を透過するとともに、非線形光学媒質からの第１及
び第２の波長の光及び励起光を反射する第１のミラー
と、第１及び第２の波長の光と励起光とを分光する分散
素子と、分散素子で分光された第１の波長の光、第２の
波長の光及び励起光の光路上にそれぞれ配置され、第１
のミラーとともに第１の波長の光、第２の波長の光及び
励起光それぞれに対して共振器を構成する第２、第３及
び第４のミラーとを含んで構成され、第２、第３または
第４のミラーは、その位置が調整可能であることを特徴
としても良い。
【０００９】第２、第３または第４のミラーはそれぞ
れ、第１及び第２の波長の光及び励起光が共振器内で伝
搬する時間が等しくなるようにその位置が調整されてい
ることを特徴としても良い。
れ、第１及び第２の波長の光及び励起光が共振器内で伝
搬する時間が等しくなるようにその位置が調整されてい
ることを特徴としても良い。
【００１０】分散素子は、入射光の分光方向に直行する
軸を中心に回動可能な２のプリズムで構成され、これら
のプリズム相互の距離及び回動角度が調節可能であるこ
とを特徴としても良い。
軸を中心に回動可能な２のプリズムで構成され、これら
のプリズム相互の距離及び回動角度が調節可能であるこ
とを特徴としても良い。
【００１１】光学系は、非線形光学媒質をはさむように
配置され、第１及び第２の波長の光と励起光とを分光す
る第１及び第２の分散素子と、励起光源から第１の分散
素子を介して非線形光学媒質へ入射する光を透過すると
ともに非線形光学媒質を透過した励起光を反射する第５
のミラーと、この第５のミラーとともに励起光に対する
共振器を構成し、第２の分散素子で分光された励起光の
光路上に配置された第６のミラーと、第１の分散素子で
分光された第１の波長の光の光路上に配置された第７の
ミラーと、この第７のミラーとともに第１の波長の光に
対して共振器を構成し、第２の分散素子で分光された第
１の波長の光の光路上に配置された第８のミラーと、第
１の分散素子で分光された第２の波長の光の光路上に配
置された第９のミラーと、この第９のミラーとともに第
２の波長の光に対して共振器を構成し、第２の分散素子
で分光された第２の波長の光の光路上に配置された第１
０のミラーとを含んで構成され、第５ないし第１０のミ
ラーは、分散素子からの距離が調整可能であることを特
徴としても良い。
配置され、第１及び第２の波長の光と励起光とを分光す
る第１及び第２の分散素子と、励起光源から第１の分散
素子を介して非線形光学媒質へ入射する光を透過すると
ともに非線形光学媒質を透過した励起光を反射する第５
のミラーと、この第５のミラーとともに励起光に対する
共振器を構成し、第２の分散素子で分光された励起光の
光路上に配置された第６のミラーと、第１の分散素子で
分光された第１の波長の光の光路上に配置された第７の
ミラーと、この第７のミラーとともに第１の波長の光に
対して共振器を構成し、第２の分散素子で分光された第
１の波長の光の光路上に配置された第８のミラーと、第
１の分散素子で分光された第２の波長の光の光路上に配
置された第９のミラーと、この第９のミラーとともに第
２の波長の光に対して共振器を構成し、第２の分散素子
で分光された第２の波長の光の光路上に配置された第１
０のミラーとを含んで構成され、第５ないし第１０のミ
ラーは、分散素子からの距離が調整可能であることを特
徴としても良い。
【００１２】第１及び第２の分散素子は、プリズムで構
成され、第５乃至第１０のミラーはそれぞれ、第１及び
第２の波長の光及び励起光が共振器内で伝搬する時間が
等しくなるように分散素子からの距離が調整されている
ことを特徴としても良い。
成され、第５乃至第１０のミラーはそれぞれ、第１及び
第２の波長の光及び励起光が共振器内で伝搬する時間が
等しくなるように分散素子からの距離が調整されている
ことを特徴としても良い。
【００１３】
【作用】本発明の光パラメトリック発振器では、励起光
のパルスの照射により非線形光学媒質が光パラメトリッ
ク変換し、第１及び第２の波長の光のパルスが発生す
る。これらの光は、第１の波長の光、前記第２の波長の
光及び励起光それぞれに対して共振器を構成する光学系
によって共振する。
のパルスの照射により非線形光学媒質が光パラメトリッ
ク変換し、第１及び第２の波長の光のパルスが発生す
る。これらの光は、第１の波長の光、前記第２の波長の
光及び励起光それぞれに対して共振器を構成する光学系
によって共振する。
【００１４】ここで、第１及び第２の波長の光子は、励
起光の光子１個について一つづつ発生し、非線形光学媒
質内部を進行して共振器を構成するミラーで反射する。
構成する物質の波長分散により、共振器内部での第１及
び第２の波長の光及び励起光の速度は異なっており、伝
搬時間がことなる。
起光の光子１個について一つづつ発生し、非線形光学媒
質内部を進行して共振器を構成するミラーで反射する。
構成する物質の波長分散により、共振器内部での第１及
び第２の波長の光及び励起光の速度は異なっており、伝
搬時間がことなる。
【００１５】しかし、第１の波長の光、第２の波長の光
及び励起光それぞれに対してその共振器長が可変である
ことから、第１及び第２の波長の光及び励起光が共振器
内を伝搬する時間を等しいものにすることができ、発振
波長を変化させた場合でも第１及び第２の波長の光のレ
ーザパルスのタイミングを揃えることができる。この様
に、ウォークオフを抑えることができるため、非線形光
学媒質内部で発生した第１及び第２の波長の光或いは励
起光の光子が同時に非線形光学媒質内部に戻るので、非
線形光学媒質内部で第１及び第２の波長の光が発生する
効率を高くしうる。
及び励起光それぞれに対してその共振器長が可変である
ことから、第１及び第２の波長の光及び励起光が共振器
内を伝搬する時間を等しいものにすることができ、発振
波長を変化させた場合でも第１及び第２の波長の光のレ
ーザパルスのタイミングを揃えることができる。この様
に、ウォークオフを抑えることができるため、非線形光
学媒質内部で発生した第１及び第２の波長の光或いは励
起光の光子が同時に非線形光学媒質内部に戻るので、非
線形光学媒質内部で第１及び第２の波長の光が発生する
効率を高くしうる。
【００１６】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の光パラメトリック発振器は、パルス動作するオ
プティカル・パラメトリック発振器の共振器内部を伝搬
するポンプ光と信号光またはアイドラー光の間の群遅延
を補正し、高い変換効率を達成するものであり、図１
は、その第１の実施例として最も構成しやすい例をしめ
したものである。
本発明の光パラメトリック発振器は、パルス動作するオ
プティカル・パラメトリック発振器の共振器内部を伝搬
するポンプ光と信号光またはアイドラー光の間の群遅延
を補正し、高い変換効率を達成するものであり、図１
