JPH073525B2 - 逆反射されたシードビームを生成するために疑似共役器を使用する自己ポンプ光位相共役方法および装置 - Google Patents
逆反射されたシードビームを生成するために疑似共役器を使用する自己ポンプ光位相共役方法および装置Info
- Publication number
- JPH073525B2 JPH073525B2 JP2270655A JP27065590A JPH073525B2 JP H073525 B2 JPH073525 B2 JP H073525B2 JP 2270655 A JP2270655 A JP 2270655A JP 27065590 A JP27065590 A JP 27065590A JP H073525 B2 JPH073525 B2 JP H073525B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- medium
- input
- optical
- input beam
- conjugate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 91
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 12
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 101001006370 Actinobacillus suis Hemolysin Proteins 0.000 description 1
- -1 Argon ion Chemical class 0.000 description 1
- 230000001594 aberrant effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 125000004436 sodium atom Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2325—Multi-pass amplifiers, e.g. regenerative amplifiers
- H01S3/2333—Double-pass amplifiers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3536—Four-wave interaction
- G02F1/3538—Four-wave interaction for optical phase conjugation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2383—Parallel arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/10076—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating using optical phase conjugation, e.g. phase conjugate reflection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非直線光媒体を通って伝送された光入力ビー
ムを同じ経路で逆方向に再帰反射してシードビームを形
成する自己ポンプ光位相共役装置に関する。
ムを同じ経路で逆方向に再帰反射してシードビームを形
成する自己ポンプ光位相共役装置に関する。
［従来技術］ 位相共役反射器は波頭反転、すなわち入射ビームの時反
転反射を生成し、共役ビームの位相は空間の全ての点に
おいて入射ビームの位相から反転される。位相共役ビー
ムを生成する複数の方法は技術的に知られているが、４
波混合、刺激されたブリローイン散乱（SBS）、刺激さ
れたラーマン散乱（SRS）および刺激された光屈折（SP
S）を含む。これらの方法に関する詳細な論文は、B.Ya.
Zel′dovich氏他による文献（“Principles of Phase
Conjugation",Springer−Verlag,Berlin（1985年））
に示されている。
転反射を生成し、共役ビームの位相は空間の全ての点に
おいて入射ビームの位相から反転される。位相共役ビー
ムを生成する複数の方法は技術的に知られているが、４
波混合、刺激されたブリローイン散乱（SBS）、刺激さ
れたラーマン散乱（SRS）および刺激された光屈折（SP
S）を含む。これらの方法に関する詳細な論文は、B.Ya.
Zel′dovich氏他による文献（“Principles of Phase
Conjugation",Springer−Verlag,Berlin（1985年））
に示されている。
［発明の解決すべき課題］ 位相共役反射器は、４波ミキサまたは自己ポンプ装置に
おけるような外部ポンプビームを設けられることができ
る。Dunning氏による上記で参照された関連する特許明
細書は外部ポンプ構造を使用する。自己ホンプ構造は、
入力ビーム以外の光ビームが必要ないという点で有効で
ある。自己ポンプ位相共役器において、入力ビームは２
波混合利得を得ることができる光学的な非直線媒体に導
入される。媒体における入力ビームの散乱により結果的
に、入力ビームに関して空間を通して反転される位相フ
ロントを有する入力ビームと反対の方向に伝播する背景
散乱された共役ビームが生成される。
おけるような外部ポンプビームを設けられることができ
る。Dunning氏による上記で参照された関連する特許明
細書は外部ポンプ構造を使用する。自己ホンプ構造は、
入力ビーム以外の光ビームが必要ないという点で有効で
ある。自己ポンプ位相共役器において、入力ビームは２
波混合利得を得ることができる光学的な非直線媒体に導
入される。媒体における入力ビームの散乱により結果的
に、入力ビームに関して空間を通して反転される位相フ
ロントを有する入力ビームと反対の方向に伝播する背景
散乱された共役ビームが生成される。
一度共役ビームが生成されると、それは入力ビームと２
波混合することにより増幅されることができる。共役ビ
ームを生成するために雑音しきい値状態は抑制されなけ
ればならない。非直線媒体における雑音源の例には、熱
雑音および不完全な結晶の散乱が含まれる。共役ビーム
が生成され維持されるために、それは雑音しきい値を克
服するのに十分に増幅されなければならない。共役ビー
ムを生成するためにチタン酸バリウム結晶のような材料
を使用し、シードされない背景散乱だけに依存するSPS
適用において、２波混合利得は雑音しきい値を克服する
ために大きく（e30程度）なければならない。ブリロー
インおよびラーマン媒体に対して、指数は材料の利得係
数ｇと入力ビームの強度との積および非直線媒体の相互
作用の長さである。光屈折媒体において、指数は光屈折
利得係数と相互作用長の積である。光屈折利得係数は非
常に低い強度の場合だけに直線的に比例する。等価な暗
強度より上の高い強度において、光屈折利得係数はそれ
とは無関係である。
波混合することにより増幅されることができる。共役ビ
ームを生成するために雑音しきい値状態は抑制されなけ
ればならない。非直線媒体における雑音源の例には、熱
雑音および不完全な結晶の散乱が含まれる。共役ビーム
が生成され維持されるために、それは雑音しきい値を克
服するのに十分に増幅されなければならない。共役ビー
ムを生成するためにチタン酸バリウム結晶のような材料
を使用し、シードされない背景散乱だけに依存するSPS
適用において、２波混合利得は雑音しきい値を克服する
ために大きく（e30程度）なければならない。ブリロー
インおよびラーマン媒体に対して、指数は材料の利得係
数ｇと入力ビームの強度との積および非直線媒体の相互
作用の長さである。光屈折媒体において、指数は光屈折
利得係数と相互作用長の積である。光屈折利得係数は非
常に低い強度の場合だけに直線的に比例する。等価な暗
強度より上の高い強度において、光屈折利得係数はそれ
とは無関係である。
入力ビーム強度、材料の利得係数および、または媒体の
長さは十分に大きくないかも知れないので、全種類のシ
ードを行わずにしきい値を克服するのに十分な利得が実
際の適用において必ず得られるとは限らない。SPS適用
におけるこの制限を軽減する従来の方法は、入力ビーム
を“シードビーム”として非直線媒体を通して反射させ
る“シード”技術の使用を含み、これはしきい値より大
きい強度を有する。試みられる２つのクラスのシードは
共役シード（共役器がSPS結晶の下流に位置される。）
と“雑音シード”を含み、後者では拡散反射器がSPS結
晶を越えて位置されるか、または結晶上に直接付着され
ている（例えばホワイトタイプライター補正液を使用し
て）。後者の場合、雑音源（鏡面反射シードに対向する
ような）は、SPS結晶が反射されたシードビームを増幅
することができるために発生する“画像プリントスル
ー”を防止するために必要である。拡散共役シードを提
供する一例は、P.Gunter氏他による文献（“SELF−PUMP
ED PHOTOREFRACTIVE BaTiO3",Opt.Comm.,Vol,55,no.3,
210乃至214頁）に示されている。
長さは十分に大きくないかも知れないので、全種類のシ
ードを行わずにしきい値を克服するのに十分な利得が実
際の適用において必ず得られるとは限らない。SPS適用
におけるこの制限を軽減する従来の方法は、入力ビーム
を“シードビーム”として非直線媒体を通して反射させ
る“シード”技術の使用を含み、これはしきい値より大
きい強度を有する。試みられる２つのクラスのシードは
共役シード（共役器がSPS結晶の下流に位置される。）
と“雑音シード”を含み、後者では拡散反射器がSPS結
晶を越えて位置されるか、または結晶上に直接付着され
ている（例えばホワイトタイプライター補正液を使用し
て）。後者の場合、雑音源（鏡面反射シードに対向する
ような）は、SPS結晶が反射されたシードビームを増幅
することができるために発生する“画像プリントスル
ー”を防止するために必要である。拡散共役シードを提
供する一例は、P.Gunter氏他による文献（“SELF−PUMP
ED PHOTOREFRACTIVE BaTiO3",Opt.Comm.,Vol,55,no.3,
210乃至214頁）に示されている。
これら２クラスのシードの欠点は以下のようなものであ
る。
る。
（１）共役シード（空間的に理想的であっても）は別の
位相共役反射器を使用する必要があり、これはシステム
を複雑にし、その費用を著しく高くする。
位相共役反射器を使用する必要があり、これはシステム
を複雑にし、その費用を著しく高くする。
（２）拡散シード（多数の空間モードの発生に関して理
想的であっても）は、結果的に結晶に戻る拡散散乱光の
比較的小部分にしかならない広角度の光散乱が大きいた
めに効果的でない。さらに、塗られた拡散散乱器はいく
つかの場合において部分的に背景反射成分によると予測
されるGunter氏他により説明されたような共役反射率の
不安定性をもたらす。
想的であっても）は、結果的に結晶に戻る拡散散乱光の
比較的小部分にしかならない広角度の光散乱が大きいた
めに効果的でない。さらに、塗られた拡散散乱器はいく
つかの場合において部分的に背景反射成分によると予測
されるGunter氏他により説明されたような共役反射率の
不安定性をもたらす。
従来技術に存在する別のしきい値に関連した制限は、チ
タン酸バリウムおよびある場合にはニオブ酸リチウムの
ような少数の結晶材料だけがシードされないSPS共役適
用において使用されるのに十分に高い内部利得および寸
法を有することである。
タン酸バリウムおよびある場合にはニオブ酸リチウムの
ような少数の結晶材料だけがシードされないSPS共役適
用において使用されるのに十分に高い内部利得および寸
法を有することである。
SBSおよびSRSを使用する自己ポンプ位相共役反射器は一
般的にNd:YAGレーザのような高いパワーのパルスレーザ
ビームと共に使用されるが、HeNeまたはアルゴンイオン
レーザのような低いパワーレーザで動作しない（少なく
とも自由空間バルク構造において）。さらに、これらの
システムにおいて固有のストークス周波数シフトはある
適用において望ましくない。
般的にNd:YAGレーザのような高いパワーのパルスレーザ
ビームと共に使用されるが、HeNeまたはアルゴンイオン
レーザのような低いパワーレーザで動作しない（少なく
とも自由空間バルク構造において）。さらに、これらの
システムにおいて固有のストークス周波数シフトはある
適用において望ましくない。
光屈折相互作用を含む従来の方法は、M.Cronin−Golomb
