JPH06132594A - 広帯域波長可変、90°位相整合ktp光パラメトリック発振器 - Google Patents

広帯域波長可変、90°位相整合ktp光パラメトリック発振器

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JPH06132594A
JPH06132594A JP8509492A JP8509492A JPH06132594A JP H06132594 A JPH06132594 A JP H06132594A JP 8509492 A JP8509492 A JP 8509492A JP 8509492 A JP8509492 A JP 8509492A JP H06132594 A JPH06132594 A JP H06132594A
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JP
Japan
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wavelength
ktp
parametric oscillator
optical element
optical parametric
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Application number
JP8509492A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Kato
洌 加藤
Tomomi Sakurada
智実 櫻田
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Japan Steel Works Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高効率かつ高出力で、しかもスペクトル幅が
狭い、近赤外及び中赤外領域で発振する広帯域波長可変
光パラメトリック発振器を提供する。 【構成】 励起光源2として、0.5〜0.95μmの範
囲内の波長でレーザ発振する可変波長レーザを用い、か
つ非線形光学素子3としてKTP結晶を用いる。そし
て、励起光源2の波長を変化させることにより、非線形
光学素子3自体の角度同調や温度同調を行うことなく、
1.0〜3.1μmの広帯域の波長でスペクトル幅の狭い
良質なコヒーレント光を高効率、高安定に発生すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光パラメトリック効
果により、1.0〜3.1μmの波長範囲で、スペクトル
幅が狭く、しかも可変周波数のコヒーレント光を出力す
るようにした広帯域波長可変、90゜位相整合KTP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
(λp)を入射することにより、
【数1】 の関係を満足する波長の異なるコヒーレント光(λs
びλi)を発生する光パラメトリック発振が知られてい
る。この発振器は、一般に励起光源と、この励起光源か
らの出射光で励起される非線形光学素子と、該非線形光
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いる。ところで、このような光パラ
メトリック発振器において広い波長範囲で可変周波数の
出力光を得るためには励起光の周波数が一定であるた
め、非線形光学素子を角度または温度同調する方法が知
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、上記の
赤外領域で発振する光パラメトリック発振器においては
以下に述べる不都合がある。
【0004】非線形光学素子の温度同調は、励起光の内
部加熱及び非線形吸収により位相整合条件が破壊されや
すく高い変換効率と良質なビームを得ることは非常に困
難である。また角度同調は、ウォーク・オフ効果のため
角度位相条件が厳しく、出力光のスペクトル幅が必然的
に広がってくるという欠点があり、高い変換効率と良質
なビームは90゜位相整合と呼ばれるノンクリティカル
(noncritical)点以外では得られにくい。
【0005】本発明は、以上のような点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高効率かつ高出力
で、しかもスペクトル幅が狭い、近赤外及び中赤外領域
で発振する広帯域波長可変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】この発明における請求項
1記載の広帯域波長可変、90゜位相整合KTP光パラ
メトリック発振器では、励起光源として、0.5〜0.9
5μmの範囲内の波長でレーザ発振する可変波長レーザ
を用い、非線形光学素子としてKTP結晶を用いたこと
を上記課題の解決手段とした。
【0007】請求項2記載の広帯域波長可変、90゜位
相整合KTP光パラメトリック発振器においては、さら
に非線形光学素子の入射側に分散素子としてソリッド・
エタロンを配置したことを上記課題の解決手段とした。
【0008】請求項3記載の広帯域波長可変、90°位
相整合KTP光パラメトリック発振器においては、励起
光源として、0.5〜0.95μmでレーザ発振する色素
レーザあるいは0.7〜0.95μmでレーザ発振するT
i:Al23レーザを用いることを上記課題の解決手段と
した。
【0009】
【作用】本発明の広帯域波長可変、90°位相整合KT
P光パラメトリック発振器においては、励起光源とし
て、0.5〜0.95μmの範囲内の波長でレーザ発振す
る可変波長レーザを用い、かつ非線形光学素子としてK
TP結晶を用いており、励起光源の波長を変えてやるこ
とでパラメトリック発振によるコヒーレント光の波長を
広範囲で変化させることができ、非線形光学素子として