は、その第１の実施例として最も構成しやすい例をしめ
したものである。
【００１７】この光パラメトリック発振器の共振器１２
０の内部には、非線形光学結晶１１０と分光及び分散補
正を行う１対のプリズムペアー１２２，１２４が配置さ
れ、このプリズムペアー１２２，１２４で分光されたポ
ンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の光路上に３
つのミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４が配置されている。また、
励起光源１３０から非線形光学結晶１１０へのポンプ光
ＰP の光路上に、ポンプ光ＰP を一部透過させ、信号光
ＰS ，アイドラ光ＰI に対して１００％の反射率を有す
るミラーＭ１が設けられている。この３枚のミラーＭ
２，Ｍ３，Ｍ４とミラーＭ１がそれぞれポンプ光ＰP ，
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI に対する別々の共振器を構
成している。
０の内部には、非線形光学結晶１１０と分光及び分散補
正を行う１対のプリズムペアー１２２，１２４が配置さ
れ、このプリズムペアー１２２，１２４で分光されたポ
ンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の光路上に３
つのミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４が配置されている。また、
励起光源１３０から非線形光学結晶１１０へのポンプ光
ＰP の光路上に、ポンプ光ＰP を一部透過させ、信号光
ＰS ，アイドラ光ＰI に対して１００％の反射率を有す
るミラーＭ１が設けられている。この３枚のミラーＭ
２，Ｍ３，Ｍ４とミラーＭ１がそれぞれポンプ光ＰP ，
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI に対する別々の共振器を構
成している。
【００１８】ミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４は、空間的に異な
った位置に配置されており、ミラーＭ２はプリズムペア
ー１２２，１２４により分光されたポンプ光ＰP の光軸
にそって、ミラーＭ３は信号光ＰS の光軸にそって、ミ
ラーＭ４はアイドラ光ＰI の光軸にそってそれぞれその
位置を動かすことができるようになっている。これによ
って、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の共
振器内部での伝搬時間を調整できるようになっている。
った位置に配置されており、ミラーＭ２はプリズムペア
ー１２２，１２４により分光されたポンプ光ＰP の光軸
にそって、ミラーＭ３は信号光ＰS の光軸にそって、ミ
ラーＭ４はアイドラ光ＰI の光軸にそってそれぞれその
位置を動かすことができるようになっている。これによ
って、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の共
振器内部での伝搬時間を調整できるようになっている。
【００１９】また、プリズム１２２，１２４は、その位
置及び回転方向を変えることができるようになってい
る。すなわち、入射光の分光方向を直行する軸を中心に
回動可能になっており、また、これらのプリズム１２
２，１２４の距離及び回動角度が調節可能である。これ
によって、共振器内部で波長分散特性を変えることがで
きるようになっている。プリズム１２４は、プリズム１
２２に対し頂角の方向をプリズムに対して１８０度回転
して設置されており、プリズム１２２で分光されたポン
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、適当な空
間的に距離をおいてプリズム１２４に入射し、平行光に
なってミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４に向かうようになってい
る。また、プリズム１２２，１２４の位置及び回転方向
を変えることで、ミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４及びミラーＭ
１で共振する光の波長を変えることができるようになっ
ている。
置及び回転方向を変えることができるようになってい
る。すなわち、入射光の分光方向を直行する軸を中心に
回動可能になっており、また、これらのプリズム１２
２，１２４の距離及び回動角度が調節可能である。これ
によって、共振器内部で波長分散特性を変えることがで
きるようになっている。プリズム１２４は、プリズム１
２２に対し頂角の方向をプリズムに対して１８０度回転
して設置されており、プリズム１２２で分光されたポン
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、適当な空
間的に距離をおいてプリズム１２４に入射し、平行光に
なってミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４に向かうようになってい
る。また、プリズム１２２，１２４の位置及び回転方向
を変えることで、ミラーＭ２，Ｍ３，Ｍ４及びミラーＭ
１で共振する光の波長を変えることができるようになっ
ている。
【００２０】励起光源１３０は、ミラーＭ１を介して非
線形光学結晶１１０へのポンプ光Ｐ P を出力するもので
あり、ミラーＭ１を通して非線形光学結晶１１０を励起
する。励起光源１３０には、例えば、波長可変のチタン
サファイアレーザーなどのパルスレーザーを用いること
ができる。また、非線形光学結晶１１０には、ベータバ
リウム ボーレートなどを用いることができる。そし
て、非線形光学結晶１１０は、あらかじめ設定した信号
光ＰS またはアイドラ光ＰI に対して位相整合条件を成
り立たせることができる様に、角度が調整できるように
なっている。
線形光学結晶１１０へのポンプ光Ｐ P を出力するもので
あり、ミラーＭ１を通して非線形光学結晶１１０を励起
する。励起光源１３０には、例えば、波長可変のチタン
サファイアレーザーなどのパルスレーザーを用いること
ができる。また、非線形光学結晶１１０には、ベータバ
リウム ボーレートなどを用いることができる。そし
て、非線形光学結晶１１０は、あらかじめ設定した信号
光ＰS またはアイドラ光ＰI に対して位相整合条件を成
り立たせることができる様に、角度が調整できるように
なっている。
【００２１】励起光源１３０から非線形結晶１１０にポ
ンプ光ＰP のパルスを入射させると、非線形結晶１１０
内部でオプティカル・パラメトリック効果により信号光
ＰS，アイドラ光ＰI が発生する。そして、ポンプ光Ｐ