氏他による文献（“Theory and Applications of Four
−Wave Mixing in Photorefractive Media",IEEE JQ
E,QE−20,no.1,1984年,12乃至30頁）において論じられ
た外部ループ幾何学形状およびJ.Feinberg氏による文献
（“Self−pumped,cotinuous−wave phase conjugator
using internal refraction",Opt,Lett.,Vol.7,no.10,1
982年,486乃至488頁）において論じられた内部ループ幾
何学形状を含む。
氏他による文献（“Theory and Applications of Four
−Wave Mixing in Photorefractive Media",IEEE JQ
E,QE−20,no.1,1984年,12乃至30頁）において論じられ
た外部ループ幾何学形状およびJ.Feinberg氏による文献
（“Self−pumped,cotinuous−wave phase conjugator
using internal refraction",Opt,Lett.,Vol.7,no.10,1
982年,486乃至488頁）において論じられた内部ループ幾
何学形状を含む。
R.Aprahamian氏他による別の構造は、米国特許第4,794,
605号明細書（1988年12月27日出願、“METHOD AND APPA
RATUS FOR CONTROL OF PHASE CONJUGATION CELLS"）に
記載されており、SBSセルのような１つ以上の位相共役
セルがセル中に注入されるシードビームを使用すること
によって制御される技術を示唆している。シードビーム
は予測された位相共役ビームと同じ周波数で同じ方向に
注入され、位相および位相共役ビームの別の特性を制御
するために調整される。多数セルのアレイにおいて、多
数のビームの位相コヒーレントを保証するためにシード
ビームが使用される。低いエネルギ適用に対して、シー
ドビームの使用は位相共役セルをシードビームなしで必
要とされるよりも低いエネルギの入射ビームにより動作
させることを許容する。
605号明細書（1988年12月27日出願、“METHOD AND APPA
RATUS FOR CONTROL OF PHASE CONJUGATION CELLS"）に
記載されており、SBSセルのような１つ以上の位相共役
セルがセル中に注入されるシードビームを使用すること
によって制御される技術を示唆している。シードビーム
は予測された位相共役ビームと同じ周波数で同じ方向に
注入され、位相および位相共役ビームの別の特性を制御
するために調整される。多数セルのアレイにおいて、多
数のビームの位相コヒーレントを保証するためにシード
ビームが使用される。低いエネルギ適用に対して、シー
ドビームの使用は位相共役セルをシードビームなしで必
要とされるよりも低いエネルギの入射ビームにより動作
させることを許容する。
SPS結晶の内部幾何学形状を使用する別の方法は、T.Y.C
hang氏他による文献（“Optical Phase Conjugation
by backscattering in barium titanate",Opt.Lett.Vo
l.10,no.8（1985）,408乃至410頁）およびA.V.Mamaev氏
他による文献（“Physics of speckle field interacti
ons in phtorefractive crystals",1989年CLEO Confer
ence,Baltimore,MD;paper MD4）において論じられてい
る。
hang氏他による文献（“Optical Phase Conjugation
by backscattering in barium titanate",Opt.Lett.Vo
l.10,no.8（1985）,408乃至410頁）およびA.V.Mamaev氏
他による文献（“Physics of speckle field interacti
ons in phtorefractive crystals",1989年CLEO Confer
ence,Baltimore,MD;paper MD4）において論じられてい
る。
SPSにおける利得制限を克服する別の方法は、G.Valley
氏他に対する米国特許第4,773,739号明細書（1988年９
月27日出願、“SELF−PUMPED PHASE CONJUGATE MIRROR
AND METHOD USING AC−FIELD ENHANCED PHOTOREFRACTIV
E EFFECT"）に記載されており、約90゜の光屈折格子シ
フトを行うように光屈折結晶を横切る交流電界をどのよ
うに印加するかを示唆し、結晶利得を位相共役が発生す
ることができるレベルにする。
氏他に対する米国特許第4,773,739号明細書（1988年９
月27日出願、“SELF−PUMPED PHASE CONJUGATE MIRROR
AND METHOD USING AC−FIELD ENHANCED PHOTOREFRACTIV
E EFFECT"）に記載されており、約90゜の光屈折格子シ
フトを行うように光屈折結晶を横切る交流電界をどのよ
うに印加するかを示唆し、結晶利得を位相共役が発生す
ることができるレベルにする。
内部ループタイプ共役器に対して逆方向シードされたSP
Sには少なくとも３つの重要な利点がある。第１に、シ
ードされたSPS幾何学形状の相互作用領域は複数の非常
に局部化された相互作用領域でなく長手に対して分配さ
れるため、マスター発振器のパワー増幅器配置中の独立
した増幅器脚部から複数のビームの正確な結合を得るこ
とは容易でなければならない。第２に内部ループはない
ので、強いフィラメントビームの関連した内部コーナー
反射と共に高い損傷しきい値がシード化されたSPS幾何
学形状から予測されなければならない。最終的に、シー
ド化されたSPS幾何学形状は結晶においてビームを逆伝
播することによって生成された非常に小さい周期格子を
含んでいるため、速い応答時間を期待することができ
る。Valley氏に対する特許において示唆されたような外
部交流電界の印加はある適用において実際的ではない可
能性がある。
Sには少なくとも３つの重要な利点がある。第１に、シ
ードされたSPS幾何学形状の相互作用領域は複数の非常
に局部化された相互作用領域でなく長手に対して分配さ
れるため、マスター発振器のパワー増幅器配置中の独立
した増幅器脚部から複数のビームの正確な結合を得るこ
とは容易でなければならない。第２に内部ループはない
ので、強いフィラメントビームの関連した内部コーナー
反射と共に高い損傷しきい値がシード化されたSPS幾何
学形状から予測されなければならない。最終的に、シー
ド化されたSPS幾何学形状は結晶においてビームを逆伝
播することによって生成された非常に小さい周期格子を
含んでいるため、速い応答時間を期待することができ
る。Valley氏に対する特許において示唆されたような外
部交流電界の印加はある適用において実際的ではない可
能性がある。
本発明は、SBS、SRS、SPSおよびその他の自己ポンプさ
れた刺激されたさ散乱位相共役器におけるしきい値制限
を克服する光子シード技術の使用を含む。これは、非直
線光媒体を通って伝送された光ビームを同じ経路で逆方
向に再帰反射して非直線光媒体に戻す逆反射アレイより
構成されている“疑似共役器”を設けることによって実
現されことができる。
れた刺激されたさ散乱位相共役器におけるしきい値制限
を克服する光子シード技術の使用を含む。これは、非直
線光媒体を通って伝送された光ビームを同じ経路で逆方
向に再帰反射して非直線光媒体に戻す逆反射アレイより
構成されている“疑似共役器”を設けることによって実
現されことができる。
本発明の目的は位相共役器のしきい値を減少する簡単な
方法および装置を実現することであり、SPS共役器およ
びアレイ、すなわち共通ビームに対して全て位相基準化
されることが必要な多数の共役器のモザイク構造の場合
に特に有効である。疑似共役器は要求されるシードビー
ムを供給することを確実に約束するものである。それは
復帰されたビームを部分的に共役し（結果的に前方ポン
プよる後方向シードの良好な記録またはオーバーラップ
を生じる）、同時に送信ビームを完全に共役しないので
シードが雑音を有することを保証する。さらに、それは
比較的小さい固定角度に逆反射されたビームの大部分を
導くので拡散散乱器よりも光子効率が大きい。疑似共役
器シードは内部反射を含まないので、自己整列し容易に
大きい開口に対してスケール可能であり、また高エネル
ギシステムに対してスケール可能である。最後に、それ
は簡単、軽量、コンパクト（平坦なシートの形状におい
て）、安価であり、エネルギスケールおよび共役器のモ
ザイクアレイの位相ロック用の大きいシートにおいて使
用されることができる。これは単一の共役器がシステム
中の全エネルギを供給することができないか、または個
々の共役器の最大の物理的寸法が制限された場合に重要
である。
方法および装置を実現することであり、SPS共役器およ
びアレイ、すなわち共通ビームに対して全て位相基準化
されることが必要な多数の共役器のモザイク構造の場合
に特に有効である。疑似共役器は要求されるシードビー
ムを供給することを確実に約束するものである。それは
復帰されたビームを部分的に共役し（結果的に前方ポン
プよる後方向シードの良好な記録またはオーバーラップ
を生じる）、同時に送信ビームを完全に共役しないので
シードが雑音を有することを保証する。さらに、それは
比較的小さい固定角度に逆反射されたビームの大部分を
導くので拡散散乱器よりも光子効率が大きい。疑似共役
器シードは内部反射を含まないので、自己整列し容易に
大きい開口に対してスケール可能であり、また高エネル
ギシステムに対してスケール可能である。最後に、それ
は簡単、軽量、コンパクト（平坦なシートの形状におい
て）、安価であり、エネルギスケールおよび共役器のモ
ザイクアレイの位相ロック用の大きいシートにおいて使
用されることができる。これは単一の共役器がシステム
中の全エネルギを供給することができないか、または個
々の共役器の最大の物理的寸法が制限された場合に重要
である。
本発明のシード技術は、シードを使用しないしきい値条
件の下になる結晶中でSPS共役器を生成することができ
る。共役の忠実度は高いことが示されており、結晶は別
の技術に関して見られる望ましくない不安定性を示さな
い。
件の下になる結晶中でSPS共役器を生成することができ
る。共役の忠実度は高いことが示されており、結晶は別
の技術に関して見られる望ましくない不安定性を示さな
い。
［課題解決のための手段］ 本発明によると、光入力ビームは移動する格子がある場
合に光屈折ブリローイン、ラーマン、または局部的に応
答する非直線媒体（例えば、ソジウム原子の上記、GaA
s、MQWs、CS2の超格子、多数および、またはろ過された
層の量子ウエル構造、半導体マイクロ結晶等）のような
その他の非直線光学メカニズムによる２波混合利得を得
ることができる非直線媒体を通して伝送される。疑似共
役器は、媒体を通過した入力ビームを媒体に戻るように
逆反射する。逆反射されたビームは、刺激された散乱に
よって媒体中で自己ポンプ共役反射ビームを発生するた
めにしきい値を低くするシードとして動作する。疑似共
役器は球体またはコーナー反射器の形態で逆反射する素
子の平坦なアレイであり得る。共役器素子のモザイクパ
ターンは、マスター発振器、パワー増幅器（MOPA）また
はFWM構造において大きい開口および、またはエネルギ
スケールを生成するために位相ロックされることができ
る。逆共役ビームシードは、共役ビームに情報を一時的
にエンコードするように変調され、およびまたはシステ
ム効率を高めるように偏光されることができる。入力お
よび自己ポンプ共役反射ビームは、FWM構造において基
準またはポンプビームとして使用されることができる。
合に光屈折ブリローイン、ラーマン、または局部的に応
答する非直線媒体（例えば、ソジウム原子の上記、GaA
s、MQWs、CS2の超格子、多数および、またはろ過された
層の量子ウエル構造、半導体マイクロ結晶等）のような
その他の非直線光学メカニズムによる２波混合利得を得
ることができる非直線媒体を通して伝送される。疑似共
役器は、媒体を通過した入力ビームを媒体に戻るように
逆反射する。逆反射されたビームは、刺激された散乱に
よって媒体中で自己ポンプ共役反射ビームを発生するた
めにしきい値を低くするシードとして動作する。疑似共
役器は球体またはコーナー反射器の形態で逆反射する素