のKTP結晶自体の角度同調または温度同調の必要は全
くない。
【0010】
【実施例】以下、実施例によって本発明の広帯域波長可
変、90゜位相整合KTP光パラメトリック発振器を詳
しく説明する。
【0011】図1は、この発明における請求項1記載の
広帯域波長可変、90゜位相整合KTP光パラメトリッ
ク発振器の一実施例を示すもので、図1中の符号1は、
広帯域波長可変、90゜位相整合KTP光パラメトリッ
ク発振器(以下、KTP発振器と略称する)である。
【0012】このKTP発振器1は、励起光源2と、こ
の励起光源2の光軸上に配置された非線形光学素子3
と、同じく励起光源2の光軸上で非線形光学素子3の入
射側及び出射側にそれぞれ配置された完全反射鏡4と部
分反射鏡5とから概略構成されている。
【0013】励起光源2には、0.5〜0.95μmでレ
ーザ発振する色素レーザや0.7〜0.95μmでレーザ
発振するTi:Al23レーザ等が用いられている。
【0014】また、この励起光源2は、非線形光学素子
3の入射側に配置された完全反射鏡4を介して非線形光
学素子3にその励起光を入射するものである。
【0015】非線形光学素子3には、タイプ−2(θ=
90゜,φ=0゜)にカットしたKTP(KTiOP
4)結晶[ただし、θ,φはz(=c),x(=a)
軸から測定した極座標の角度部分“加藤 洌;1.06
4μm励起による3.2μmKTP光パラメトリック発
振”IEEE.J.Quantum Electronics,1991年5月
号]が用いられている。
【0016】このKTP結晶は、その非線形光学定数
(d31,d32)が、 d32=(1.8±0.1)×d31=(3.4±0.4)pm/V (加藤 洌、上記論文)と小さいものの、位相整合許容
角が次式(3)で示されるように極めてゆるやかなもの
であり、しかも出射スペトルの位相整合スペトル幅も次
式(4)で示されるように非常に狭い。
【数2】 また、励起光での破壊しきい値が12ns、10Hzで
約600MW/cm2と高く、潮解性がなく、しかも位
相整合条件が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結晶である。
【0017】非線形光学素子3の入射側に配置された完
全反射鏡4、及び非線形光学素子3の出射側に配置され
た部分反射鏡5は、ともに励起レーザ光の波長で高い透
過率を有し、完全反射鏡4はシグナル光(λs)あるい
はアイドラー光(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で、部分反射鏡4はシグナル
またはアイドラー光のどちらか一方で80〜95%の反
射率を有するダイクロイック反射鏡からなるものであ
る。
【0018】このような構成のKTP発振器1により、
安定なコヒーレント光を得るには、単に励起光源2の発
振波長を変えればよく、非線形光学素子3を同調する必
要は全くない。
【0019】励起光は、図1中央矢印で示すように完全
反射鏡4を透過して非線形光学素子3に入射し、光パラ
メトリック効果により位相整合条件で定まったシグナル
光とアイドラー光とに変換され、さらに位相整合せず変
換されない一部の励起光とともに部分反射鏡5に至る。
【0020】そして、シグナル光あるいはアイドラー光
のどちらか一方は部分反射鏡5にて反射し、これにより
完全反射鏡4との間で単共振状態(singly resonant)
に置かれ、ついには部分反射鏡5を透過して発振する。
なお、このシステムでは励起光とシグナル光の偏光方向
は1.08μm以上では同じで、アイドラー光は両方の
ビームに直交している。
【0021】このようなKTP発振器1にあっては、非
線形光学素子として高性能のKTP結晶を使用している
ので、効率良く、しかもスペクトル幅が狭く、非常に安
定した出力の波長可変赤外コヒーレント光が得られる。
【0022】図2は、この発明の請求項2記載の広帯域
波長可変、90゜位相整合KTP光パラメトリック発振
器(KTP発振器)の一実施例を示す図であって、図1
の構成に加えて、ソリッド・エタロン6を完全反射鏡4
と非線形光学素子3の中間に配置し、励起光源2の光軸
に垂直な状態から傾斜状態に変化させたりして、適宜同
調することにより、ライン幅をさらに狭帯化するもので
ある。
【0023】(実験例1)図1に示したKTP発振器を
用い、励起光源として0.7〜0.95μmで発振する色
素レーザを用い、また非線形光学素子として、θ=90
゜、φ=0゜にカットした長さ1.5cmのKTP結晶
を用いて、励起光をチューニング(波長を変化させて同
調)したところ、図3のようにシグナル光として1.0
4〜1.38μm、アイドラー光として2.15〜3.0
9μmの範囲で波長可変コヒーレント光が得られた(加
藤 洌;“広帯域波長可変、90゜位相整合KTPパラ
メトリック発振”Opt.Letters,1992年2月1日)。
なお、図3中、点線は発明者の屈折率分散式(加藤
洌;IEEE J.Quantum Electronics,1991年5月
号)から計算した理論曲線、(イ)で指示したマーク
(測定点)は励起光源として、0.5〜0.95μmでレ
ーザ発振する色素レーザを用いた実験値、励起波長1.
064及び0.532μmの(ロ)で指示した黒マーク
はNd:YAGレーザの基本波及び第2高調波を励起光源
として用いた実験値である。
【0024】また、パルス幅10nsの色素レーザで測
定したところ、励起波長0.865μmでの発振しきい
値は約70MW/cm2(0.7J/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
0%が得られた。外部エネルギー変換効率として1.2
36μmで16%、2.881μmで7%、平均出力は
10Hzで150mWであった。なお、シグナル光のス
ペクトル幅は約2Å、アイドラー光のスペクトル幅は非
共振のため広がっているとはいえ、2.885μmで1