P 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ポンプ光と同一
の出射方向にポンプ光にオーバーラップして出てくる
（これらの光については図１では、解かりやすい様に空
間的に離して描いている）。
ンプ光ＰP のパルスを入射させると、非線形結晶１１０
内部でオプティカル・パラメトリック効果により信号光
ＰS，アイドラ光ＰI が発生する。そして、ポンプ光Ｐ
P 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ポンプ光と同一
の出射方向にポンプ光にオーバーラップして出てくる
（これらの光については図１では、解かりやすい様に空
間的に離して描いている）。
【００２２】非線形結晶１１０からのポンプ光ＰP 及び
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、プリズムペアー１２
２，１２４で分光され、分光されたポンプ光ＰP 及び信
号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、適当な空間的に距離をお
いた互いに平行な光になる。そして、互いに平行なポン
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、それぞれ
予め分光反射率の中心波長を合わせたミラーＭ２〜４で
反射される。
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、プリズムペアー１２
２，１２４で分光され、分光されたポンプ光ＰP 及び信
号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、適当な空間的に距離をお
いた互いに平行な光になる。そして、互いに平行なポン
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、それぞれ
予め分光反射率の中心波長を合わせたミラーＭ２〜４で
反射される。
【００２３】ここで、ポンプ光ＰP のパルスによって発
生したする信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、パルス化さ
れており、互いに異なる波長をもつ（但し、信号光
ＰS ，アイドラ光ＰI の波長は等しい場合もある）。し
たがって、非線形結晶１１０中，大気，プリズムペアー
１２２，１２４を通過することによって、これらのパル
ス光は、前述の従来技術で述べたように、材料の分散特
性により決まる群遅延を受ける。そのため、一般に可視
光近傍では、波長の短いポンプ光ＰP は、信号光ＰS や
アイドラー光ＰI に対して時間的に伝搬が遅くなる。こ
の時間遅れは、ポンプ光、信号光とアイドラー光の波長
と光学部品の厚みなどが決まれば一義的に定まる。
生したする信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、パルス化さ
れており、互いに異なる波長をもつ（但し、信号光
ＰS ，アイドラ光ＰI の波長は等しい場合もある）。し
たがって、非線形結晶１１０中，大気，プリズムペアー
１２２，１２４を通過することによって、これらのパル
ス光は、前述の従来技術で述べたように、材料の分散特
性により決まる群遅延を受ける。そのため、一般に可視
光近傍では、波長の短いポンプ光ＰP は、信号光ＰS や
アイドラー光ＰI に対して時間的に伝搬が遅くなる。こ
の時間遅れは、ポンプ光、信号光とアイドラー光の波長
と光学部品の厚みなどが決まれば一義的に定まる。
【００２４】ポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラー光
ＰI それぞれの光パルスに対する共振器を構成するミラ
ーＭ２〜４は、その位置が調整可能であるため、これら
のパルス光が非線形結晶１１０から出て反射して非線形
結晶１１０に戻るまでの伝搬時間をこれらの波長に応じ
て適当に変えることができる。この伝搬時間が互いに等
しくなるようにすることで、非線形結晶１１０に戻る時
のポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラー光ＰI のパル
スのタイミングが等しくなる。すなわち、これらの光パ
ルスは、毎回ミラーＭ２〜４で反射し非線形結晶１１０
に戻る時に、互いに常時重ねることが可能となる。これ
によって、ポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラー光Ｐ
I が同時に非線形結晶１１０の内部に戻るので、信号光
ＰS 、アイドラー光ＰI が発生する効率が高くなる。
ＰI それぞれの光パルスに対する共振器を構成するミラ
ーＭ２〜４は、その位置が調整可能であるため、これら
のパルス光が非線形結晶１１０から出て反射して非線形
結晶１１０に戻るまでの伝搬時間をこれらの波長に応じ
て適当に変えることができる。この伝搬時間が互いに等
しくなるようにすることで、非線形結晶１１０に戻る時
のポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラー光ＰI のパル
スのタイミングが等しくなる。すなわち、これらの光パ
ルスは、毎回ミラーＭ２〜４で反射し非線形結晶１１０
に戻る時に、互いに常時重ねることが可能となる。これ
によって、ポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラー光Ｐ
I が同時に非線形結晶１１０の内部に戻るので、信号光
ＰS 、アイドラー光ＰI が発生する効率が高くなる。
【００２５】また、プリズム１２２，１２４の位置や回
転角が変われば、ポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラ
ー光ＰI の伝搬時間が変化すると同時に共振器の分散特
性も変化する。したがって、プリズム１２２，１２４の
位置や回転角が調整可能であることから、伝搬時間を微
調できると同時に共振器の分散特性が微調できるため、
信号光ＰS 、アイドラー光ＰI のパルスの幅も変えるこ
とが可能となる。このようにして、パルス動作するオプ
ティカル・パラメトリック発振の効率を飛躍的に向上で
きると同時に、得られるパルスの時間幅を可変とでき、
フェムト秒の波長可変のパルスを得ることができる。
転角が変われば、ポンプ光ＰP 、信号光ＰS 、アイドラ
ー光ＰI の伝搬時間が変化すると同時に共振器の分散特
性も変化する。したがって、プリズム１２２，１２４の
位置や回転角が調整可能であることから、伝搬時間を微
調できると同時に共振器の分散特性が微調できるため、
信号光ＰS 、アイドラー光ＰI のパルスの幅も変えるこ
とが可能となる。このようにして、パルス動作するオプ
ティカル・パラメトリック発振の効率を飛躍的に向上で