子の平坦なアレイであり得る。共役器素子のモザイクパ
ターンは、マスター発振器、パワー増幅器（MOPA）また
はFWM構造において大きい開口および、またはエネルギ
スケールを生成するために位相ロックされることができ
る。逆共役ビームシードは、共役ビームに情報を一時的
にエンコードするように変調され、およびまたはシステ
ム効率を高めるように偏光されることができる。入力お
よび自己ポンプ共役反射ビームは、FWM構造において基
準またはポンプビームとして使用されることができる。
SPSの場合、非直線媒体は結晶の形態であり、入力ビー
ムの背景散乱を最大にする結晶軸に関してある角度で配
向されている。
ムの背景散乱を最大にする結晶軸に関してある角度で配
向されている。
本発明のこれらおよび別の特徴および利点は以下の詳細
な説明および同じ参照番号が同じ部品を示す添付図面か
ら当業者に明らかになるであろう。
な説明および同じ参照番号が同じ部品を示す添付図面か
ら当業者に明らかになるであろう。
［実施例］ 本発明を使用した位相共役装置は、エネルギスケール、
ビーム結合および干渉に高度に有効である。このクラス
の共役器またレンズのない画像生成（例えば、フォトリ
ソグラフ）、遠隔センサ、逆変調器および光ファイバリ
ンク通信システムのような適用に有効である。それは広
帯域であり、さらにパルスSBS共役器技術に適用可能で
あり、これは周波数シフトの付加を含んでもよい。
ビーム結合および干渉に高度に有効である。このクラス
の共役器またレンズのない画像生成（例えば、フォトリ
ソグラフ）、遠隔センサ、逆変調器および光ファイバリ
ンク通信システムのような適用に有効である。それは広
帯域であり、さらにパルスSBS共役器技術に適用可能で
あり、これは周波数シフトの付加を含んでもよい。
第１図を参照すると、位相共役反射器構造において使用
される光位相共役装置は全体的に10で示され、SPSによ
り２波混合を行うことができる非直線媒体12を含む。典
型的に、媒体12は矢印14によって示されるように配向さ
れた結晶のｃ軸を有するチタン酸バリウム（BaTiO3）、
GaAsまたはInP単結晶のような材料である。本発明の重
要な特徴によると、疑似共役器として動作する逆反射器
アレイ16は媒体の背面に位置される。
される光位相共役装置は全体的に10で示され、SPSによ
り２波混合を行うことができる非直線媒体12を含む。典
型的に、媒体12は矢印14によって示されるように配向さ
れた結晶のｃ軸を有するチタン酸バリウム（BaTiO3）、
GaAsまたはInP単結晶のような材料である。本発明の重
要な特徴によると、疑似共役器として動作する逆反射器
アレイ16は媒体の背面に位置される。
レーザ20によって生成されたコヒーレントな光ビームで
あることが好ましい入力光ビーム18は、図面に示された
ように左下端を通して媒体12中に導入される。入力ビー
ム18と媒体12の結晶軸14との間の角度は、ビーム18が相
互作用領域22においてほぼファン形状のパターンを生成
するように媒体12において屈曲または“ファン”される
（前方光屈折散乱を介して）ように選択される。入力ビ
ーム18は媒体12の内側で屈折された後、右下端を通って
それを出て、逆反射器アレイ16に当たる。
あることが好ましい入力光ビーム18は、図面に示された
ように左下端を通して媒体12中に導入される。入力ビー
ム18と媒体12の結晶軸14との間の角度は、ビーム18が相
互作用領域22においてほぼファン形状のパターンを生成
するように媒体12において屈曲または“ファン”される
（前方光屈折散乱を介して）ように選択される。入力ビ
ーム18は媒体12の内側で屈折された後、右下端を通って
それを出て、逆反射器アレイ16に当たる。
アレイ16はある間隔で（ゼロであってもよい）、それが
媒体12から現れたのと同じ通路に沿って入力ビームを逆
反射して媒体12に戻すように選択された角度で媒体12の
背後に設けられる。逆反射されたビームは、光屈折媒体
12の雑音しきい値より大きい強度を有する光シードビー
ムを構成する。このシードは、共役波が形成されること
ができるように刺激された背景散乱に対するしきい値を
低める。この共役波は、相互作用領域22において入力ビ
ーム18との２波混合相互作用により増幅され、それは自
己ポンプ位相共役ビーム24として伝播して媒体12を通し
て戻る。
媒体12から現れたのと同じ通路に沿って入力ビームを逆
反射して媒体12に戻すように選択された角度で媒体12の
背後に設けられる。逆反射されたビームは、光屈折媒体
12の雑音しきい値より大きい強度を有する光シードビー
ムを構成する。このシードは、共役波が形成されること
ができるように刺激された背景散乱に対するしきい値を
低める。この共役波は、相互作用領域22において入力ビ
ーム18との２波混合相互作用により増幅され、それは自
己ポンプ位相共役ビーム24として伝播して媒体12を通し
て戻る。
さらに第１図には１方向平面反射器として構成されてい
る光ビーム分割器26が示されている。レーザ20により生
成された入力ビーム18は示されたように右方向にビーム
分割器26を通過し、媒体12を連続的に通過する。共役シ
ードビームはアレイ16によって逆反射され、媒体12にお
いて自己ポンプ共役ビーム24を発生させる。ビーム24は
左方向に媒体12を通過し、ビーム分割器26によって出力
ビームとして下方に反射される。装置10は位相共役反射
器として機能し、ビーム24は入力ビーム18の位相共役反
射である。入力および共役ビーム18および24はそれぞれ
ビームスプリッタ26と媒体12との間で逆方向に伝播する
ことを理解すべきである。
る光ビーム分割器26が示されている。レーザ20により生
成された入力ビーム18は示されたように右方向にビーム
分割器26を通過し、媒体12を連続的に通過する。共役シ
ードビームはアレイ16によって逆反射され、媒体12にお
いて自己ポンプ共役ビーム24を発生させる。ビーム24は
左方向に媒体12を通過し、ビーム分割器26によって出力
ビームとして下方に反射される。装置10は位相共役反射
器として機能し、ビーム24は入力ビーム18の位相共役反
射である。入力および共役ビーム18および24はそれぞれ
ビームスプリッタ26と媒体12との間で逆方向に伝播する
ことを理解すべきである。
出力ビーム24は、実験的な構造において光検出器28また
は等価なものに、或は実際の適用において装置10の外部
に導かれる。集束レンズ29を含むものとして示された光
学システムは媒体12に入力ビーム18の焦点を結ぶ。
は等価なものに、或は実際の適用において装置10の外部
に導かれる。集束レンズ29を含むものとして示された光
学システムは媒体12に入力ビーム18の焦点を結ぶ。
装置10はさらに媒体12と逆反射器アレイ16との間に位置
された集束レンズ21のような光素子を含む。レンズ21は
媒体12の忠実性の改善および、または実効的な雑音しき
い値の低下を行うことによって効果的な動作のためにア
レイ16上に入力ビーム18を送りおよび、または画像化す
るように機能する。さらに、逆反射されたビームから減
極されたシード成分を除去するように内蔵されたポララ
イザ23が示されている。典型的に、逆反射されたビーム
が入射ビームと同じ偏光を有する場合に２波利得は最も
良く作用する。しかしながら、いくつかの場合において
疑似共役器は逆反射されたビームを減極することができ
る。このような成分の存在は共役の忠実性の劣化およ
び、または媒体12の雑音しきい値の増加を招く。レンズ
21およびポラライザ23の相対的な位置は特定の適用の要
求に応じて逆にされることもできる。
された集束レンズ21のような光素子を含む。レンズ21は
媒体12の忠実性の改善および、または実効的な雑音しき
い値の低下を行うことによって効果的な動作のためにア
レイ16上に入力ビーム18を送りおよび、または画像化す
るように機能する。さらに、逆反射されたビームから減
極されたシード成分を除去するように内蔵されたポララ
イザ23が示されている。典型的に、逆反射されたビーム
が入射ビームと同じ偏光を有する場合に２波利得は最も
良く作用する。しかしながら、いくつかの場合において
疑似共役器は逆反射されたビームを減極することができ
る。このような成分の存在は共役の忠実性の劣化およ
び、または媒体12の雑音しきい値の増加を招く。レンズ
21およびポラライザ23の相対的な位置は特定の適用の要
求に応じて逆にされることもできる。
媒体12は、屈折率整合流体32を充填された容器30に浸漬
されてもよい。媒体12の材料がチタン酸バリウムである
場合、流体32は理想的には媒体12と整合するように選択
された約2.4の屈折率を有する。流体32は1.57の屈折率
を持つCedar Grove,NJのカージル社によって製造され
た“コード40"として示された石油生成物である。入力
ビーム18は典型的に結晶軸14に関してほぼ30゜で、また
は媒体12において光屈折背景散乱効果を最適化するよう
に経験的に選択された別の角度で媒体12に入射する。前
方および後方散乱に対する角度的依存性の論議はG.Vall
ey氏による論文（“Competition between forward−a
nd backward−stimulated photorefractive scatterin
g in BaTiO3",J.Opt.Sco.Am.B/vol.4,no.1,1987年１
月,14乃至18頁）に示されている。
されてもよい。媒体12の材料がチタン酸バリウムである
場合、流体32は理想的には媒体12と整合するように選択
された約2.4の屈折率を有する。流体32は1.57の屈折率
を持つCedar Grove,NJのカージル社によって製造され
た“コード40"として示された石油生成物である。入力
ビーム18は典型的に結晶軸14に関してほぼ30゜で、また
は媒体12において光屈折背景散乱効果を最適化するよう
に経験的に選択された別の角度で媒体12に入射する。前
方および後方散乱に対する角度的依存性の論議はG.Vall
ey氏による論文（“Competition between forward−a
nd backward−stimulated photorefractive scatterin
g in BaTiO3",J.Opt.Sco.Am.B/vol.4,no.1,1987年１
月,14乃至18頁）に示されている。
上記に参照された特許出願においてValley氏により示唆
された交流電界の適用は光屈折誘導空間電荷フィールド
を強化し、一方SPS媒体において強度干渉パターンと回
折光子の屈折率との間の所望の90゜位相シフトを維持す
る。直流（交流でない）電界の適用は位相シフトを減少
し除去することができる。要求された場合、位相シフト
はシードビームに周波数シフトδを誘電するように時間
に関してのこぎり歯状で（ランプ形状で）媒体12に対し
て逆反射アレイ16をレシプロ運動することによって再挿
入する。したがって、光干渉パターンは光屈折応答を最
適化するように（δによって）選択された速度で媒体を
通って移動する。
された交流電界の適用は光屈折誘導空間電荷フィールド
を強化し、一方SPS媒体において強度干渉パターンと回
折光子の屈折率との間の所望の90゜位相シフトを維持す
る。直流（交流でない）電界の適用は位相シフトを減少
し除去することができる。要求された場合、位相シフト
はシードビームに周波数シフトδを誘電するように時間
に関してのこぎり歯状で（ランプ形状で）媒体12に対し
て逆反射アレイ16をレシプロ運動することによって再挿
入する。したがって、光干渉パターンは光屈折応答を最
適化するように（δによって）選択された速度で媒体を
通って移動する。
アレイ16は非常に多数の密接にパックされた逆反射素子
を含み、これらは典型的にコーナー反射器または堅牢な
またはフレキシブルなシート中に埋設された球体であ
る。このようなアレイは、安全な反射器として販売され
ているフレキシブルなプラスチックシートの形状でスポ
ーツ店または自動車アクセサリ店で市販されている。ア
レイは入射光がそれと平行に反射される純粋な位相共役
反射と適合することができる。これは、一般的に入射光
と異なる角度で光を反射する平面反射器の動作と対対照
的である。
を含み、これらは典型的にコーナー反射器または堅牢な
またはフレキシブルなシート中に埋設された球体であ
る。このようなアレイは、安全な反射器として販売され
ているフレキシブルなプラスチックシートの形状でスポ
ーツ店または自動車アクセサリ店で市販されている。ア
レイは入射光がそれと平行に反射される純粋な位相共役
反射と適合することができる。これは、一般的に入射光
と異なる角度で光を反射する平面反射器の動作と対対照
的である。
逆反射アレイ16は、3M社によって製造された“Special
