JPH11326973A - 制御可能な多波長出力をもつ超短パルス光源 - Google Patents
制御可能な多波長出力をもつ超短パルス光源Info
- Publication number
- JPH11326973A JPH11326973A JP11070968A JP7096899A JPH11326973A JP H11326973 A JPH11326973 A JP H11326973A JP 11070968 A JP11070968 A JP 11070968A JP 7096899 A JP7096899 A JP 7096899A JP H11326973 A JPH11326973 A JP H11326973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrashort
- pulse
- wavelength
- optical
- laser
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 115
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 14
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- XTEOJPUYZWEXFI-UHFFFAOYSA-N butyl n-[3-[4-(imidazol-1-ylmethyl)phenyl]-5-(2-methylpropyl)thiophen-2-yl]sulfonylcarbamate Chemical compound S1C(CC(C)C)=CC(C=2C=CC(CN3C=NC=C3)=CC=2)=C1S(=O)(=O)NC(=O)OCCCC XTEOJPUYZWEXFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NHRJXDCEJAJBJO-UHFFFAOYSA-N n-[2-(4-chlorophenoxy)ethyl]-n-(2-methylphenyl)-2-piperidin-1-ylacetamide;hydrochloride Chemical compound Cl.CC1=CC=CC=C1N(C(=O)CN1CCCCC1)CCOC1=CC=C(Cl)C=C1 NHRJXDCEJAJBJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 13
- 238000012014 optical coherence tomography Methods 0.000 description 12
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001574 biopsy Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000010399 three-hybrid screening Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100035924 Gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 2 Human genes 0.000 description 1
- 101001000703 Homo sapiens Gamma-aminobutyric acid type B receptor subunit 2 Proteins 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000010378 Pulmonary Embolism Diseases 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 210000003815 abdominal wall Anatomy 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000002570 electrooculography Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G02F1/29—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 for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02007—Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
- G01B9/02012—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation
- G01B9/02014—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using temporal intensity variation by using pulsed light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
- G01B9/02091—Tomographic interferometers, e.g. based on optical coherence
-
- 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
- G02F1/29—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 for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
-
- 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