きると同時に、得られるパルスの時間幅を可変とでき、
フェムト秒の波長可変のパルスを得ることができる。
【００２６】図２は、本発明の第２の実施例の構成を示
したものである。
したものである。
【００２７】この第２の実施例は、第１の実施例の左側
のミラーＭ１にかえてポンプ光ＰP、信号光ＰS 、アイ
ドラー光ＰI に対してミラーＭ５〜Ｍ７と、非線形結晶
１１０からのこれらの光がミラーＭ５〜Ｍ７に向かうよ
うにプリズム１２６，１２８とが共振器２２０に設けら
れたものである（ミラーＭ５はミラーＭ１と同様にポン
プ光ＰP を一部透過させうる）。このほかの構成は前述
の第１の実施例と同様であり、ミラーＭ５〜Ｍ１０の位
置及びプリズム１２２〜１２８の位置や回転角は、前述
の実施例同様に調整可能になっている。この構成によ
り、ミラーＭ５，Ｍ８でポンプ光ＰP に対する共振器
を、ミラーＭ６，Ｍ９で信号光ＰS に対する共振器を、
ミラーＭ７，Ｍ１０でアイドラー光ＰI に対する共振器
を構成し、これらの共振器長が調整可能になっている。
こうして、第１の実施例と同様、それぞれの波長での共
振器内部の伝搬時間をそろえうるようになっており、ま
た、共振する光の波長を変えることができるようになっ
ている。
のミラーＭ１にかえてポンプ光ＰP、信号光ＰS 、アイ
ドラー光ＰI に対してミラーＭ５〜Ｍ７と、非線形結晶
１１０からのこれらの光がミラーＭ５〜Ｍ７に向かうよ
うにプリズム１２６，１２８とが共振器２２０に設けら
れたものである（ミラーＭ５はミラーＭ１と同様にポン
プ光ＰP を一部透過させうる）。このほかの構成は前述
の第１の実施例と同様であり、ミラーＭ５〜Ｍ１０の位
置及びプリズム１２２〜１２８の位置や回転角は、前述
の実施例同様に調整可能になっている。この構成によ
り、ミラーＭ５，Ｍ８でポンプ光ＰP に対する共振器
を、ミラーＭ６，Ｍ９で信号光ＰS に対する共振器を、
ミラーＭ７，Ｍ１０でアイドラー光ＰI に対する共振器
を構成し、これらの共振器長が調整可能になっている。
こうして、第１の実施例と同様、それぞれの波長での共
振器内部の伝搬時間をそろえうるようになっており、ま
た、共振する光の波長を変えることができるようになっ
ている。
【００２８】非線形結晶１１０から図の左右に出たポン
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、プリズム
ペアー１２２〜１２８で分光され、離れた互いに平行な
光になってミラーＭ５〜１０で反射される。これらのパ
ルス光は、前述の第１の実施例で述べたように、材料の
分散特性により決まる群遅延を受けているが、ミラーＭ
５〜１０の位置が調整可能であるため、図の左右に出た
ポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルス
が非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくする
ことができる。これによって、ポンプ光ＰP 、信号光Ｐ
S 、アイドラー光ＰI が同時に非線形結晶１１０の内部
に戻るので、信号光ＰS 、アイドラー光ＰI が発生する
効率が高くなる。特に、この実施例では、図の左右に出
たポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパル
スが非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくな
ることから、よりより効率が高くなるものと考えられ
る。
プ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、プリズム
ペアー１２２〜１２８で分光され、離れた互いに平行な
光になってミラーＭ５〜１０で反射される。これらのパ
ルス光は、前述の第１の実施例で述べたように、材料の
分散特性により決まる群遅延を受けているが、ミラーＭ
５〜１０の位置が調整可能であるため、図の左右に出た
ポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルス
が非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくする
ことができる。これによって、ポンプ光ＰP 、信号光Ｐ
S 、アイドラー光ＰI が同時に非線形結晶１１０の内部
に戻るので、信号光ＰS 、アイドラー光ＰI が発生する
効率が高くなる。特に、この実施例では、図の左右に出
たポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパル
スが非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくな
ることから、よりより効率が高くなるものと考えられ
る。
【００２９】図３は、本発明の第３の実施例の構成を示
したものである。
したものである。
【００３０】この第３の実施例では、非線形結晶１１０
の両側にミラーＭ２１，２２が設けられており、より効
率が高くなるようにしたものである。ミラーＭ２１，２
２は、非線形結晶１１０の両側から出たポンプ光ＰP 及
び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI を平行光にしてミラーＭ
２〜Ｍ４で共振させるとともに、ミラーＭ１，Ｍ２〜Ｍ
４からの光を収束させて非線形結晶１１０に照射するよ
うにしたものである。
の両側にミラーＭ２１，２２が設けられており、より効
率が高くなるようにしたものである。ミラーＭ２１，２
２は、非線形結晶１１０の両側から出たポンプ光ＰP 及
び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI を平行光にしてミラーＭ
２〜Ｍ４で共振させるとともに、ミラーＭ１，Ｍ２〜Ｍ
４からの光を収束させて非線形結晶１１０に照射するよ
うにしたものである。
【００３１】また、図３の構成では、ポンプ光ＰP 及び
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI を分光する分散素子に１個
のプリズム１２２を用い、分光されたこれらの光の光路
上にミラーＭ２〜Ｍ４が配置されている。これらのミラ
ーは、ポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI そ
れぞれに対する共振器をミラーＭ１とともに構成してい
る。
信号光ＰS ，アイドラ光ＰI を分光する分散素子に１個
のプリズム１２２を用い、分光されたこれらの光の光路
上にミラーＭ２〜Ｍ４が配置されている。これらのミラ
ーは、ポンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI そ
れぞれに対する共振器をミラーＭ１とともに構成してい
る。