Effects Projection Screen ＃7615−900X"のセク
ションであることが好ましい。スクリーンは、47ミクロ
ン程度の直径を有する非常に多数の透明および半透明の
球体を埋設されたブラックシートを含む。シートの表面
はほぼ35％は球体で被覆されている。広範囲の変形され
た別の逆反射器アレイが本発明の技術的範囲内において
使用されることができるが、3M社のスクリーンは１゜程
度の特に高い逆反射精度および好ましい雑音特性を有し
ていることが認められた。
Effects Projection Screen ＃7615−900X"のセク
ションであることが好ましい。スクリーンは、47ミクロ
ン程度の直径を有する非常に多数の透明および半透明の
球体を埋設されたブラックシートを含む。シートの表面
はほぼ35％は球体で被覆されている。広範囲の変形され
た別の逆反射器アレイが本発明の技術的範囲内において
使用されることができるが、3M社のスクリーンは１゜程
度の特に高い逆反射精度および好ましい雑音特性を有し
ていることが認められた。
しかしながら、逆反射器アレイは純粋の位相共役反射ビ
ームを生成せず、したがって“疑似共役”と呼ばれる。
これは、各素子から反射されたビームは入射ビームに平
行でるが、それは反転されて短距離だけそれから移動さ
れるためである。さらに、個々の逆反射素子は入力ビー
ムの波頭に正確に対応しない複合反射波頭を生成する。
したがって、本発明による反射共役シードを生成するた
めに逆反射器として使用される疑似共役は、それが上記
に論じられた拡散反射器に対向するように狭い反射シー
ドビームおよび入射平面波の場合に平坦な反射器によっ
て生成された単一の空間モードに対向するように多数空
間モードを発生する“雑音”を含む反射シードビームを
生成することにおいて有効である。逆反射器の一般的な
原理は、Jearl Walker氏による論文（“The Amateur S
cientist",Scientific American,vol.254,no.4,1986
年,118乃至124頁）に示されている。
ームを生成せず、したがって“疑似共役”と呼ばれる。
これは、各素子から反射されたビームは入射ビームに平
行でるが、それは反転されて短距離だけそれから移動さ
れるためである。さらに、個々の逆反射素子は入力ビー
ムの波頭に正確に対応しない複合反射波頭を生成する。
したがって、本発明による反射共役シードを生成するた
めに逆反射器として使用される疑似共役は、それが上記
に論じられた拡散反射器に対向するように狭い反射シー
ドビームおよび入射平面波の場合に平坦な反射器によっ
て生成された単一の空間モードに対向するように多数空
間モードを発生する“雑音”を含む反射シードビームを
生成することにおいて有効である。逆反射器の一般的な
原理は、Jearl Walker氏による論文（“The Amateur S
cientist",Scientific American,vol.254,no.4,1986
年,118乃至124頁）に示されている。
コーナー反射器またはプリズム原理を使用する逆反射器
40は第２図に示されており、非常に多数の小さい密接し
た間隔の透明な四面体プリズム44を埋設されたほぼ平坦
でフレキシブルな支持シート42を含む。このタイプの種
々の材料は、ニューブリテン,CTのReflexite社から市販
されている。プリズム44は、１面44aがシート42に平行
であり、面44aに対向したコーナー44bがシート42に埋設
されるように配向されている。通路46に沿ってプリズム
44に入射する入力光ビームはプリズム44の少なくとも２
つの内面から反射され、通路46に平行で反対方向の通路
48に沿って現れる。通路46および48は距離49だけ移動さ
れ、これはプリズム44の幾何学形状の関数である。
40は第２図に示されており、非常に多数の小さい密接し
た間隔の透明な四面体プリズム44を埋設されたほぼ平坦
でフレキシブルな支持シート42を含む。このタイプの種
々の材料は、ニューブリテン,CTのReflexite社から市販
されている。プリズム44は、１面44aがシート42に平行
であり、面44aに対向したコーナー44bがシート42に埋設
されるように配向されている。通路46に沿ってプリズム
44に入射する入力光ビームはプリズム44の少なくとも２
つの内面から反射され、通路46に平行で反対方向の通路
48に沿って現れる。通路46および48は距離49だけ移動さ
れ、これはプリズム44の幾何学形状の関数である。
示されていないが、四面体プリズム44は本発明による少
なくとも部分的な逆反射を生成するその他の構造によっ
て置換されてもよい。プリズム44の可能な変形は３つで
なく２つの交差面を有し、３次元でなく２次元の平坦な
面からの逆反射を生成する形状である。プリズム44はそ
の内面から逆反射を生成するが、それは外面からの逆反
射を生成するシート42に形成された等価な中空形状によ
って置換されることができる。
なくとも部分的な逆反射を生成するその他の構造によっ
て置換されてもよい。プリズム44の可能な変形は３つで
なく２つの交差面を有し、３次元でなく２次元の平坦な
面からの逆反射を生成する形状である。プリズム44はそ
の内面から逆反射を生成するが、それは外面からの逆反
射を生成するシート42に形成された等価な中空形状によ
って置換されることができる。
第２のタイプの逆反射器アレイ50は第３図に示されてお
り、非常に多数の小さに透明な球体54を埋設されている
シート52（上記に論じられた3M社スクリーン＃7615は、
逆反射器アレイのこのタイプの好ましい例である）を含
む。通路56に沿って各球体54に入射した入力ビームは球
体54の露出面54aの湾曲した凸形状のために屈折され、
通路58に沿って球体54の湾曲した内面54bから反射さ
れ、球体54の直径に対応した距離59だけそれから移動さ
れる。
り、非常に多数の小さに透明な球体54を埋設されている
シート52（上記に論じられた3M社スクリーン＃7615は、
逆反射器アレイのこのタイプの好ましい例である）を含
む。通路56に沿って各球体54に入射した入力ビームは球
体54の露出面54aの湾曲した凸形状のために屈折され、
通路58に沿って球体54の湾曲した内面54bから反射さ
れ、球体54の直径に対応した距離59だけそれから移動さ
れる。
上記に論じられたように、本発明は別のタイプの刺激さ
れた散乱に適用可能であり、SBS,SRS,刺激されたレイリ
ーウイング散乱（SRWS）等を含む。第４図はこのような
装置60を含み、ここにおいて対応した素子は第１図で使
用された同じ参照番号により示され、対応しているが修
正された素子はプライム符号を付けられた同じ参照番号
で示されている。装置60はSBS、SRSまたは局部的に応答
した非直線性のようなその他の形態の刺激された散乱を
行うことができる非直線材料（例えば、GaAs、Na蒸気ま
たはCS2のようなケル媒体）を含む媒体12′を含んでい
る。この場合、要求された周波数下方シフトはGHzの範
囲のものである。SBSに対して、媒体12′は典型的に
N2、Xe、CH4またはSF6のようなガスを含むセルによって
構成される。
れた散乱に適用可能であり、SBS,SRS,刺激されたレイリ
ーウイング散乱（SRWS）等を含む。第４図はこのような
装置60を含み、ここにおいて対応した素子は第１図で使
用された同じ参照番号により示され、対応しているが修
正された素子はプライム符号を付けられた同じ参照番号
で示されている。装置60はSBS、SRSまたは局部的に応答
した非直線性のようなその他の形態の刺激された散乱を
行うことができる非直線材料（例えば、GaAs、Na蒸気ま
たはCS2のようなケル媒体）を含む媒体12′を含んでい
る。この場合、要求された周波数下方シフトはGHzの範
囲のものである。SBSに対して、媒体12′は典型的に
N2、Xe、CH4またはSF6のようなガスを含むセルによって
構成される。
第１図に示されたレーザ20、ビーム分割器26および逆反
射器アレイ16に加えて、装置60は、媒体12′における材
料のストークス周波数に等しい量だけ、ここで24′で示
された逆反射された共役ビームの周波数を入力ビーム18
の周波数に関して下方シフトするために周波数シフタ62
を含む。これは、媒体12′においてブリローイン増幅に
よって２波混合を生成するために必要である。周波数シ
フタ62は電子・光変調器、音波・光変調器または所望の
周波数シフトを生成するその他の単一または二重通路装
置中に含まれていてもよい。典型的に、シフタ62によっ
て生成される下方シフタはSBSに対して100MHz乃至10GHz
およびSRSに対して10GHz乃至1,000GHz程度である。その
代りとして、任意の適切なタイプの別の変調器64が共役
ビームへの情報の一時的エンコードを含み、パルスエン
コードまたはスイッチングを行うために設けられてもよ
い。
射器アレイ16に加えて、装置60は、媒体12′における材
料のストークス周波数に等しい量だけ、ここで24′で示
された逆反射された共役ビームの周波数を入力ビーム18
の周波数に関して下方シフトするために周波数シフタ62
を含む。これは、媒体12′においてブリローイン増幅に
よって２波混合を生成するために必要である。周波数シ
フタ62は電子・光変調器、音波・光変調器または所望の
周波数シフトを生成するその他の単一または二重通路装
置中に含まれていてもよい。典型的に、シフタ62によっ
て生成される下方シフタはSBSに対して100MHz乃至10GHz
およびSRSに対して10GHz乃至1,000GHz程度である。その
代りとして、任意の適切なタイプの別の変調器64が共役
ビームへの情報の一時的エンコードを含み、パルスエン
コードまたはスイッチングを行うために設けられてもよ
い。
例１ 逆反射器アレイとして3Mスクリーン＃7615を使用する第
１図に示された装置10は本発明の基本的原理を示すため
に使用された。逆反射器アレイ16がブロックされると位
相共役ビーム24は観察されなかった。アレイ16をブロッ
クしないと、位相共役ビーム24は、光検出器28からの光
出力信号の出現および媒体12の内面からのフレネル反射
の観察により明らかにされるように生成され始める。反
射率がその一定した安定値に達すると、David Pepper
氏による文献（“Observation of Diminished Specu
lar Reflectivity from Phase−Conjugate Mirrors",
Phys.Rev.Lett.,vol.62,no.25,1989年,2945乃至2948
頁）で論じられているように消滅した鏡面反射の結果か
ら明らかにフレネル反射は消滅することが観察された。
安定状態において、装置10は光検出器28によって測定さ
れるようにほぼ60％の高さの共役ビーム反射を生成し
た。
１図に示された装置10は本発明の基本的原理を示すため
に使用された。逆反射器アレイ16がブロックされると位
相共役ビーム24は観察されなかった。アレイ16をブロッ
クしないと、位相共役ビーム24は、光検出器28からの光
出力信号の出現および媒体12の内面からのフレネル反射
の観察により明らかにされるように生成され始める。反
射率がその一定した安定値に達すると、David Pepper
氏による文献（“Observation of Diminished Specu
lar Reflectivity from Phase−Conjugate Mirrors",
Phys.Rev.Lett.,vol.62,no.25,1989年,2945乃至2948
頁）で論じられているように消滅した鏡面反射の結果か
ら明らかにフレネル反射は消滅することが観察された。
安定状態において、装置10は光検出器28によって測定さ
れるようにほぼ60％の高さの共役ビーム反射を生成し
た。
例２ 装置10は、本発明によって達成可能な共役忠実度を示す
ように第５図に示されるように修正された。第５図にお
いて、第１図のものと共通の装置70の素子は同じ番号で
示され、対応しているが修正された素子は二重プライム
符号を付けられた同じ番号で示されている。
ように第５図に示されるように修正された。第５図にお
いて、第１図のものと共通の装置70の素子は同じ番号で
示され、対応しているが修正された素子は二重プライム
符号を付けられた同じ番号で示されている。
レーザ20からの入力ビーム18は、試験パターン74として
使用された透明な空軍分解能チャートを照明するように
ビーム拡張器72によって拡張されコリメートされた。試
験パターン74によって変調された入力ビーム18はビーム
分割器26を通って送信され、レンズ29によって非直線媒
体12に集束された。
