JPH10232416A - ループ形態で4波混合を使用する小型位相共役反射器 - Google Patents

ループ形態で4波混合を使用する小型位相共役反射器

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JPH10232416A
JPH10232416A JP9298712A JP29871297A JPH10232416A JP H10232416 A JPH10232416 A JP H10232416A JP 9298712 A JP9298712 A JP 9298712A JP 29871297 A JP29871297 A JP 29871297A JP H10232416 A JPH10232416 A JP H10232416A
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loop
optical
polarization
epsilon
cell
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JP9298712A
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English (en)
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Alexander A Betin
アレキサンダー・エー・ベティン
Metin S Mangir
メティン・エス・マンガー
David A Rockwell
デイビッド・エー・ロックウェル
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Raytheon Co
Original Assignee
Hughes Aircraft Co
HE Holdings Inc
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    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/353Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3536Four-wave interaction
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
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    • HELECTRICITY
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    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10076Controlling 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、実際的な光学用として使用できる
小型のループ4波混合位相共役装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】 透明な前面22と、反射性の背面16と、そ
の間に挟まれた光学的非線形媒質14とよりなる非線形セ
ル12を備え、信号ビームε1 は非線形セル12の前面に入
射し背面16で反射されてループビームε2 として出力さ
れ、このループビームε2 を非線形セル12に戻して非線
形セル12中でループビームε2 を信号ビームε1 と交差
させて光学的に干渉させ、セル中に屈折率格子を形成す
るリレー光学系18, 20を設けて光学ループを形成し、こ
の光学ループ中にループビームε2の伝播方向の光学損
失が逆方向の光学損失より大きい非可逆的光学損失の光
ダイオード24とリングレーザ共振器を形成する光利得媒
質体26とを配置し、発振ビームε3 がループビームε2
の伝播方向と逆方向で発振することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位相共役反射器に関
し、特に4波混合を使用する小型のループ形態位相共役
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光位相共役は、任意の光ビームにおける
各平面波の伝播方向および全体的な位相係数の両者を正
確に反転させるために非線形的な光学効果を使用するよ
く知られた技術である。
【0003】4波混合は、位相共役を行うための一般的
なよく知られた非線形的なプロセスである。4波混合に
よる位相共役への序論として、文献(John H.Marburge
r,"Improvements upon the Simple Theory of Degenera
te Four-Wave Mixing",in Opt ical Phase Conjugation,