【００３２】ミラーＭ２〜Ｍ４は、プリズム１２２を中
心とした弧の上を移動できるようになっており、また、
光の入射方向に平行（ミラーＭ２〜Ｍ４の法線方向）に
移動できるようになっている。この様に、入射光の分光
方向を直行する軸を中心に回動可能、すなわち分光され
た光の光軸に垂直な方向に回転できるようになっている
ことから、プリズム１２２の屈折角が変わっても共振器
を構成できるようになっている。
心とした弧の上を移動できるようになっており、また、
光の入射方向に平行（ミラーＭ２〜Ｍ４の法線方向）に
移動できるようになっている。この様に、入射光の分光
方向を直行する軸を中心に回動可能、すなわち分光され
た光の光軸に垂直な方向に回転できるようになっている
ことから、プリズム１２２の屈折角が変わっても共振器
を構成できるようになっている。
【００３３】主制御装置３１０及び制御装置３４０〜３
６０は、ミラーＭ２〜Ｍ４の位置及び方向を制御するた
めのもので、制御装置３２０，３３０は主制御装置３１
０からの制御信号によりそれぞれ結晶の角度，プリズム
の角度を制御するためのものである。主制御装置３１０
は、たとえばコンピュータなどで構成され、制御装置３
４０〜３６０は、主制御装置３１０からの信号で動くア
クチュエータで構成されている。主制御装置３１０から
の信号によってミラーＭ２〜Ｍ４の位置及び方向が制御
される。制御装置３２０，３３０も主制御装置３１０か
らの制御信号により回転角が制御されるアクチュエータ
で構成されている。
６０は、ミラーＭ２〜Ｍ４の位置及び方向を制御するた
めのもので、制御装置３２０，３３０は主制御装置３１
０からの制御信号によりそれぞれ結晶の角度，プリズム
の角度を制御するためのものである。主制御装置３１０
は、たとえばコンピュータなどで構成され、制御装置３
４０〜３６０は、主制御装置３１０からの信号で動くア
クチュエータで構成されている。主制御装置３１０から
の信号によってミラーＭ２〜Ｍ４の位置及び方向が制御
される。制御装置３２０，３３０も主制御装置３１０か
らの制御信号により回転角が制御されるアクチュエータ
で構成されている。
【００３４】図４は、ミラーＭ２〜Ｍ４の動きを拡大し
て示したものである。そして、図５は、ミラーＭ２，Ｍ
３を例にミラーの位置関係を示したものである。
て示したものである。そして、図５は、ミラーＭ２，Ｍ
３を例にミラーの位置関係を示したものである。
【００３５】非線形結晶１１０の左側から出たポンプ光
ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ミラーＭ２１
で反射したのちプリズム１２２で分光され、その波長に
応じた方向にその進路を曲げられる。ポンプ光ＰP の方
が信号光ＰS よりも波長が短いことから、ポンプ光ＰP
の曲げられた角度θ2 の方が信号光ＰS の曲げられた角
度θ1 よりも大きくなる。そして、信号光ＰS はミラー
Ｍ３で、ポンプ光ＰPはミラーＭ２で反射される。反射
されたポンプ光ＰP 及び信号光ＰS は非線形結晶１１０
に戻って行く。
ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ミラーＭ２１
で反射したのちプリズム１２２で分光され、その波長に
応じた方向にその進路を曲げられる。ポンプ光ＰP の方
が信号光ＰS よりも波長が短いことから、ポンプ光ＰP
の曲げられた角度θ2 の方が信号光ＰS の曲げられた角
度θ1 よりも大きくなる。そして、信号光ＰS はミラー
Ｍ３で、ポンプ光ＰPはミラーＭ２で反射される。反射
されたポンプ光ＰP 及び信号光ＰS は非線形結晶１１０
に戻って行く。
【００３６】ここで、ミラーＭ３はプリズム１２２から
距離Ｒ1 だけ離れた位置に、ミラーＭ２はプリズム１２
２から距離Ｒ2 だけ離れた位置に配置されているとする
と、距離ΔＲだけの差があることから、信号光ＰS 及び
ポンプ光ＰP がプリズム１２２からミラーに到達するま
で時間ΔＲ／ｃ（ｃは光速）の差が生じる。一方、プリ
ズム１２２の持つ波長分散によって、信号光ＰS 及びポ
ンプ光ＰP が同時にプリズム１２２に到達していたとし
ても、プリズム１２２から信号光ＰS 及びポンプ光ＰP
がでるときはそのタイミングに差が生じている。しか
し、この波長分散による差と時間ΔＲ／ｃが等しくなる
ような制御により、信号光ＰS 及びポンプ光ＰP がミラ
ーで反射されるタイミングが等しくなる。そして、信号
光ＰS 及びポンプ光ＰP が非線形結晶１１０に戻る場合
も同様にして、そのタイミングが等しくなる。
距離Ｒ1 だけ離れた位置に、ミラーＭ２はプリズム１２
２から距離Ｒ2 だけ離れた位置に配置されているとする
と、距離ΔＲだけの差があることから、信号光ＰS 及び
ポンプ光ＰP がプリズム１２２からミラーに到達するま
で時間ΔＲ／ｃ（ｃは光速）の差が生じる。一方、プリ
ズム１２２の持つ波長分散によって、信号光ＰS 及びポ
ンプ光ＰP が同時にプリズム１２２に到達していたとし
ても、プリズム１２２から信号光ＰS 及びポンプ光ＰP
がでるときはそのタイミングに差が生じている。しか
し、この波長分散による差と時間ΔＲ／ｃが等しくなる
ような制御により、信号光ＰS 及びポンプ光ＰP がミラ
ーで反射されるタイミングが等しくなる。そして、信号
光ＰS 及びポンプ光ＰP が非線形結晶１１０に戻る場合
も同様にして、そのタイミングが等しくなる。
【００３７】図６は、プリズム１２２にＢＫ７という材
質のガラスを用い、プリズム頂角を６０度とした場合に
ついて、光の波長とプリズムの屈折角及び伝搬時間の関
係のシュミレーション結果を示したものである。主制御
装置３１０は、この結果に基づいてミラーＭ２〜Ｍ４の
位置及び方向の制御を行う。例えば、３５０ｎｍのポン
プ光ＰP で、１．５μｍの信号光ＰS を得ようとする場
合、主制御装置３１０は、プリズム１２２へのポンプ光
ＰP の入射方向から約４１度の方向にミラーＭ２を，約
３８度の方向にミラーＭ３を位置させる。そして、時間
ΔＲ／ｃが約１２ｐｓとなるように、ミラーＭ２，Ｍ３
の距離の差ΔＲを３．６ｍｍとる。なお、ミラーＭ２，
Ｍ３の大きさが１ｃｍだとすると、この条件を確保する
ためには、ミラーＭ２，Ｍ３の距離は１４．３ｃｍ以上
必要になる。したがって、ミラーＭ２，Ｍ３の距離Ｒ2
, Ｒ1 は装置の大きさとの兼ね合いもあるが、できる
限り大きなほうが望ましい。
質のガラスを用い、プリズム頂角を６０度とした場合に
ついて、光の波長とプリズムの屈折角及び伝搬時間の関
係のシュミレーション結果を示したものである。主制御
装置３１０は、この結果に基づいてミラーＭ２〜Ｍ４の
位置及び方向の制御を行う。例えば、３５０ｎｍのポン
プ光ＰP で、１．５μｍの信号光ＰS を得ようとする場
合、主制御装置３１０は、プリズム１２２へのポンプ光
ＰP の入射方向から約４１度の方向にミラーＭ２を，約