使用された透明な空軍分解能チャートを照明するように
ビーム拡張器72によって拡張されコリメートされた。試
験パターン74によって変調された入力ビーム18はビーム
分割器26を通って送信され、レンズ29によって非直線媒
体12に集束された。
写真フィルム76は、ビーム分割器26から反射された24″
で示された共役ビームを受信するように設けられた。さ
らに、試験パターン74の画像を歪めるように設けられた
収差装置78が示されている。
で示された共役ビームを受信するように設けられた。さ
らに、試験パターン74の画像を歪めるように設けられた
収差装置78が示されている。
本発明の位相共役効果は、写真フィルム76を使用して共
役ビーム24″の写真を生成することによって示された。
収差装置78は試験パターン74の画像をかなり歪めたが、
画像は入力ビーム18と反対方向に収差装置78を通る通路
によって共役ビーム24″によって効率的に生成された。
比較のために、その代わりとしてアレイ16が平面反射器
および拡散ホワイトペイントにより被覆された表面によ
って置換された。これらの両比較試験は、試験パターン
74の高度に歪められた画像を生成し、逆反射器アレイ16
によって生成されたものよりかなり低い位相共役効果を
示した。
役ビーム24″の写真を生成することによって示された。
収差装置78は試験パターン74の画像をかなり歪めたが、
画像は入力ビーム18と反対方向に収差装置78を通る通路
によって共役ビーム24″によって効率的に生成された。
比較のために、その代わりとしてアレイ16が平面反射器
および拡散ホワイトペイントにより被覆された表面によ
って置換された。これらの両比較試験は、試験パターン
74の高度に歪められた画像を生成し、逆反射器アレイ16
によって生成されたものよりかなり低い位相共役効果を
示した。
第６図乃至第10図に示されているように、本発明を利用
した光位相共役装置は種々の別の光学装置に集積される
ことができる。第６図に示されるように、装置80は第１
図および第４図の基本的実施例に示されたビーム分割器
26と集束レンズ29との間に配置された増幅器82を含む。
レーザ増幅器または２波増幅器であってもよい増幅器82
を付加することにより、装置80はマスター発振器、パワ
ー増幅器（MOPA）構造に発展される。レーザ20は比較的
低いパワー入力ビーム18を生成するが、入力ビームおよ
び共役反射ビームは、高い輝度を有し、レンズなしの画
像化を含む適用に適している強い光ビーム84を生成する
ように増幅器82を通る２つの各通路を通して増幅され
る。集束レンズ21、ポラライザ23、位相シフタ62および
変調器64は、任意の組合せおよび相互関係位置で任意に
設けられることができる。
した光位相共役装置は種々の別の光学装置に集積される
ことができる。第６図に示されるように、装置80は第１
図および第４図の基本的実施例に示されたビーム分割器
26と集束レンズ29との間に配置された増幅器82を含む。
レーザ増幅器または２波増幅器であってもよい増幅器82
を付加することにより、装置80はマスター発振器、パワ
ー増幅器（MOPA）構造に発展される。レーザ20は比較的
低いパワー入力ビーム18を生成するが、入力ビームおよ
び共役反射ビームは、高い輝度を有し、レンズなしの画
像化を含む適用に適している強い光ビーム84を生成する
ように増幅器82を通る２つの各通路を通して増幅され
る。集束レンズ21、ポラライザ23、位相シフタ62および
変調器64は、任意の組合せおよび相互関係位置で任意に
設けられることができる。
第７図を参照すると、本発明を使用した装置90は、３つ
の別々のソースによって発生されるか、或は１つのソー
スによって発生され示されていない手段により３つのビ
ームに分割される３つの平行な入力ビーム92、94および
96を受信する。入力ビームはビーム分割器26より大きい
ことが必要であるビーム分割器98を通過し、さらに３つ
の増幅器100、102および104をそれぞれ通過する。増幅
後のビームは、大型の集束レンズ106によって媒体12に
集束される。入力ビームは重ねられて互いに空間的にオ
ーバーラップする関係にされ、媒体12および任意の所望
の補助素子を通って同時に伝播し、アレイ16によって逆
反射される。自己ポンプ共役反射ビームは装置を通って
逆方向に伝播し、出力ビーム108,110および112としてそ
れぞれビーム分割器98によって外部に反射される。
の別々のソースによって発生されるか、或は１つのソー
スによって発生され示されていない手段により３つのビ
ームに分割される３つの平行な入力ビーム92、94および
96を受信する。入力ビームはビーム分割器26より大きい
ことが必要であるビーム分割器98を通過し、さらに３つ
の増幅器100、102および104をそれぞれ通過する。増幅
後のビームは、大型の集束レンズ106によって媒体12に
集束される。入力ビームは重ねられて互いに空間的にオ
ーバーラップする関係にされ、媒体12および任意の所望
の補助素子を通って同時に伝播し、アレイ16によって逆
反射される。自己ポンプ共役反射ビームは装置を通って
逆方向に伝播し、出力ビーム108,110および112としてそ
れぞれビーム分割器98によって外部に反射される。
装置90の基本動作は装置80のものと類似している。しか
しながら、逆反射アレイ16による入力ビームの疑似共役
反射は、蒸気に参照されたAprahamian氏他による特許出
願に記載されたように出力ビームをコヒーレントに結合
させるか、或は互いに同位相でロックさせる。しかしな
がら、本発明は、多数の逆方向シードビームを生成する
ために複雑で正確なビーム分割器の必要性をなくするこ
とによって前記特許出願によって示唆された装置を改善
するものである。
しながら、逆反射アレイ16による入力ビームの疑似共役
反射は、蒸気に参照されたAprahamian氏他による特許出
願に記載されたように出力ビームをコヒーレントに結合
させるか、或は互いに同位相でロックさせる。しかしな
がら、本発明は、多数の逆方向シードビームを生成する
ために複雑で正確なビーム分割器の必要性をなくするこ
とによって前記特許出願によって示唆された装置を改善
するものである。
本発明は外部のポンプビームの必要なしに自己ポンプ構
造における光位相共役を実現するが、２つ以上のビーム
を使用する混合を行う装置に本発明の基本的概念を導入
することができる。第８図は、４波ミキサ（FWM）構造
においてポンプまたは基準ビームとして第１図または第
４図の実施例の入力および共役反射ビームを使用する本
発明を利用した装置120を示す。示されたように、入力
ビーム18はレンズ29と媒体12との間の通路、および非直
線媒体を含むセル124の中をビーム18に関して反対方向
に伝播する上記の方向による自己ポンプ共役反射ビーム
122を生成する。セル124はSBS動作用の気体材料または
所望の非直線混合処理用のその他の適切な材料を含む。
平行または非平行であり得る入力またはプローブビーム
126,128および130は適切な角度でセル124に向けられ
る。逆伝播ビーム18および122はポンプまたは基準ビー
ムを構成し、セル124の材料中にビーム126、128および1
30と共に回折格子を形成し、入力ビームの散乱させて逆
伝播する共役反射ビーム132、134および136をそれぞれ
生成させる。装置120は広い視界FWM共役として構成さ
れ、プローブビームのフェイズアップ（位相ロックまた
はコヒーレントな結合）だけでなくプローブビームの歪
みの補正を行う。
造における光位相共役を実現するが、２つ以上のビーム
を使用する混合を行う装置に本発明の基本的概念を導入
することができる。第８図は、４波ミキサ（FWM）構造
においてポンプまたは基準ビームとして第１図または第
４図の実施例の入力および共役反射ビームを使用する本
発明を利用した装置120を示す。示されたように、入力
ビーム18はレンズ29と媒体12との間の通路、および非直
線媒体を含むセル124の中をビーム18に関して反対方向
に伝播する上記の方向による自己ポンプ共役反射ビーム
122を生成する。セル124はSBS動作用の気体材料または
所望の非直線混合処理用のその他の適切な材料を含む。
平行または非平行であり得る入力またはプローブビーム
126,128および130は適切な角度でセル124に向けられ
る。逆伝播ビーム18および122はポンプまたは基準ビー
ムを構成し、セル124の材料中にビーム126、128および1
30と共に回折格子を形成し、入力ビームの散乱させて逆
伝播する共役反射ビーム132、134および136をそれぞれ
生成させる。装置120は広い視界FWM共役として構成さ
れ、プローブビームのフェイズアップ（位相ロックまた
はコヒーレントな結合）だけでなくプローブビームの歪
みの補正を行う。
第９図は、入力ビーム142、144および146が非直線媒体1
48、150および152に導かれる本発明を使用した別の装置
140を示す。媒体はSPS用のチタン酸バリウム結晶、また
はその他の適切な非直線材料である。装置140におい
て、入力ビーム142,144および146は各媒体148、150およ
び152、集束レンズ106および装置のその他の素子を通っ
て伝播し、上記に示された方法でシードビーム154、156
および158からそれぞれ逆伝播する反射共役ビーム108、
110および112を生成する。共役反射ビームはコヒーレン
トに結合され、第７図を参照して上記に示された方法で
同位相でロックされる。装置140は、大きい開口のシス
テムおよびエネルギスケールに対して有効である２波共
役のモザイクアレイを構成する。共通の疑似共役シード
を使用することによって個々の２波ミキサの制限された
エネルギ限界を回避する。
48、150および152に導かれる本発明を使用した別の装置
140を示す。媒体はSPS用のチタン酸バリウム結晶、また
はその他の適切な非直線材料である。装置140におい
て、入力ビーム142,144および146は各媒体148、150およ
び152、集束レンズ106および装置のその他の素子を通っ
て伝播し、上記に示された方法でシードビーム154、156
および158からそれぞれ逆伝播する反射共役ビーム108、
110および112を生成する。共役反射ビームはコヒーレン
トに結合され、第７図を参照して上記に示された方法で
同位相でロックされる。装置140は、大きい開口のシス
テムおよびエネルギスケールに対して有効である２波共
役のモザイクアレイを構成する。共通の疑似共役シード
を使用することによって個々の２波ミキサの制限された
エネルギ限界を回避する。
第10図は、第７図を参照して示された方法で逆伝播する
共役反射ビーム168、170および172をそれぞれ生成する
ために光ビーム162、164および166を受信する本発明の
別の実施例の装置160を示す。各ビームは第８図を参照
して示された方法でポンプまたは基準ビームを構成する
ように非直線媒体174、176および178中を逆伝播する。
プローブビーム180、182および184は共役反射ビーム18
6、188および190をそれぞれ生成するために媒体174、17
6および178に導かれ、基準ビームによって形成された回
折格子によって散乱される。媒体はそれぞれ４波ミキサ
を構成する。装置160は、大きい開口システム適用にお
いて特に有効である４波共役のフェイズアップモザイク
アレイである。
共役反射ビーム168、170および172をそれぞれ生成する
ために光ビーム162、164および166を受信する本発明の
別の実施例の装置160を示す。各ビームは第８図を参照
して示された方法でポンプまたは基準ビームを構成する
ように非直線媒体174、176および178中を逆伝播する。
プローブビーム180、182および184は共役反射ビーム18
6、188および190をそれぞれ生成するために媒体174、17
6および178に導かれ、基準ビームによって形成された回
折格子によって散乱される。媒体はそれぞれ４波ミキサ
を構成する。装置160は、大きい開口システム適用にお
いて特に有効である４波共役のフェイズアップモザイク
アレイである。
第７図乃至第10図において入力および別の対応したビー
ムの数は３本として示されているが、本発明はそれに限
定されず、任意の実際的な数のビームが適用されてもよ
い。
ムの数は３本として示されているが、本発明はそれに限
定されず、任意の実際的な数のビームが適用されてもよ
い。
本発明の複数の実施例が説明され図示されているが、当
業者は本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変
形および別の実施例が得られることを理解するであろ
う。したがって、本発明は特定の実施例だけに限定され