Ed.Robert A.Fisher,Academic Press,Florida (1983),p
age 99-125 )を参照されたい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】典型的に4波混合を使
用する位相共役には、多ポンピングビームが非線形的な
形態(regim) に媒質を追い込むことが必要である。この
要求を満足させるために、大型で複雑な光学アーキテク
チャが典型的に使用され、それが実際的なレーザ装置に
おける4波混合共役の使用を不可能にしている。
【0005】文献(I.M.Bel'dyugin, M.G.Galushkin,an
d E.M.Zemskov,"Wavefront reversal of optical radia
tion using feedback in four-wave interaction",Sovi
et J ournal of Quantum Electronics,Vol.14,No.5,page
s 602-605(1984),and A.A.Betin & N.Yu.Rusov,"Struct
ure of lasing modes generated as a result of a fou
r-wave interaction with feedback",Soviet Journal o
f Quantum Electronic s,Vol.18,No.5,pages 657-663(19
88) )に記載されているループ4波混合位相共役では、
位相共役されるべき信号ビームから多ポンピングビーム
を発生させることによって、より簡単なアーキテクチャ
が使用されている。しかしながら、これらの共役装置は
実験的に公表されただけであり、実際的な適用において
使用するための小型パッケージ化方法は開発されていな
い。
【0006】上記の問題を考慮して、本発明の目的は、
実際的な光学用途において使用されることのできる小型
のループ4波混合位相共役装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、反射性の非
線形セルおよびリレー光学系を使用することによって達
成される。信号ビームは非線形セルに導かれ、ここにお
いてそれはセル内に含まれた非線形媒質を通過し、ルー
プビームとして非線形媒質を通ってセルから反射され
る。リレー光学系はループビームを非線形セルに導き、
ここにおいてそれは信号ビームと交差し、かつ光学的に
干渉して、非線形媒質中に屈折率格子を形成する。リレ
ー光学系、および屈折率格子からの反射が光学的なルー
プを形成する。
【0008】ループを伝播するビームに光利得を与える
ために光利得媒質体がループ中に位置される。さらに、
ループビームの方向に沿って伝播するビームに対するも
のより大きい非可逆的損失をループ中で生成するよう
に、光ダイオードもまたループ中に配置されている。
【0009】光利得媒質体は、光学ループをリングレー
ザ共振器に変換する。光ダイオードおよび利得媒質体
は、発振ビームが共振器中の光学雑音から生じ、ループ
ビームの伝播方向と逆方向で発振するようにループ中に
位置されている。発振ビームの一部分は、屈折率格子に
よって透過され、非線形セルの反射部分から反射して、
位相共役出力ビームとしてセルから出力される。発振ビ
ームの小部分は、屈折率格子によってループ中に回折さ
れ、ループ中でのレーザ作用を維持する。
【0010】
【発明の実施の形態】当業者は、本発明のこれらおよび
その他の特徴および利点を以下の好ましい実施形態の詳
細な説明および添付図面から理解するであろう。図1は
本発明の基本原理を示し、反射器を有する非線形セルが
高度に小型のパッケージでセルの非線形媒質中の相互作
用領域の映像を増幅器にリレーし、かつそこから戻す単
レンズの光学系と組合されている。信号ビームε1 は、
非線形媒質14および反射背面16を含む非線形セル12に導
かれる。信号ビームε1 は、セル12に入射し、反射背面
16から反射して、このセル12からループビームε2 とし
て出力される。その後、それは1対の結像レンズ2およ
び4を通過し、ビーム路には光ダイオード24、これに続
いて光利得媒質体から形成された増幅器26が配置されて
いる。その後、ループビームε2 はレンズ6によって反
射器8に焦点を結ばれ、この反射器8がこのビームを反
射ビームε2 ' としてレンズ6、増幅器26およびレンズ
2,4(光ダイオード24を除く)を通過させて非線形セ
ル12に再度導き、その結果ループビームε2 ' は非線形
媒質14において信号ビームε1 と光学的に干渉し、屈折
率格子22を形成する。
【0011】光ダイオード24および光増幅器26は、レン
ズ2,4および6、反射器8並びに屈折率格子22によっ
て形成された光ループ中に位置されている。光ダイオー
ド24は、ループビームε2 の伝播方向に沿って伝播する
ビームに対するものより大きい非可逆的光学損失をルー
プ中で生成する。したがって、ループビームε2 はそれ