３８度の方向にミラーＭ３を位置させる。そして、時間
ΔＲ／ｃが約１２ｐｓとなるように、ミラーＭ２，Ｍ３
の距離の差ΔＲを３．６ｍｍとる。なお、ミラーＭ２，
Ｍ３の大きさが１ｃｍだとすると、この条件を確保する
ためには、ミラーＭ２，Ｍ３の距離は１４．３ｃｍ以上
必要になる。したがって、ミラーＭ２，Ｍ３の距離Ｒ2
, Ｒ1 は装置の大きさとの兼ね合いもあるが、できる
限り大きなほうが望ましい。
【００３８】この様に、ミラーＭ２〜Ｍ４の位置及び方
向の制御を行うことにより、前述の実施例と同様に、ポ
ンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルスが
非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくなるこ
とから、より効率が高くなるものと考えられる。
向の制御を行うことにより、前述の実施例と同様に、ポ
ンプ光ＰP 及び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルスが
非線形結晶１１０に戻る時のタイミングが等しくなるこ
とから、より効率が高くなるものと考えられる。
【００３９】図７は、本発明の第４の実施例の構成を示
したものである。
したものである。
【００４０】この第４の実施例も、前述の第３の実施例
同様、ミラーＭ２１，２２を配置しより効率が高くなる
ようにしたものであるが、プリズムペアー１２２，１２
４が用いられている点が異なっている。このプリズムペ
アー１２２，１２４は、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，ア
イドラ光ＰI を互いに適当に空間的な距離をおいた平行
光にするためのもので、これらの光はプリズム１２２へ
の入射光と平行になってミラーＭ２〜Ｍ４に向かう。
同様、ミラーＭ２１，２２を配置しより効率が高くなる
ようにしたものであるが、プリズムペアー１２２，１２
４が用いられている点が異なっている。このプリズムペ
アー１２２，１２４は、ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，ア
イドラ光ＰI を互いに適当に空間的な距離をおいた平行
光にするためのもので、これらの光はプリズム１２２へ
の入射光と平行になってミラーＭ２〜Ｍ４に向かう。
【００４１】ミラーＭ２〜Ｍ４は、ポンプ光ＰP ，信号
光ＰS ，アイドラ光ＰI の入射方向に平行（ミラーＭ２
〜Ｍ４の法線方向）に移動できるようになっている。主
制御装置３１０は、制御装置３４０〜３６０によるミラ
ーＭ２〜Ｍ４の位置制御を、制御装置３２０，３３０に
よる結晶の角度，プリズムの角度の制御をするためのも
のである。主制御装置３１０は、たとえばコンピュータ
などで構成され、制御装置３４０〜３６０は、主制御装
置３１０からの信号で動くアクチュエータを用いて構成
されている。主制御装置３１０からの信号によってミラ
ーＭ２〜Ｍ４の位置が制御される。制御装置３２０，３
３０も主制御装置３１０からの制御信号により回転角が
制御されるアクチュエータで構成されている。
光ＰS ，アイドラ光ＰI の入射方向に平行（ミラーＭ２
〜Ｍ４の法線方向）に移動できるようになっている。主
制御装置３１０は、制御装置３４０〜３６０によるミラ
ーＭ２〜Ｍ４の位置制御を、制御装置３２０，３３０に
よる結晶の角度，プリズムの角度の制御をするためのも
のである。主制御装置３１０は、たとえばコンピュータ
などで構成され、制御装置３４０〜３６０は、主制御装
置３１０からの信号で動くアクチュエータを用いて構成
されている。主制御装置３１０からの信号によってミラ
ーＭ２〜Ｍ４の位置が制御される。制御装置３２０，３
３０も主制御装置３１０からの制御信号により回転角が
制御されるアクチュエータで構成されている。
【００４２】この実施例では、ミラーＭ２〜Ｍ４の位置
制御が、入射光と平行な方向で足り、プリズム１２２を
中心とした弧の上を回転させたり、図面に垂直方向に移
動させたりする必要がないという利点がある。図８は、
ミラーＭ２〜Ｍ４の動きを拡大して示したもので、図４
に対応する。
制御が、入射光と平行な方向で足り、プリズム１２２を
中心とした弧の上を回転させたり、図面に垂直方向に移
動させたりする必要がないという利点がある。図８は、
ミラーＭ２〜Ｍ４の動きを拡大して示したもので、図４
に対応する。
【００４３】非線形結晶１１０から出たポンプ光ＰP 及
び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ミラーＭ２２で反射
したのちプリズムペアー１２２，１２４で分光され、離
れた互いに平行な光になる。そして、信号光ＰS はミラ
ーＭ２で、ポンプ光ＰP はミラーＭ１で反射される。反
射されたポンプ光ＰP 及び信号光ＰS は非線形結晶１１
０に戻って行く。
び信号光ＰS ，アイドラ光ＰI は、ミラーＭ２２で反射
したのちプリズムペアー１２２，１２４で分光され、離
れた互いに平行な光になる。そして、信号光ＰS はミラ
ーＭ２で、ポンプ光ＰP はミラーＭ１で反射される。反
射されたポンプ光ＰP 及び信号光ＰS は非線形結晶１１
０に戻って行く。
【００４４】ここで、ミラーＭ２はプリズム１２４から
ミラーＭ２までの距離Ｌ1 とプリズム１２４からミラー
Ｍ１までの距離Ｌ2 との間に距離ΔＬの差があることか
ら、光ＰS ，ＰP ，ＰI がプリズム１２４からミラーに
到達するまで時間ΔＬ／ｃの差が生じる。そのため、前
述の第３の実施例同様、プリズム１２２，１２４の持つ
波長分散などによって光ＰS ，ＰP ，，ＰI のタイミン
グ差が生じても、これをキャンセルするようにミラーＭ
２〜Ｍ４の位置制御を行うことで、ポンプ光ＰP 及び信
号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルスが非線形結晶１１０
に戻る時のタイミングが等しくなるようにすることがで
きる。これによって、より効率が高くすることができ
る。
ミラーＭ２までの距離Ｌ1 とプリズム１２４からミラー
Ｍ１までの距離Ｌ2 との間に距離ΔＬの差があることか
ら、光ＰS ，ＰP ，ＰI がプリズム１２４からミラーに
到達するまで時間ΔＬ／ｃの差が生じる。そのため、前
述の第３の実施例同様、プリズム１２２，１２４の持つ
波長分散などによって光ＰS ，ＰP ，，ＰI のタイミン
グ差が生じても、これをキャンセルするようにミラーＭ
２〜Ｍ４の位置制御を行うことで、ポンプ光ＰP 及び信
号光ＰS ，アイドラ光ＰI のパルスが非線形結晶１１０
に戻る時のタイミングが等しくなるようにすることがで
きる。これによって、より効率が高くすることができ
る。
【００４５】図９は、プリズムにＢＫ７という材質のガ
ラスを用い、プリズム頂角を６０度、プリズム１２２，