5Å、2.145μmで10Åとなった。
【0025】(実験例2)実験例1で使用したKTP発
振器を用い、フィネスF=12のソリッド・エタロンを
配置した請求項2記載の構成で、出射光のスペクトル幅
を測定したところ、シグナル光1.236μmでスペト
ル幅0.1Å以下、アイドラー光2.881μmでスペク
トル幅1Å以下となった。
【0026】以上の結果より、フィネスF=12程度の
ソリッド・エタロンを配置すれば、得られる出力光のス
ペクトル幅が約1/20になることが確認された。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明における
請求項1の広帯域波長可変、90゜位相整合KTP光パ
ラメトリック発振器は、励起光源として、0.5〜0.9
5μmでレーザ発振する色素レーザあるいは0.7〜0.
95μmでレーザ発振するTi:Al23レーザ等の可変
波長レーザを用い、非線形光学素子として高性能のKT
P結晶を用いたものであるから、効率良く、しかも非常
に安定した高出力の波長可変赤外コヒーレント光を、結
晶の基礎吸収端の3.1μmまで得ることができる。
【0028】また、請求項2の広帯域波長可変、90゜
位相整合KTP光パラメトリック発振器は、非線形光学
素子の入射側にエタロンを配置したものであるから、こ
の素子の同調作用により、得られた出力光のスペクトル
幅を0.1〜1Å程度に狭小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1に係る広帯域波長可変、90
°位相整合KTP光パラメトリック発振器の一実施例を
示す概略構成図である。
【図2】本発明の請求項2に係る広帯域波長可変、90
°位相整合KTP光パラメトリック発振器の一実施例を
示す概略構成図である。
【図3】本発明に係る広帯域波長可変、90°位相整合
KTP光パラメトリック発振器の同調曲線である。
【符号の説明】
1 広帯域波長可変、90°位相整合KTP光パラメト
リック発振器(KTP発振器) 2 励起光源 3 非線形光学素子(カット:θ=90゜,φ=0゜) 4 完全反射鏡 5 部分反射鏡 6 ソリッド・エタロン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光源と、この励起光源からの励起光
    で励起される非線形光学素子と、該非線形光学素子の入
    射側及び出射側に配置された反射手段とを具備してなる
    光パラメトリック発振器において、 前記励起光源として、0.5〜0.95μmの範囲内の波
    長でレーザ発振する可変波長レーザを用い、かつ前記非
    線形光学素子としてKTP結晶を用い、前記励起光源の
    波長を変化させることにより1.0〜3.1μmの範囲内
    の波長で発振することを特徴とする広帯域波長可変、9
    0°位相整合KTP光パラメトリック発振器。
  2. 【請求項2】 前記非線形光学素子の入射側に分散素子
    としてソリッド・エタロンを用いてなる広帯域波長可
    変、90゜位相整合KTP光パラメトリック発振器。
  3. 【請求項3】 前記励起光源が、0.5〜0.95μmで
    レーザ発振する色素レーザ又は0.7〜0.95μmでレ
    ーザ発振するTi:Al23レーザである請求項1又は2
    記載の広帯域波長可変、90°位相整合KTP光パラメ
    トリック発振器。
JP8509492A 1992-03-09 1992-03-09 広帯域波長可変、90°位相整合ktp光パラメトリック発振器 Pending JPH06132594A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204507A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Nippon Signal Co Ltd:The 光パラメトリック発振器
CN103944049A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种小型化三腔镜环形腔中红外光参量振荡器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01147881A (ja) * 1987-10-30 1989-06-09 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev モードロックされたレーザ
JPH02214180A (ja) * 1989-02-14 1990-08-27 Hamamatsu Photonics Kk コヒーレント光源

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01147881A (ja) * 1987-10-30 1989-06-09 Max Planck Ges Foerderung Wissenschaft Ev モードロックされたレーザ
JPH02214180A (ja) * 1989-02-14 1990-08-27 Hamamatsu Photonics Kk コヒーレント光源

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010204507A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Nippon Signal Co Ltd:The 光パラメトリック発振器
CN103944049A (zh) * 2014-03-26 2014-07-23 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种小型化三腔镜环形腔中红外光参量振荡器

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