- G02F1/3532—Arrangements of plural nonlinear devices for generating multi-colour light beams, e.g. arrangements of SHG, SFG, OPO devices for generating RGB light beams
-
- 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
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
- G02F1/395—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves in optical waveguides
-
- 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
- G02F1/29—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 for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
- G02F1/335—Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure
-
- 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
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
-
- 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
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/124—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode interdigital
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/26—Pulse shaping; Apparatus or methods therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】固定波長の超短光パルスを出す単一光源から可
変あるいは可調波長の超短光パルスを発生させるための
方法と装置を提供するとともに、同様の単一光源を使っ
て複数の波長の超短光パルスを発生させるための方法と
装置を提供する。複数の波長変換チャネル間の選択のた
めのレーザシステム出力の高速制御を提供する。又レー
ザシステムの単一出力で複数波長を提供する。 【解決手段】固定された波長の超短パルスを発生するた
めのレーザ発生器と、少なくとも一つの波長変換チャネ
ルとからなる多波長超短パルスレーザシステムで達成さ
れる。ファイバレーザシステムが単一波長の超短パルス
を発生するために使われる。光学的に分離したスイッチ
マトリックスは、レーザ発生器からのパルスを波長変換
チャネルに向かわせる。光学的に結合するスイッチマト
リックスは波長変換チャネルの下流に配置され、分離し
た波長変換チャネルからの出力を単一の出力チャネルに
結合させる。
変あるいは可調波長の超短光パルスを発生させるための
方法と装置を提供するとともに、同様の単一光源を使っ
て複数の波長の超短光パルスを発生させるための方法と
装置を提供する。複数の波長変換チャネル間の選択のた
めのレーザシステム出力の高速制御を提供する。又レー
ザシステムの単一出力で複数波長を提供する。 【解決手段】固定された波長の超短パルスを発生するた
めのレーザ発生器と、少なくとも一つの波長変換チャネ
ルとからなる多波長超短パルスレーザシステムで達成さ
れる。ファイバレーザシステムが単一波長の超短パルス
を発生するために使われる。光学的に分離したスイッチ
マトリックスは、レーザ発生器からのパルスを波長変換
チャネルに向かわせる。光学的に結合するスイッチマト
リックスは波長変換チャネルの下流に配置され、分離し
た波長変換チャネルからの出力を単一の出力チャネルに
結合させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数波長の超短光パル
スを発生する装置と方法に関し、特に、そのような光パ
ルスを発生し制御する光ファイバと光導波路を使った装
置と方法に関する。超短は、ここでは、１０−１５秒
（フェムト秒）〜１０−１２秒（ピコ秒）の範囲を対象
とする。
スを発生する装置と方法に関し、特に、そのような光パ
ルスを発生し制御する光ファイバと光導波路を使った装
置と方法に関する。超短は、ここでは、１０−１５秒
（フェムト秒）〜１０−１２秒（ピコ秒）の範囲を対象
とする。
【０００２】
【従来の技術】超短光パルスを発生する様々なレーザシ
ステムが従来技術の中で知られている。実用的な観点か
ら、これらシステムは２つの大きなカテゴリに分類され
る：レーザ利得媒質の使用を基本とする固体レーザシス
テムと、導波するファイバ光学素子に基づくファイバレ
ーザシステム。ファイバレーザはその固有構造により多
数の基本的な特性を有しており、その特性はファイバレ
ーザを広範な実際の用途に著しく適合させる。従来技術
の中で知られているように、ファイバレーザはコンパク
トで、ダイオードポンプが可能で、ロバスト性、再現性
に優れている。多数の理由のために、現在、超短パルス
ファイバレーザシステムに適した最も成熟した技術は、
波長約１．５５μｍの出力パルスを出すＥｒドープファ
イバを基本としている。最初、Ｅｒドープファイバは、
最も発達した希土類ドープファイバの中に位置づけられ
ている。そのようなファイバをポンピングするダイオー
ドレーザも大きく進歩している。
ステムが従来技術の中で知られている。実用的な観点か
ら、これらシステムは２つの大きなカテゴリに分類され
る：レーザ利得媒質の使用を基本とする固体レーザシス
テムと、導波するファイバ光学素子に基づくファイバレ