がダイオード24を通過したときに高度に減衰される。光
増幅器26は、それを通過した任意の光ビームに光利得を
与え、光学ループをリングレーザ共振器に変換する。
【0012】動作において、光ダイオード24によって導
入された非可逆的損失のために、発振ビームε3 が共振
器/ループ中の光学雑音から生じ、ループビームε2
伝播方向と逆方向において発振する。ビームの一部分ε
3 ' は、屈折率格子22によって回折され、ビームε3
してループ中に残留し、ループ中でのレーザ作用を維持
し、一方別の部分は屈折率格子22を透過して、反射背面
16から反射し、位相共役出力ビームε4 としてセル12か
ら出力される。同様に、ビームの一部分ε2 'はビーム
ε2 ''としてセル12から出る。背面16から反射されたε
3 ビームの一部分もまた、それがセル12から出る前に格
子によって回折され、ループ内に残る。ビームε4 およ
びε2 ''は、セルの軸11に対してそれらの元のビームε
3 およびε2 ' と等しい角度で、かつこの軸に関してそ
れらとは反対側からセルを出る。
【0013】図2は、光ダイオード24および増幅器26が
セル12から出るビームε2 と一直線上に位置され、1対
の反射器18,20がほぼ三角形の通路で増幅器26の出力を
セルに戻す1実施形態を示す。この実施形態において、
ビーム分割器であることが好ましいビーム指向装置10
は、入力信号ビームε1 をセル12中に導き、入力ビーム
から分離された通路に沿って出力ビームε4 を伝送す
る。
【0014】図3乃至6は、本発明の好ましい実施形態
を示している。図3では、信号ビームε1 が右側から入
射している。このビームは、焦点距離f1 およびf2
それぞれ有し、かつ1より大きい倍率M=(f2
1 )を有する2つの結像レンズ28および30であること
が好ましい結像装置を通過する。レンズ28および30は、
入力平面32を非線形セル12中に結像する。
【0015】非線形セル12は、前面ウインドウ34および
背面ウインドウ36、並びにそれらの間に挟まれた非線形
媒質38から構成されていることが好ましい。ウインドウ
はクランプ40により一緒に保持されていることが好まし
く、非線形媒質38の厚さの制御を行うためにスペーサ42
が使用されることが好ましい。背面ウインドウ36はその
内面上に反射性被覆39を有しており、それは金属上に誘
電体が被覆された形態で付着された金属被覆であること
が好ましい。
【0016】セル12において非線形媒質38の任意のタイ
プのものを使用することができる。しかしながら、好ま
しい実施形態では、熱ベースの非線形性を有する吸収性
の非線形媒質38が使用されている。波長が1ミクロンの
信号ビームε1 に対して、非線形媒質38はアセトンベー
スの硝酸銅であることが好ましく、硝酸銅の量および非
線形媒質38の厚さは、信号ビームε1 がこの媒質38を1
度通過するたびに、ほぼ5乃至15%吸収されるように
調節される。ウインドウ34は、信号ビームε1の波長で
光学的に透明でなければならない。
【0017】信号ビームε1 は、非線形媒質38を通過
し、反射性被覆39から反射し、ループビームε2 として
セル12から出る。同一の2つのレンズ28および30は、こ
のループビームε2 を1mm波長用のNd:ガラスまた
はNd:YAGのスラブ増幅器43であることが好ましい
光利得媒質体中に結像する。スラブ増幅器43は技術的に
よく知られており、文献(J.M.Eggleston,et al.,"Slab
-Geometry Nd:glass Laser Performance Studies",Opti
cs Letters,vol.7,no.9,May 1982,pages 405-407、およ
びM.E.Brodov,et al.,"Eight-Pass Neodymium Glass Sl
ab Amplifier with a Waveguide and with Phase Conju
gation",Soviet Journal of Quantum Elec tronics,Vol.
17,No.10,October 1987,pages 1265-1266 )に記載され
ている。ロッド増幅器のような別の光利得媒質体もまた
使用可能である。
【0018】レンズ30の両側にある光学楔44および46
は、ループビームε2 が信号ビームε1 と正反対の通路
をたどって、入口平面32でこの信号ビームε1 と同じ場
所に進むことを阻止するのに十分に信号ビームε1 を偏
向するために使用される。レンズ対28および30の倍率
は、ループビームε2 に含まれた領域が増加されて、ス
ラブ増幅器43の開口のほぼ1/2を満たすように選択さ
れる。ループビームε2 はスラブ増幅器43を一度通過し
た後、第2の増幅通過のためにレンズ48および反射器50
によって何度も反射され、スラブ増幅器43の残りの1/
2の開口中に結像される。第2の増幅通過後のループビ
ームε2 をループビームε2 ' で示す。