１２４の間の距離を２０ｃｍ、プリズム１２２へのポン
プ光ＰP の入射位置を頂点からの距離ｙ0 を１０ｍｍと
した場合について、光の波長と伝搬時間の関係のシュミ
レーション結果を示したものである。また、図１０
（ａ）のようにプリズム１２４から出たポンプ光ＰP に
対する信号光ＰS の位置をΔｘとした場合、ポンプ光Ｐ
P の波長７００ｎｍのときを基準とした信号光ＰSの波
長と位置Δｘとの関係を示したのが図１０（ｂ）であ
る。なお、位置Δｘは約１ｍｍ程度の非常に小さな値に
なることから、図８のように、ミラーＭ３，Ｍ４を楔形
の形状にし、ミラーＭ３，Ｍ４の境界を鋭くしてミラー
Ｍ３，Ｍ４にポンプ光ＰP ，信号光ＰS が入射しないよ
うにしている。
ラスを用い、プリズム頂角を６０度、プリズム１２２，
１２４の間の距離を２０ｃｍ、プリズム１２２へのポン
プ光ＰP の入射位置を頂点からの距離ｙ0 を１０ｍｍと
した場合について、光の波長と伝搬時間の関係のシュミ
レーション結果を示したものである。また、図１０
（ａ）のようにプリズム１２４から出たポンプ光ＰP に
対する信号光ＰS の位置をΔｘとした場合、ポンプ光Ｐ
P の波長７００ｎｍのときを基準とした信号光ＰSの波
長と位置Δｘとの関係を示したのが図１０（ｂ）であ
る。なお、位置Δｘは約１ｍｍ程度の非常に小さな値に
なることから、図８のように、ミラーＭ３，Ｍ４を楔形
の形状にし、ミラーＭ３，Ｍ４の境界を鋭くしてミラー
Ｍ３，Ｍ４にポンプ光ＰP ，信号光ＰS が入射しないよ
うにしている。
【００４６】ポンプ光ＰP の波長７００ｎｍの場合、主
制御装置３１０は、これらの結果に基づいてミラーＭ２
〜Ｍ４の位置及び方向の制御を行う。例えば、３μｍの
信号光ＰS を得ようとする場合、時間ΔＬ／ｃが１．５
ｐｓになることから、主制御装置３１０は、距離ΔＬが
０．４５ｍｍ、位置Δｘが約１．５ｍｍになるようにミ
ラーＭ２，Ｍ３の位置を制御する。
制御装置３１０は、これらの結果に基づいてミラーＭ２
〜Ｍ４の位置及び方向の制御を行う。例えば、３μｍの
信号光ＰS を得ようとする場合、時間ΔＬ／ｃが１．５
ｐｓになることから、主制御装置３１０は、距離ΔＬが
０．４５ｍｍ、位置Δｘが約１．５ｍｍになるようにミ
ラーＭ２，Ｍ３の位置を制御する。
【００４７】プリズムペアー１２２，１２４は、図９の
ような正の分散特性を持つ場合だけでなく、負の分散特
性をも持たせ得る。図１１は、その場合の一例を示した
もので、主制御装置３１０及び制御装置３３０によって
距離ｙ0 を１ｍｍとすることでこの特性が得られる。こ
のことから明らかなように、７００ｎｍ〜８２０ｎｍの
領域で負の分散特性が現れ、この場合、図９にかえて図
１１に基づいて制御が行われる。
ような正の分散特性を持つ場合だけでなく、負の分散特
性をも持たせ得る。図１１は、その場合の一例を示した
もので、主制御装置３１０及び制御装置３３０によって
距離ｙ0 を１ｍｍとすることでこの特性が得られる。こ
のことから明らかなように、７００ｎｍ〜８２０ｎｍの
領域で負の分散特性が現れ、この場合、図９にかえて図
１１に基づいて制御が行われる。
【００４８】このように、プリズムペアー１２２，１２
４を用いることで共振器内部の分散特性の微調整を行う
ことができる。なお、プリズムに分散の大きなものを用
い、前述の第３の実施例のような構成にすることも可能
である。また、信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の波長が等
しい場合（ωs ＝ωi ＝ωp ／２）、信号光ＰS ，アイ
ドラ光ＰI の共振器を共通にすることが可能になり、装
置の構成を簡素にすることができる。
４を用いることで共振器内部の分散特性の微調整を行う
ことができる。なお、プリズムに分散の大きなものを用
い、前述の第３の実施例のような構成にすることも可能
である。また、信号光ＰS ，アイドラ光ＰI の波長が等
しい場合（ωs ＝ωi ＝ωp ／２）、信号光ＰS ，アイ
ドラ光ＰI の共振器を共通にすることが可能になり、装
置の構成を簡素にすることができる。
【００４９】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、第１の波長
の光、第２の波長の光及び励起光それぞれに対して共振
器を構成し、これらの光に対し共振器長が調整可能であ
ることから、第１及び第２の波長の光のレーザパルスの
タイミングを揃えることができる。そのため、非線形光
学媒質内部で発生した第１及び第２の波長の光或いは励
起光の光子が同時に非線形光学媒質内部に戻るので、非
線形光学媒質内部で第１及び第２の波長の光が発生する
効率を高くしうる。
の光、第２の波長の光及び励起光それぞれに対して共振
器を構成し、これらの光に対し共振器長が調整可能であ
ることから、第１及び第２の波長の光のレーザパルスの
タイミングを揃えることができる。そのため、非線形光
学媒質内部で発生した第１及び第２の波長の光或いは励
起光の光子が同時に非線形光学媒質内部に戻るので、非
線形光学媒質内部で第１及び第２の波長の光が発生する
効率を高くしうる。
【図１】第１の実施例の構成図。
【図２】第２の実施例の構成図。
【図３】第３の実施例の構成図。
【図４】第３の実施例のミラーＭ２〜Ｍ４の動きを拡大
して示した図。
して示した図。
【図５】第３の実施例のミラーの位置関係を示した図。
【図６】光の波長と屈折角及び伝搬時間の関係のシュミ
レーション結果を示した図。
レーション結果を示した図。
【図７】第４の実施例の構成図。
【図８】第４の実施例のミラーＭ２〜Ｍ４の動きを拡大
して示した図。
して示した図。
【図９】光の波長と屈折角及び伝搬時間の関係のシュミ
レーション結果を示した図。
レーション結果を示した図。
【図１０】ポンプ光ＰP の波長７００ｎｍのときを基準
とした信号光ＰS の波長と位置Δｘとの関係を示した
図。
とした信号光ＰS の波長と位置Δｘとの関係を示した
図。
【図１１】負の分散特性をも持たせた場合の光の波長と
伝搬時間の関係のシュミレーション結果を示した図。
伝搬時間の関係のシュミレーション結果を示した図。
【図１２】ポンプ光ＰP ，信号光ＰS ，アイドラ光ＰI
が非線形結晶１１０へ入射した場合、波長分散特性によ
り非線形結晶１１０からの信号光ＰS ，アイドラ光ＰI
がポンプ光ＰP に対し時間τ1 ，τ2 だけ遅れて出力さ
れる様子を示した図。
が非線形結晶１１０へ入射した場合、波長分散特性によ
り非線形結晶１１０からの信号光ＰS ，アイドラ光ＰI
がポンプ光ＰP に対し時間τ1 ，τ2 だけ遅れて出力さ
れる様子を示した図。
１１０…非線形結晶、１２０…共振器、１２２〜１２８
…プリズム、１３０…励起光源、Ｍ１〜Ｍ１０…ミラ
ー。
…プリズム、１３０…励起光源、Ｍ１〜Ｍ１０…ミラ
ー。
Claims (6)