るものではない。種々の修正は、添付された特許請求の
範囲の各請求項によって限定された本発明の技術的範囲
を逸脱することなく考慮され実行されることができる。
業者は本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変
形および別の実施例が得られることを理解するであろ
う。したがって、本発明は特定の実施例だけに限定され
るものではない。種々の修正は、添付された特許請求の
範囲の各請求項によって限定された本発明の技術的範囲
を逸脱することなく考慮され実行されることができる。
第１図はSPS構造における本発明の第１の実施例を示す
概略図である。 第２図および第３図は本発明において使用される逆反射
アレイの原理を示す部分的な斜視図である。 第４図はSBSまたはSRS構造における本発明の第２の実施
例を示す概略図である。 第５図は本発明の１例を形成するように構成された実験
的な装置を示す概略図である。 第６図は本発明を実施しているMOPA装置を示す。 第７図は本発明の位相ロックされた多数のMOPAアレイを
示す。 第８図は本発明を実施した広い視界のFWM共役を示す。 第９図は本発明の別の実施例のモザイク共役アレイを示
す。 第10図は本発明を実施した位相ロックされたFWM共役ア
レイを示す。
概略図である。 第２図および第３図は本発明において使用される逆反射
アレイの原理を示す部分的な斜視図である。 第４図はSBSまたはSRS構造における本発明の第２の実施
例を示す概略図である。 第５図は本発明の１例を形成するように構成された実験
的な装置を示す概略図である。 第６図は本発明を実施しているMOPA装置を示す。 第７図は本発明の位相ロックされた多数のMOPAアレイを
示す。 第８図は本発明を実施した広い視界のFWM共役を示す。 第９図は本発明の別の実施例のモザイク共役アレイを示
す。 第10図は本発明を実施した位相ロックされたFWM共役ア
レイを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−6888（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78284（ＪＰ，Ａ) レーザー学会編「レーザーハンドブッ ク」（昭57−12−15）オーム社 ＰＰ. 145〜147
Claims (19)
- 【請求項１】非直線光媒体と、 この非直線光媒体を通って伝送された光入力ビームを同
じ経路を逆方向に再帰反射してこの非直線光媒体に戻す
疑似共役器手段とを具備し、 この疑似共役器手段は、再帰反射されたビームが前記非
直線光媒体中において自己ポンプ位相共役ビームを発生
するために必要なしきい値を低下させるシードとして作
用するために純粋な位相共役反射ビームではなく光入力
ビームの波頭に正確に対応しない複合波頭を有する雑音
を含む再帰反射ビームを生成することを特徴とする自己
ポンプ光位相共役装置。 - 【請求項２】前記非直線光媒体は刺激された光屈折、ブ
リローイン、ラーマン、またはレイリーウイング散乱に
よって２波混合利得を得ることができるものである請求
項１記載の装置。 - 【請求項３】前記非直線光媒体は光屈折材料の結晶を含
み、材料中で入力ビームの光屈折および最大背景散乱を
発生させる材料の結晶軸に対して角度を有して入力ビー
ムを受けるように配向されている請求項１記載の装置。 - 【請求項４】前記疑似共役器手段は光入力ビームを同じ
経路を逆方向に再帰反射する素子のアレイを含む請求項
１記載の装置。 - 【請求項５】さらに前記非直線光媒体のストークス周波
数に等しい周波数によって入力ビームに関して再帰反射
されたビームを下方シフトするために前記非直線光媒体
と疑似共役手段との間に配置された周波数シフト手段を
含む請求項２記載の装置。 - 【請求項６】前記非直線光媒体は非直線性に局部的に応
答することにより刺激散乱することができる請求項１記
載の装置。 - 【請求項７】さらに前記再帰反射されたビームの減極成
分を遮断するための、前記非直線光媒体と疑似共役器手
段との間に配置された偏光手段と、 前記再帰反射されたビームを変調するための、非直線光
媒体と疑似共役器手段との間に配置された変調手段と、 非直線光媒体を通って伝送の前に入力ビームを増幅し、
入力ビームに関して逆方向に伝播する自己ポンプ位相共
役ビームをさらに増幅するように配置されている増幅手
段と、 前記疑似共役手段に入力ビームを集束するために非直線
光媒体と疑似共役器手段との間に配置された光集束手段
とを含む請求項１記載の装置。 - 【請求項８】非直線光媒体と、 この非直線光媒体を通って伝送された複数の空間的にオ
ーバーラップされた光入力ビームを互いに関してコヒー
レントな結合関係で光入力ビームの波頭に正確に対応し
ない複合波頭を有する雑音を含む光ビームを入力ビーム
と同じ経路を逆方向に前記非直線光媒体に戻すように再
帰反射する疑似共役器手段とを含んでいることを特徴と
する自己ポンプ光位相共役装置。 - 【請求項９】入力ビームは非直線光媒体を通って伝送さ
れる前には空間的に互いに分離されており、装置はさら
に空間的に互いにオーバーラップされた関係で非直線光
媒体に入力ビームを集束する光集束手段を具備している
請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】前記非直線光媒体を通って伝送される前
にそれぞれ空間的分離された入力ビームを増幅し、各入
力ビームに関して逆方向に伝播する前記再帰反射された
ビームに応答して前記非直線光媒体によって発生される
自己ポンプ共役ビームをさらに増幅するように配置され
ている複数の増幅手段を含む請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】複数の非直線光媒体と、 疑似共役器手段と、 複数の媒体をそれぞれ介して互いに関して空間的にオー
バーラップされた関係で疑似共役器手段中で伝送される
光入力ビームを集束する光集束手段と、各媒体を通って
伝送された空間的にオーバーラップされた光入力ビーム
を互いにコヒーレントに結合して光入力ビームの波頭に
正確に対応しない複合波頭を有する雑音を含む光ビーム
として同じ経路を逆方向に前記各非直線光媒体中に再帰
反射して戻す疑似共役器手段とを具備していることを特
徴とする自己ポンプ光位相共役装置。 - 【請求項１２】第１の非直線光媒体と、 第２の非直線光媒体と、 第１および第２の非直線光媒体において入力ビームに関
して逆伝播する自己ポンプ共役ビームを発生するように
第１および第２の媒体を通って連続的に伝送された光入
力ビームを光入力ビームの波頭に正確に対応しない複合
波頭を有する雑音を含む光ビームとして同じ経路を逆方
向に再帰反射して第２の媒体中に戻す疑似共役器手段
と、 基準ビームを構成する第１の非直線光媒体における入力
および自己ポンプ共役ビームと、 光プローブビームと基準ビームとの相互作用により１以
上の位相共役反射ビームを発生するために基準ビームに
関して予め定められた角度で第１の媒体に１以上の光プ
ローブビームを導く手段とを含んでいることを特徴とす
る光位相共役装置。 - 【請求項１３】複数の第１の非直線光媒体と、 第２の非直線光媒体と、 第１の各非直線光媒体を通ってそれぞれ第２の非直線光
媒体に伝送された入力ビームを空間的に集束する光集束
手段と、 第２の非直線光媒体を通って伝送された空間的にオーバ
ーラップされた光入力ビームを互いに関してコヒーレン
トな結合関係で第２の媒体中に光入力ビームの波頭に正
確に対応しない複合波頭を有する雑音を含む光ビームと
して同じ経路を逆方向に再帰反射して戻す疑似共役器手
段と、 各第１の非直線媒体中で入力ビームに関して逆方向に伝
播する各自己ポンプ共役ビームを発生するために第２の
非直線光媒体中で入力ビームに関して逆方向に伝播する
逆共役ビームと、 基準ビームを構成する各第１の非直線光媒体における入
力および自己ポンプ共役ビームと、 光プローブビームと基準ビームとの相互作用により位相
共役反射ビームを発生するために基準ビームに関して予
め定められた角度で各第１の非直線光媒体に光プローブ
ビームを導く手段とを含んでいることを特徴とする光位
相共役装置。 - 【請求項１４】（ａ）非直線光媒体中に入力ビームを導
入し、 （ｂ）この非直線光媒体を通って伝送された入力ビーム
を入力ビームの波頭に正確に対応しない複合波頭を有す
る雑音を含む光ビームとして同じ経路を逆方向に再帰反
射して媒体に戻す疑似共役器を使用し、前記再帰反射さ
れたビームが媒体中で自己ポンプ位相共役ビームを発生
するために必要なしきい値を低めるシードとして動作す
るステップを含むことを特徴とする光入力ビームの自己
ポンプ位相共役方法。 - 【請求項１５】前記非直線光媒体は刺激された光屈折散
乱を行うことができ、前記ステップ（ａ）は非直線光媒
体中で入力ビームの光屈折および最大背景散乱を発生さ
せる角度で媒体に入力ビームを導入することを含む請求
項14記載の方法。 - 【請求項１６】前記非直線光媒体は刺激されたブリロー
イン、ラーマン、レイリーウイングまたは非線形散乱を
行うことができ、さらに、 （ｃ）前記非直線光媒体のストークス周波数に等しい周
波数により入力ビームに関して前記再帰反射されたビー
ムを下方シフトするステップを含む請求項14記載の方
法。 - 【請求項１７】（ａ）非直線光媒体に複数の空間的にオ
ーバーラップされた光入力ビームを導入し、 （ｂ）非直線光媒体を通って伝送された入力ビームを入
力ビームの波頭に正確に対応しない複合波頭を有する雑
音を含む光ビームとして同じ経路を逆方向に再帰反射し
て媒体に戻す疑似共役器を使用し、前記再帰反射された
ビームが互いにコヒーレントに結合されるステップを含
むことを特徴とする光位相共役方法。 - 【請求項１８】（ａ）入力ビームを第１および第２の非
直線媒体を通って連続的に伝送させ、（ｂ）第１および
第２の非直線媒体におけて入力ビームに関して逆方向に
伝播する自己ポンプ共役ビームを発生するために入力ビ
ームを入力ビームの波頭に正確に対応しない複合波頭を
有する雑音を含む光ビームとして同じ経路を逆方向に再
帰反射して第２の媒体に戻すために疑似共役器を使用
し、第１の非直線媒体中の入力および自己ポンプ共役ビ
ームが基準ビームを構成し、 （ｃ）光プローブビームと基準ビームとの相互作用によ
り１以上の位相共役反射ビームを発生するために基準ビ
ームに関して予め定められた角度で第１の媒体に１以上
の光プローブビームを導くステップを有することを特徴
とする光位相共役方法。 - 【請求項１９】（ａ）光入力ビームを複数の第１の非直
線媒体を通ってそれぞれ連続的に伝送させ、 （ｂ）第２の非直線媒体に第１の媒体を通して伝送され
た入力ビームを集束して空間的に互いに関してオーバー
ラップさせ、 （ｃ）各第１の非直線媒体中で入力ビームに関して逆方
向に伝播する自己ポンプ共役ビームを発生するために互
いに関してコヒーレントな結合関係で第２の媒体を通し
て伝送された空間的にオーバーラップされた入力ビーム
を入力ビームの波頭に正確に対応しない複合波頭を有す
る雑音を含む光ビームとして同じ経路を逆方向に再帰反
射して第２の媒体に戻す疑似共役器を使用し、各第１の
媒体中の入力および自己ポンプ共役ビームが基準ビーム
を構成し、 （ｄ）光プローブビームと基準ビームとの相互作用によ
り位相共役反射ビームを発生するために基準ビームに関
して予め定められた角度で各第１の媒体にそれぞれ光プ
ローブビームを導くステップを有することを特徴とする
光位相共役方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US419,308 | 1989-10-10 | ||
| US07/419,308 US5038359A (en) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Self-pumped, optical phase conjugation method and apparatus using pseudo-conjugator to produce retroreflected seed beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03132725A JPH03132725A (ja) | 1991-06-06 |