【0019】レンズ30とスラブ増幅器43との間の光学楔
52および54は、ループビームε2 の伝播路からループビ
ームε2 ' の伝播路をさらに分離するためにこのループ
ビームε2 ' を角度を付けて偏向する(偏向角度はそれ
ぞれ0.5°および0.3°が好ましい)。ループビー
ムε2 ' は楔52および54を通過した後、レンズ28および
30によって結像され、光ダイオード56に導かれる。
【0020】光ダイオード56を通るループビームε2 '
の通路は図4および5に示されており、これらの図は、
図3に示された平面に対して垂直の平面に沿って見たと
きの概略図であり、ビーム路F−G−H−J−H´−G
´−F´を示している。
【0021】図4は、直線偏光された信号ビームε1
より使用される光ダイオード56の好ましい実施形態を示
す。この形態において、光ダイオードはファラデー回転
子58、1/2波長板60、偏光分離器62、および反射器6
4,66,68を備えている。ファラデー回転子58は非可逆
的光学素子であり、ビームが伝播する方向にかかわらず
それを通過する光ビームの偏光をほぼ45°回転させ
る。それとは対照的に、1/2波長板60は、可逆的光学
素子である。1/2波長板を通過したビームの偏光の回
転方向は、ビームの伝播方向に依存する。1/2波長板
は、直線偏光されたビームの電界がファラデー回転子に
より与えられる回転に極めて近いように回転されるよう
に設定される。偏光分離器62は、1つの直線偏光成分を
伝送し、かつこれに直交する成分を反射する偏光ビーム
分割器であることが好ましい。ファラデー回転子58、1
/2波長板60、および偏光分離器62の組合せは、一般的
なよく知られている光学アイソレータの構成方法であ
る。
【0022】ファラデー回転子58、1/2波長板60、お
よび偏光分離器62は、ループビームε2 ' の大部分が偏
光ビーム分割器62によって光ループから反射されるよう
に、またループビームε2 ' と逆方向に進行するビーム
が偏光ビーム分割器62によりほとんど或は全く反射され
ずに伝送されるように調節される。
【0023】光ダイオード56の動作を示すために、ルー
プビームε2 ' は図4の平面に関して垂直に偏光される
と仮定する。ループビームε2 ' がファラデー回転子58
に入射したとき、その偏光は+45°だけ回転される。
その後、ビームは1/2波長板60に入り、これがさらに
+45°だけその偏光を回転するため、この偏光はほぼ
水平になる。その後、反射器64は、その光軸が水平偏光
を全反射し、かつ残りの偏光を透過するように方位付け
されている偏光ビーム分割器62にビームを導く。反射器
66および68は、レンズ28によりビームがレンズ30に送ら
れる角度でビームの伝送された部分をレンズ28に導く。
【0024】ループビームε2 ' と逆の方向に進行し、
かつこのループビームε2 ' (光ダイオード56に入射す
る前の)と同じ垂直偏光のビームε3 に対して、ビーム
ε3の大部分はビーム分割器62(水平偏光を反射し、か
つ垂直偏光だけを透過するように方位付けられた)を通
過する。ビームε3 が1/2波長板60を通過したとき、
1/2波長板60は可逆的偏光回転子なので、その偏光は
−45°だけ回転され、またビームε3 はループビーム
ε2 ' と逆方向に進行する。しかしながら、ファラデー
回転子58は非可逆的偏光回転子(伝播方向に対して無感
応)なのでビームε3 の偏光を+45°回転させる。こ
れはビームε3 の偏光の回転を元の垂直偏光に戻す。
【0025】本発明は、図5に示された光ダイオード56
を使用することによって偏光のない信号ビームε1 にも
適合し、この光ダイオード56は偏光のないビームに適合
するように修正されている。この光ダイオードの実施形
態の動作は、偏光のないループビームε2 ' を2つの直
交する偏光成分に分離するために第2の偏光ビーム分割
器70が使用されることを除き、上述されたものと同じで
ある。各偏光成分72および74は、各ファラデー回転子5
8,76および各1/2波長板60,77を通過し、偏光成分7
4が反射器78によってそのファラデー回転子76および1
/2波長板77にそれぞれ導かれる。その後、偏光成分7
2,74は偏光ビーム分割器62に導かれる。この実施形態
において、偏光ミキサ(1/2波長板80により構成され
ていることが好ましい)がループビームε2 ' の通路に
位置されていることが好ましい。1/2波長板80は、そ
れを通過した偏光されないビームの水平偏光成分と垂直
偏光成分との間でエネルギを転送する。以下、この偏光
混合の目的を説明する。偏光ミキサ80は、ループ内のそ
の他多数の位置に設けられることができる。
【0026】光ダイオード56を通過した後のループビー
ムをループビームε2 ''で示し、それはレンズ28および
30によりスラブ増幅器43中に再度結像される。第1およ
び第2の増幅器通過と同様に、レンズ対28および30の倍
率は、ループビームε2 ''の大きさがスラブ増幅器43の