- 【請求項１】 励起光のパルスを出力する励起光源と、 前記励起光の照射により光パラメトリック発振し、第１
及び第２の波長の光を発する非線形光学媒質と、 前記非線形光学媒質をはさむように配置され、前記第１
の波長の光、前記第２の波長の光及び前記励起光それぞ
れに対して共振器を構成する光学系とを有し、 前記光学系は、前記第１の波長の光、前記第２の波長の
光及び前記励起光それぞれに対してその共振器長が可変
である光パラメトリック発振器。 - 【請求項２】 前記光学系は、 前記励起光源から前記非線形光学媒質への光を透過する
とともに、前記非線形光学媒質からの前記第１及び第２
の波長の光及び前記励起光を反射する第１のミラーと、 前記第１及び第２の波長の光と前記励起光とを分光する
分散素子と、 前記分散素子で分光された前記第１の波長の光、前記第
２の波長の光及び前記励起光の光路上にそれぞれ配置さ
れ、前記第１のミラーとともに前記第１の波長の光、前
記第２の波長の光及び前記励起光それぞれに対して共振
器を構成する第２、第３及び第４のミラーとを含んで構
成され、 前記第２、前記第３または前記第４のミラーは、その位
置が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の光
パラメトリック発振器。 - 【請求項３】 前記第２、第３または第４のミラーはそ
れぞれ、前記第１及び第２の波長の光及び前記励起光が
前記共振器内で伝搬する時間が等しくなるようにその位
置が調整されていることを特徴とする請求項２記載の光
パラメトリック発振器。 - 【請求項４】 前記分散素子は、入射光の分光方向に直
行する軸を中心に回動可能な２のプリズムで構成され、
これらのプリズム相互の距離及び回動角度が調節可能で
あることを特徴とする請求項２記載の光パラメトリック
発振器。 - 【請求項５】 前記光学系は、 前記非線形光学媒質をはさむように配置され、前記第１
及び第２の波長の光と前記励起光とを分光する第１及び
第２の分散素子と、 前記励起光源から前記第１の分散素子を介して前記非線
形光学媒質へ入射する光を透過するとともに前記非線形
光学媒質を透過した前記励起光を反射する第５のミラー
と、 この第５のミラーとともに前記励起光に対する共振器を
構成し、前記第２の分散素子で分光された前記励起光の
光路上に配置された第６のミラーと、 前記第１の分散素子で分光された前記第１の波長の光の
光路上に配置された第７のミラーと、 この第７のミラーとともに前記第１の波長の光に対して
共振器を構成し、前記第２の分散素子で分光された前記
第１の波長の光の光路上に配置された第８のミラーと、 前記第１の分散素子で分光された前記第２の波長の光の
光路上に配置された第９のミラーと、 この第９のミラーとともに前記第２の波長の光に対して
共振器を構成し、前記第２の分散素子で分光された前記
第２の波長の光の光路上に配置された第１０のミラーと
を含んで構成され、 前記第５ないし第１０のミラーは、前記分散素子からの
距離が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の
光パラメトリック発振器。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の分散素子は、プリズ
ムで構成され、 前記第５乃至第１０のミラーはそれぞれ、前記第１及び
第２の波長の光及び前記励起光が前記共振器内で伝搬す
る時間が等しくなるように前記分散素子からの距離が調
整されていることを特徴とする請求項５記載の光パラメ
トリック発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57694A JP2695607B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 光パラメトリック発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57694A JP2695607B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 光パラメトリック発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07199249A JPH07199249A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2695607B2 true JP2695607B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=11477545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57694A Expired - Fee Related JP2695607B2 (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 光パラメトリック発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695607B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4752991B2 (ja) * | 2001-04-04 | 2011-08-17 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 広帯域レーザー光の増幅法 |
| FR2902940B1 (fr) * | 2006-06-27 | 2009-12-11 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Oscillateur parametrique optique avec retour de pompe a maintien de phase achromatique. |
| JP4371144B2 (ja) | 2007-02-06 | 2009-11-25 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、画像表示装置、モニタ装置 |
| JP6714258B2 (ja) * | 2016-05-09 | 2020-06-24 | 株式会社エーティーエー | 光パラメトリック発振器 |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP57694A patent/JP2695607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07199249A (ja) | 1995-08-04 |
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