| JPH073525B2 true JPH073525B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=23661700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2270655A Expired - Lifetime JPH073525B2 (ja) | 1989-10-10 | 1990-10-11 | 逆反射されたシードビームを生成するために疑似共役器を使用する自己ポンプ光位相共役方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5038359A (ja) |
| EP (1) | EP0422468A3 (ja) |
| JP (1) | JPH073525B2 (ja) |
| IL (1) | IL95788A0 (ja) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2657161B1 (fr) * | 1990-01-12 | 1994-05-27 | Bertin & Cie | Dispositif de detection a distance d'une grandeur physique, fonctionnant en reflexion. |
| US5287213A (en) * | 1990-07-26 | 1994-02-15 | Fujian Institute Of Research On The Structure Of Matter, Chinese Academy Of Sciences | Barium strontium titanate photorefractive device and method for making the same |
| US5251222A (en) * | 1991-04-01 | 1993-10-05 | Teledyne Industries, Inc. | Active multi-stage cavity sensor |
| US5245626A (en) * | 1991-04-01 | 1993-09-14 | Teledyne Industries, Inc. | Multi-stable cavity processor |
| US5274494A (en) * | 1991-04-25 | 1993-12-28 | Hughes Aircraft Company | Speckle suppression illuminator |
| US5159487A (en) * | 1991-05-29 | 1992-10-27 | Lasen, Inc. | Optical parametric oscillator OPO having a variable line narrowed output |
| FR2681988A1 (fr) * | 1991-09-27 | 1993-04-02 | Thomson Csf | Laser de puissance a deflexion. |
| US5195104A (en) * | 1991-10-15 | 1993-03-16 | Lasen, Inc. | Internally stimulated optical parametric oscillator/laser |
| US5170268A (en) * | 1991-11-04 | 1992-12-08 | Rockwell International Corporation | Polarization-independent energy exchange and phase conjugation |
| US5208699A (en) * | 1991-12-20 | 1993-05-04 | Hughes Aircraft Company | Compensated, SBS-free optical beam amplification and delivery apparatus and method |
| US5251221A (en) * | 1992-08-10 | 1993-10-05 | Hughes Aircraft Company | Self aligning intracavity Raman laser |
| JP3419510B2 (ja) * | 1992-10-16 | 2003-06-23 | 富士通株式会社 | 波長分散を補償した光通信システム及び該システムに適用可能な位相共役光発生装置 |
| US5367527A (en) * | 1993-08-13 | 1994-11-22 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phase-conjugate-coupled multimode optical fiber geometry for optical coupling of lasers |
| CN1034897C (zh) * | 1993-08-29 | 1997-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种固体激光器相位共轭谐振腔 |
| US5400420A (en) * | 1993-11-02 | 1995-03-21 | Photon Kinetics, Inc. | Method and apparatus for applying a nanoliter quantity of liquid to a target object without solid contact |
| US5434942A (en) * | 1993-11-24 | 1995-07-18 | The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Soreq Nuclear Research Center | Low threshold Brillouin active devices |
| US5535049A (en) * | 1994-05-11 | 1996-07-09 | The Regents Of The University Of California | Phase and birefringence aberration correction |
| US6067214A (en) * | 1995-02-14 | 2000-05-23 | Iomega Corporation | Data cartridge marker for foreign object detection |
| US5638228A (en) * | 1995-02-14 | 1997-06-10 | Iomega Corporation | Retroreflective marker for data storage cartridge |
| US6097562A (en) * | 1995-02-14 | 2000-08-01 | Iomega Corporation | Disk drive for detecting a retroreflective marker on a data storage cartridge |
| US5986838A (en) | 1995-02-14 | 1999-11-16 | Iomega Corporation | Thin retroreflective marker for data storage cartridge |
| GB9503301D0 (en) * | 1995-02-20 | 1995-04-12 | Secr Defence | Laser amplifier |
| GB2311870B (en) * | 1995-02-20 | 1998-08-26 | Secr Defence | Laser amplifier |
| US5825791A (en) * | 1995-08-28 | 1998-10-20 | Trw Inc. | Variable coherence length high brightness laser architecture |
| US5729375A (en) * | 1996-03-01 | 1998-03-17 | Hughes Electronics | Optical amplification system with non-orthogonal signal and distributed multi-pump beams and photorefractive cleanup |
| JPH10242551A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Nikon Corp | 光学素子及びこれを用いたレーザ装置 |
| US6091563A (en) * | 1997-09-26 | 2000-07-18 | Iomega Corporation | Latent illuminance discrimination marker system for data storage cartridges |
| US6359745B1 (en) | 1997-09-26 | 2002-03-19 | Iomega Corporation | Latent illuminance discrimination marker system for data storage cartridges |
| US6201662B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-03-13 | Iomega Corporation | Latent illuminance discrimination marker with reflective layer for data storage cartridges |
| US6181662B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-01-30 | Iomega Corporation | Latent irradiance discrimination method and marker system for cartridgeless data storage disks |
| US6264107B1 (en) | 1997-09-26 | 2001-07-24 | Iomega Corporation | Latent illuminance discrimination marker system for authenticating articles |
| US5992011A (en) * | 1997-10-29 | 1999-11-30 | Iomega Corporation | Method of assembling a baffle to a detector for detecting a retroreflective marker |
| US6219360B1 (en) | 1998-04-24 | 2001-04-17 | Trw Inc. | High average power solid-state laser system with phase front control |
| US6297923B1 (en) | 1998-11-13 | 2001-10-02 | Iomega Corporation | Disk-cartridge detection system incorporating an angled light emitter/detector |
| GB2353091A (en) | 1999-08-11 | 2001-02-14 | Secr Defence | Object comparator using a reference generated refractive index grating |
| US6384966B1 (en) * | 1999-11-03 | 2002-05-07 | Time-Bandwidth Products Ag | Multiple pass optical amplifier with thermal birefringence compensation |
| JP2003531515A (ja) * | 2000-04-07 | 2003-10-21 | ザ・リージェンツ・オブ・ジ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア | 遠隔呼掛け高データ転送速度自由空間レーザ通信リンク |
| US7181097B2 (en) * | 2001-03-15 | 2007-02-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods of achieving optimal communications performance |