開口のほぼ1/2を満たすように選択される。ビームε
2 ' とε2 ''との間の分離角度φは、これらビームがス
ラブ増幅器43中の異なるジクザグ路に沿って伝播するよ
うに、反射器66および68を傾斜することによって選択さ
れる。
【0027】ループビームε2 ''はスラブ増幅器43を3
度通過された後、第4の増幅器通過のためにレンズ82お
よび反射器84により何度も反射されて、スラブ増幅器43
の残りの1/2の開口中に結像される。第4の増幅通過
後のループビームε2 ''をループビームε2 ''' で示
し、その通路を図6に示す。なお、この図6は図3に示
された平面に垂直な第2の平面に沿ったときの概略図で
あり、ビーム路C−D−E−FおよびF´−E´−D´
−Cを示している。
【0028】ビームε2 ''' は、レンズ対28および30を
通る別の通路をたどり、非線形セル12中に再度結像さ
れ、この時点で光ループ一周が完了する。ビーム
ε2 ''' は、非線形媒質38において信号ビームε1 と光
学的に干渉し、屈折率格子(示されていない)を形成す
る。信号ビームが偏光されていない場合、偏光されない
信号ビームε1 および結果的なループビームε2 ''' と
いう2つの直交する偏光成分のそれぞれに対して、2つ
の別個の屈折率格子が書込まれる。ビームε2 ''' が増
幅器中に再度結像されることを阻止するために、ビーム
ε2 ''' が非線形セル12から反射した後、ビーム
ε2 ''' の通路中に適切なビームブロックまたは楔が位
置されなければならない。
【0029】上述のように、偏光されない信号ビームの
実施形態では、偏光ミキサ(図5の素子80)がループビ
ームの2つの直交する偏光成分を混合するために使用さ
れる。偏光されない信号ビームε1 は、S偏光成分(I
in,s)とP偏光成分(Iin,p)とからなる。偏光ミキサ
80において、これら2つの成分からのエネルギが交換/
混合される。したがって、非線形セル12におけるループ
ビームε2 ''' のS偏光成分は、信号ビームε1 のSお
よびPの両偏光成分(Iin,sおよびIin,p)からの情報
を含んでいる。同様に、ループビームε2 ''' のP偏光
成分もまたIin ,sおよびIin,pからの情報を含んでい
る。その結果、信号ビームε1 およびループビーム
ε2 ''' が光学的に干渉した時に非線形媒質38に書込ま
れた格子は、両偏光を結合する。
【0030】非線形セル12におけるループビーム
ε2 ''' のSおよびP偏光成分の強度をそれぞれI2,s
およびI2,p で示す。偏光されない信号ビームε1 の偏
光の適切な位相共役に対して、比率I2,p /I2,s が適
切に調節されなければならない。これは、適切な比率に
達するまで1/2波長板80を回転することによって実験
的に行われることができる。
【0031】再び図4乃至6を参照すると、レーザ発振
ビームε3 は共振器/ループ中の光学雑音から生じ、ビ
ームε3 に対してほとんど損失を生成しないが、ビーム
ε2' に対しては大きい損失を生じさせる光ダイオード5
6によって導入された非可逆的損失によってループビー
ムε2 ' の伝播方向とは逆の方向において発振する。図
3を参照すると、ビームの一部分ε3 ' は、屈折率格子
(または偏光されない信号ビーム用の格子)によって回
折され、ループ中に残留し、一方別の部分は格子を透過
して伝送され、ウインドウ36の反射背面39から反射し、
位相共役出力ビームε4 としてセル12から出力される。
【0032】実施形態の説明のために、以下において1
20mm−mradのビームの発散・開口の積(ほぼ1
00倍回折制限された)を有し、かつ6mm×14mm
の寸法を有する長方形開口から生じる入力信号ビームε
1 に対して設計された小型のループ4波混合位相共役装
置に対して設計パラメータを示す。このタイプの信号ビ
ームに対して、レンズ28および30は25cmおよび35
cmの各焦点距離と、65mmの直径を有していること
が好ましい。これらの焦点距離は、1.4の倍率(f2
/f1 )を生成し、それによって非線形媒質38中にほぼ
4mm×10mmのスポットサイズが生成される。図3
の概略的な実施形態は、10mmの長さに平行な平面に
存在しており、この寸法は非線形セル12中に進行するほ
ぼ12mradの最大角度のビーム広がりに対応してい
る。信号ビームε1 とループビームε2 との間の分離角
度θは、非線形セル12を適切に方位付けることによって
このビーム発散を越えるように調節される。例えば、ほ
ぼ50mradの分離角度θは、12mradのビーム
発散をほぼ4倍も越える。
【0033】図4,5および6の平面(信号ビームε1
に平行な4mmの長さ)において、ビーム発散角度は3
0mradである。アーキテクチャにおける別の問題と
される角度はφである。この角度はスラブ増幅器43の幾
何学形状によって決定され、このスラブ増幅器43は、6
mmの幅、28mmの高さ、および1度の通過当りほぼ
3.9の小さい信号利得強度を有するNd:YAGスラ