ーザシステム。ファイバレーザはその固有構造により多
数の基本的な特性を有しており、その特性はファイバレ
ーザを広範な実際の用途に著しく適合させる。従来技術
の中で知られているように、ファイバレーザはコンパク
トで、ダイオードポンプが可能で、ロバスト性、再現性
に優れている。多数の理由のために、現在、超短パルス
ファイバレーザシステムに適した最も成熟した技術は、
波長約１．５５μｍの出力パルスを出すＥｒドープファ
イバを基本としている。最初、Ｅｒドープファイバは、
最も発達した希土類ドープファイバの中に位置づけられ
ている。そのようなファイバをポンピングするダイオー
ドレーザも大きく進歩している。
【０００３】特に、超短パルスの発生は、レーザ共振器
内における分散の設計−制御を必要とする。これは、
１．３μｍ以上の波長でのみコンパクトなすべてのファ
イバ共振器内で達成される。そのファイバ共振器内での
光ファイバの分散は、正負どちらかの符号に合わされ
る。しかしながら、超短パルスの様々な実際の応用は、
他の動作波長、たとえば、より短い、あるいは、より長
い動作波長を必要とする。現在、これらの波長でのフェ
ムト秒パルスファイバ発振器は、共振器内の分散を制御
するために、プリズム対セットのようなバルク状外部部
品を使用することでのみ設計される。
内における分散の設計−制御を必要とする。これは、
１．３μｍ以上の波長でのみコンパクトなすべてのファ
イバ共振器内で達成される。そのファイバ共振器内での
光ファイバの分散は、正負どちらかの符号に合わされ
る。しかしながら、超短パルスの様々な実際の応用は、
他の動作波長、たとえば、より短い、あるいは、より長
い動作波長を必要とする。現在、これらの波長でのフェ
ムト秒パルスファイバ発振器は、共振器内の分散を制御
するために、プリズム対セットのようなバルク状外部部
品を使用することでのみ設計される。
【０００４】いくつかの特殊なレーザシステムの波長範
囲を拡げるための一般的でよく知られた方法は、和ある
いは差周波の光高調波発生や、光パラメトリック利得の
ような非線形光学相互作用を利用することである。高調
波発生は、光信号をより高い光周波数（より短い波長）
に変換するのにだけ適しており、波長可変あるいは多波
長出力を出すことはできない。和周波と差周波の発生
は、より高い光周波数とより低い光周波数の両方の光周
波数への信号変換を可能にし、波長同調を可能にする
が、少なくとも、２つの異なる光周波数でよく同期した
２つの光源を必要とする。したがって、これら各々の相
互作用だけでは一つの単波長信号源から多波長あるいは
波長可変出力を供給することができない。
囲を拡げるための一般的でよく知られた方法は、和ある
いは差周波の光高調波発生や、光パラメトリック利得の
ような非線形光学相互作用を利用することである。高調
波発生は、光信号をより高い光周波数（より短い波長）
に変換するのにだけ適しており、波長可変あるいは多波
長出力を出すことはできない。和周波と差周波の発生
は、より高い光周波数とより低い光周波数の両方の光周
波数への信号変換を可能にし、波長同調を可能にする
が、少なくとも、２つの異なる光周波数でよく同期した
２つの光源を必要とする。したがって、これら各々の相
互作用だけでは一つの単波長信号源から多波長あるいは
波長可変出力を供給することができない。
【０００５】光パラメトリック相互作用は、一つの単一
波長信号源を使って可変あるいは多波長変換を行うのに
適している。さらに、光パラメトリック変換は、パラメ
トリック相互作用と上述の相互作用のうちの少なくとも
一つと組み合わせることで、光信号をより低い光周波数
（より長波長）にのみ変換することを可能にするが、信
号光周波数より高いあるいは低いどちらの光周波数も得
られる。
波長信号源を使って可変あるいは多波長変換を行うのに
適している。さらに、光パラメトリック変換は、パラメ
トリック相互作用と上述の相互作用のうちの少なくとも
一つと組み合わせることで、光信号をより低い光周波数
（より長波長）にのみ変換することを可能にするが、信
号光周波数より高いあるいは低いどちらの光周波数も得
られる。
【０００６】パラメトリック光周波数変換の一般的な欠
点は、自然量子変動ノイズを微視的なレベルから巨視的
なレベルに増幅するのに十分な高いパラメトリック利得
を達成するために、すなわち、十分な信号エネルギ変換
を達成するために、高いピークパワと高いパルスエネル
ギが必要になるということである。必要なエネルギは、
典型的なモードロックされた超短パルスレーザ発振器か
ら直接発生されるエネルギよりもはるかに大きいという
ことが、従来からよく知られている。既知の最良の実験
結果は、Galvanauskas等によって"Fiber-laser based f
emtosecond parametric generator in bulk periodical
ly poled LiNbO3"; Optics Letters, Vol.22, No.2, Ja
nuary, 1997 に報告されたように、バルクの周期的にポ
ーリング（電場配向）されたニオブ酸リチウム結晶中で
光パラメトリック発生（ＯＰＧ）のしきい値が〜５０ｎ
Ｊで、約１００ｎＪのときのＯＰＧ変換効率が〜４０％
である。それに対して、ファイバレーザからの典型的な
フェムト秒モードロックパルスエネルギは、１０ｐＪ〜
１０ｎＪの範囲であり（Fermann等によって"Environmen
tally stable Kerr-type mode-locked erbium fiber la
ser prducing 360-fs pulse"; Optics Letters; Vol.1
9, No.1; January, 1997, と"Generation of10nJ picos
econd pulses from a modelocked fiber laser"; Elect
oronics Letters, Vol.31, No.3; February, 1995,に記
載されているように）、また、固体レーザからの典型的