| US6831779B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-12-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for stabilizing a high-gain, high-power single polarization EDFA |
| US20040156092A1 (en) * | 2003-02-08 | 2004-08-12 | Hunt Jeffrey H. | Stimulated Rayleigh scattering optical amplifier |
| US7515618B2 (en) * | 2004-12-30 | 2009-04-07 | The United States Of America As Represented By The Department Of The Army | High power laser using controlled, distributed foci juxtaposed in a stimulate Brillouin scattering phase conjugation cell |
| US7391558B2 (en) * | 2005-10-19 | 2008-06-24 | Raytheon Company | Laser amplifier power extraction enhancement system and method |
| US7929585B2 (en) * | 2006-11-20 | 2011-04-19 | Tilleman Michael M | High brightness semiconductor laser diode arrays |
| US8169693B1 (en) | 2009-08-13 | 2012-05-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Fiber bundle phase conjugate mirror |
| CN105322422B (zh) * | 2014-05-30 | 2018-06-15 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 被动锁模自拉曼激光器 |
| US10795161B2 (en) | 2015-07-10 | 2020-10-06 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Pseudo phase conjugate image transfer device |
| CN110426372B (zh) * | 2019-07-16 | 2021-10-22 | 南昌航空大学 | 一种扫频式布里渊散射体弹性模量成像检测方法 |
| CN112600662B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-10 | 杭州电子科技大学 | 一种基于相位共轭反馈的混沌保密通信系统 |
| US20230259001A1 (en) * | 2022-02-16 | 2023-08-17 | Quantinuum Llc | Fast frequency-tunable optical relay and methods of use |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS616888A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 外部共振器型半導体レ−ザ装置 |
| US4648092A (en) * | 1985-09-25 | 1987-03-03 | Rockwell International Corporation | Phase coupling multiple lasers |
| US4773739A (en) * | 1986-03-05 | 1988-09-27 | Hughes Aircraft Company | Self-pumped phase conjugate mirror and method using AC-field enhanced photorefractive effect |
| US4794605A (en) * | 1986-03-13 | 1988-12-27 | Trw Inc. | Method and apparatus for control of phase conjugation cells |
| US4767195A (en) * | 1986-03-21 | 1988-08-30 | Hughes Aircraft Company | System and method for encoding information onto an optical beam |
| US4831333A (en) * | 1986-09-11 | 1989-05-16 | Ltv Aerospace & Defense Co. | Laser beam steering apparatus |
| JPS6378284A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-08 | Photo Composing Mach Mfg Co Ltd | パタ−ン認識方法および装置 |
| US4762397A (en) * | 1987-06-19 | 1988-08-09 | Hughes Aircraft Company | Optical phase conjugator with spatially resolvable thresholding utilizing liquid crystal light valve |
| US4778261A (en) * | 1987-10-13 | 1988-10-18 | University Of Rochester | Method and apparatus for non-frequency-shifted, phase conjugation of optical waves by brillouin-enhanced four-wave mixing |
| US4769820A (en) * | 1987-10-16 | 1988-09-06 | Avco Research Laboratory, Inc. | Means for and method of improving transmission of a data carrying laser beam |
| IL90034A (en) * | 1989-04-19 | 1992-07-15 | Electro Optics Ind Ltd | Raman shifting device |
| US4934779A (en) * | 1989-04-24 | 1990-06-19 | Hughes Aircraft Company | System and method for low noise optical retroreflection with gain |
-
1989
- 1989-10-10 US US07/419,308 patent/US5038359A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-09-25 IL IL95788A patent/IL95788A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1990-09-28 EP EP19900118740 patent/EP0422468A3/en not_active Ceased
- 1990-10-11 JP JP2270655A patent/JPH073525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| レーザー学会編「レーザーハンドブック」（昭５７−１２−１５）オーム社ＰＰ．１４５〜１４７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0422468A3 (en) | 1992-04-15 |
| US5038359A (en) | 1991-08-06 |
| IL95788A0 (en) | 1991-06-30 |
| EP0422468A2 (en) | 1991-04-17 |
| JPH03132725A (ja) | 1991-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH073525B2 (ja) | 逆反射されたシードビームを生成するために疑似共役器を使用する自己ポンプ光位相共役方法および装置 | |
| Cronin‐Golomb et al. | Passive phase conjugate mirror based on self‐induced oscillation in an optical ring cavity | |
| EP0009108B1 (en) | An improved laser having a nonlinear phase conjugating reflector | |
| US4529273A (en) | Passive phase conjugate mirror | |
| US5917844A (en) | Apparatus for generating orthogonally polarized beams having different frequencies | |
| GB2215074A (en) | Acousto-optic tunable filter | |
| EP0095563B1 (en) | Opto-optical light deflector | |
| Yeh | Photorefractive phase conjugators | |
| US4921335A (en) | Optical phase conjugate beam modulator and method therefor | |
| US5852620A (en) | Tunable time plate | |
| US4934779A (en) | System and method for low noise optical retroreflection with gain | |
| JPS5924831A (ja) | 光−光学的光偏向器 | |
| US3529886A (en) | Iodic acid acousto-optic devices | |
| US4911537A (en) | Bird-wing phase conjugator using mutually incoherent laser beams | |
| KR100458677B1 (ko) | 유도 브릴루앙 산란 및 내부 공진기형 2차 조화파 발생을이용한 라만 레이저 발진 장치 및 방법 | |
| Ewbank et al. | Fidelity of passive phase conjugators | |
| US5285309A (en) | Laser light wavelength shifter | |
| RU2011206C1 (ru) | Способ формирования плоской волны лазерного излучения для локации удаленных объектов и устройство для его осуществления | |
| JPH03505266A (ja) | リアルタイム―ダイナミック―ホログラフィ像記憶装置 | |
| Wang | Optical Phase Conjugation and Image Reconstruction | |
| Yariv et al. | Optical associative memories based on photorefractive oscillations | |
| US3425771A (en) | Laser deflection system for display applications | |
| Eichler et al. | Mirrors | |
| Eason | Optical processing using phase conjugation | |
| FILTER et al. | C-AXIS |