ブ増幅器43であることが好ましい。特にφは、ループビ
ームε2 ' およびε2 ''がスラブ増幅器43を通った異な
る通路に沿って伝播する(ビームがスラブ増幅器43を通
った異なる整数回のジグザグ反射を行う)ことを可能に
する値に設定される。増幅器53を通る2つの別個の通路
を得るためにこのような分離角度を使用することを、典
型的に“角度多重化(angular multiplexing)”と呼んで
いる。この実施形態に対して、φはほぼ4°であること
が好ましく、これは結果的に非線形セル12においてビー
ムε2 とε2 ''' との間に5.6°の角度φ´を生じさ
せる。これらの角度は、図4および5の反射器66および
68を調節することによって設定される。この実施形態に
対して、光ダイオード56の光透過率は、ビームε2 ' に
対してほぼ5乃至10%、またこのビームε2 ' と逆方
向に伝播するビーム(光学雑音から生じるビームε
3 等)に対してほぼ90乃至100%であることが好ま
しい。
【0034】図7は、図3のライン7−7に沿った平面
で見たときのレンズ28の上面図であり、ループビームが
レンズ28を通過する時に、それらがどのようにして間隔
を隔てられているかを示す。レンズ28に関して示された
近似的なビーム寸法には、2つの直交する寸法に対する
各ビーム発散値によるビーム拡散効果が含まれる。
【0035】当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱する
ことなく種々の変更および別の実施形態を認識するであ
ろう。このような変更および別の実施形態は、添付され
た特許請求の範囲の技術的範囲を逸脱することなく考慮
され、実現されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本原理を示した概略図。
【図2】本発明の1実施形態を示した概略図。
【図3】本発明の好ましい実施形態を示した概略図。
【図4】直線偏光された信号ビームにより使用される光
ダイオードの1実施形態もまた示されている図3に示さ
れた平面に垂直な平面に沿って見たときの図3の実施形
態の概略図。
【図5】偏光されていない信号ビームにより使用される
光ダイオードの第2の実施形態が示されている図4と同
じ平面に沿って見たときの図3の実施形態の概略図。
【図6】図3に示された平面に垂直な第2の平面に沿っ
て見たときの図3の実施形態の概略図。
【図7】図3のライン7−7に沿って見たときの上面
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メティン・エス・マンガー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90402、サンタ・モニカ、シックスティー ンス・ストリート 536 (72)発明者 デイビッド・エー・ロックウェル アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90232、カルバー・シティー、ジャスミ ン・アベニュー 4482

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的に透過性の前面と、光学的に反射
    性の背面と、前記前面と背面との間の光学的に非線形的
    な媒質とを備えた非線形セルと、 前記非線形セルの前面に導かれ、このセルを通って伝播
    し、前記反射性の背面で反射され、前記セルを通って伝
    播して戻り、ループビームε2 として前記セルから出力
    される信号ビームε1 と、 ループビームε2 が前記セルにおいて前記信号ビームε
    1 と交差し、それと光学的に干渉して前記セル中に屈折
    率格子を形成するために前記セルから出力されたループ
    ビームε2 を前記非線形セルに戻すように導くリレー光
    学系とを備え、このリレー光学系は前記屈折率格子と共
    に光学ループを形成しており、 さらに、前記光学ループ中に位置され、ループビームε
    2 の伝播方向に伝播する光ビームに対する光学損失が逆
    方向に伝播する光ビームに対する光学損失より大きい非
    可逆的光学損失を前記光学ループ中で生成する光ダイオ
    ードと、 前記光学ループ中に位置され、前記光学ループと共にリ
    ングレーザ共振器を形成する光利得媒質体とを具備して
    おり、 前記光ダイオードおよび利得媒質体は、発振ビームε3
    が前記共振器中の光学雑音から生成され、ループビーム
    ε2 の伝播方向と逆方向において発振するように前記光
    学ループ中に位置され、発振ビームε3 の一部分が屈折
    率格子によって透過され、前記非線形セルの反射性背面
    で反射されて出力ビームε4 として前記セルから出力さ
    れることを特徴とする小型ループ位相共役装置。
  2. 【請求項2】 前記非線形セルは、 前面ウインドウおよび背面ウインドウと、 前記前面ウインドウの内面と前記背面ウインドウの内面
    との間に挟まれた非線形媒質と、 前記背面ウインドウの内面上の反射性被覆とを有してい
    る請求項1記載の位相共役装置。
  3. 【請求項3】 直線偏光された信号ビームに対して、前
    記光ダイオードは、 ループビームε2 の通路中に位置され、前記ループビー
    ムε2 に非可逆的な位相シフトを与えるファラデー回転
    子と、 ループビームε2 の通路中に位置され、前記ループビー
    ムε2 に可逆的な位相シフトを与える可逆的偏光回転子
    と、 ループビームε2 の通路中において前記ファラデー回転
    子および前記可逆的偏光回転子の後方に位置され、異な
    る通路に沿って伝播する第1の偏光成分とそれと直交す
    る第2の偏光成分とにループビームε2 を分離する偏光
    分離器とを具備し、 前記ファラデー回転子、可逆的偏光回転子および偏光分
    離器が、ループビームε2 の大部分が前記偏光分離器に
    よって前記共振器からそらされ、ループビームε2 と逆
    方向に伝播する光ビームが前記共振器からそらされない
    ような方向で配置されている請求項1記載の位相共役装
    置。
  4. 【請求項4】 偏光されていない信号ビームに対して前
    記光ダイオードは、 ループビームε2 ''の通路中に位置され、第1および第
    2の通路に沿ってそれぞれ伝播する第1の偏光成分とそ
    れと直交する第2の偏光成分とにループビームε2 ' を
    分離する第1の偏光分離器と、 前記第1の通路に沿って位置され、前記第1の偏光成分
    に非可逆的位相シフトを与える第1のファラデー回転子
    と、 前記第1の通路に沿って位置され、前記第1の偏光成分
    に可逆的位相シフトを与える第1の可逆的偏光回転子
    と、 前記第2の通路に沿って位置され、前記第2の偏光成分
    に非可逆的位相シフトを与える第2のファラデー回転子
    と、 前記第2の通路に沿って位置され、前記第2の偏光成分
    に可逆的位相シフトを与える第2の可逆的偏光回転子
    と、 前記第1および第2の偏光成分がそれらの各ファラデー
    回転子および可逆的偏光回転子を通過した後にそれらを
    受けるように位置された第2の偏光分離器とを具備して
    おり、 前記偏光分離器、ファラデー回転子および可逆的偏光回
    転子が、ループビームε2 ' の大部分が前記共振器から
    そらされ、ループビームε2 ' と逆方向に伝播する光ビ
    ームが前記共振器からそらされないような方向で配置さ
    れている請求項1記載の位相共役装置。
  5. 【請求項5】 さらに、前記共振器中を伝播する光ビー
    ムの偏光成分を混合する偏光ミキサを前記共振器中に具
    備している請求項4記載の位相共役装置。
JP9298712A 1996-10-30 1997-10-30 ループ形態で4波混合を使用する小型位相共役反射器 Pending JPH10232416A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/741,274 US5726795A (en) 1996-10-30 1996-10-30 Compact phase-conjugate mirror utilizing four-wave mixing in a loop configuration
US741274 2000-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10232416A true JPH10232416A (ja) 1998-09-02

Family

ID=24980064

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JP9298712A Pending JPH10232416A (ja) 1996-10-30 1997-10-30 ループ形態で4波混合を使用する小型位相共役反射器

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US (1) US5726795A (ja)
EP (1) EP0840162A3 (ja)
JP (1) JPH10232416A (ja)

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Also Published As

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EP0840162A2 (en) 1998-05-06
US5726795A (en) 1998-03-10
EP0840162A3 (en) 2000-06-07

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