なフェムト秒モードロックパルスエネルギは、最大〜３
０ｎＪである（Pelouch等によって、"Ti:sapphire-pump
ed, high-repetition-rate femtosecond optical param
etric oscillator"; Optics Letters Vol.17, No.15; A
ugust, 1992,に記載されているように）。
点は、自然量子変動ノイズを微視的なレベルから巨視的
なレベルに増幅するのに十分な高いパラメトリック利得
を達成するために、すなわち、十分な信号エネルギ変換
を達成するために、高いピークパワと高いパルスエネル
ギが必要になるということである。必要なエネルギは、
典型的なモードロックされた超短パルスレーザ発振器か
ら直接発生されるエネルギよりもはるかに大きいという
ことが、従来からよく知られている。既知の最良の実験
結果は、Galvanauskas等によって"Fiber-laser based f
emtosecond parametric generator in bulk periodical
ly poled LiNbO3"; Optics Letters, Vol.22, No.2, Ja
nuary, 1997 に報告されたように、バルクの周期的にポ
ーリング（電場配向）されたニオブ酸リチウム結晶中で
光パラメトリック発生（ＯＰＧ）のしきい値が〜５０ｎ
Ｊで、約１００ｎＪのときのＯＰＧ変換効率が〜４０％
である。それに対して、ファイバレーザからの典型的な
フェムト秒モードロックパルスエネルギは、１０ｐＪ〜
１０ｎＪの範囲であり（Fermann等によって"Environmen
tally stable Kerr-type mode-locked erbium fiber la
ser prducing 360-fs pulse"; Optics Letters; Vol.1
9, No.1; January, 1997, と"Generation of10nJ picos
econd pulses from a modelocked fiber laser"; Elect
oronics Letters, Vol.31, No.3; February, 1995,に記
載されているように）、また、固体レーザからの典型的
なフェムト秒モードロックパルスエネルギは、最大〜３
０ｎＪである（Pelouch等によって、"Ti:sapphire-pump
ed, high-repetition-rate femtosecond optical param
etric oscillator"; Optics Letters Vol.17, No.15; A
ugust, 1992,に記載されているように）。
【０００７】たとえば、Pelouch等の上記文献に見られ
るように、次のことが従来から知られている。有効な光
パラメトリック波長変換は、ポンプパルスとシグナルパ
ルスがパラメトリック利得媒質を同期して通過すること
を確実にする分離した光共振器中に非線形結晶を配置し
て、非増幅あるいは増幅されたモードロックレーザパル
スで達成される。この場合、パラメトリック相互作用は
繰り返し起こるので、低い単一通過パラメトリック利得
とモードロック発振器の低パルスエネルギは、有効な変
換を行うのに十分である。この方法の重大な実用上の欠
点は、２つの精密に長さを合わせた光共振器を必要とす
ることである；一つはモードロック発振器用であり、他
方は同期してポンピングされた光パラメトリック発振器
（ＯＰＯ）用である。したがって、そのようなＯＰＯシ
ステムは複雑で、大きく、根本的に環境条件に極めて敏
感である（ロバスト性がない）。さらに、そのようなシ
ステムの波長同調には非線形結晶の回転あるいは移動、
共振器ミラーの回転、等のような同調素子の機械的な移
動を必要とし、これは、高速の波長同調あるいは切り換
えに適合しない。したがって、ＯＰＯシステムは、モー
ドロック発振器出力で直接的に多波長パルスを発生させ
るための実用的な短パルス光源にはなり得ない。
るように、次のことが従来から知られている。有効な光
パラメトリック波長変換は、ポンプパルスとシグナルパ
ルスがパラメトリック利得媒質を同期して通過すること
を確実にする分離した光共振器中に非線形結晶を配置し
て、非増幅あるいは増幅されたモードロックレーザパル
スで達成される。この場合、パラメトリック相互作用は
繰り返し起こるので、低い単一通過パラメトリック利得
とモードロック発振器の低パルスエネルギは、有効な変
換を行うのに十分である。この方法の重大な実用上の欠
点は、２つの精密に長さを合わせた光共振器を必要とす
ることである；一つはモードロック発振器用であり、他
方は同期してポンピングされた光パラメトリック発振器
（ＯＰＯ）用である。したがって、そのようなＯＰＯシ
ステムは複雑で、大きく、根本的に環境条件に極めて敏
感である（ロバスト性がない）。さらに、そのようなシ
ステムの波長同調には非線形結晶の回転あるいは移動、
共振器ミラーの回転、等のような同調素子の機械的な移
動を必要とし、これは、高速の波長同調あるいは切り換
えに適合しない。したがって、ＯＰＯシステムは、モー
ドロック発振器出力で直接的に多波長パルスを発生させ
るための実用的な短パルス光源にはなり得ない。
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固
定波長の超短光パルスを出す単一光源から、可変あるい
は可調波長の超短光パルスを発生させるための方法と装
置を提供することである。本発明のさらなる目的は、固
定波長の超短光パルスを出す単一光源を使って、複数の
波長の超短光パルスを発生させるための方法と装置を提
供することである。
定波長の超短光パルスを出す単一光源から、可変あるい
は可調波長の超短光パルスを発生させるための方法と装
置を提供することである。本発明のさらなる目的は、固
定波長の超短光パルスを出す単一光源を使って、複数の
波長の超短光パルスを発生させるための方法と装置を提
供することである。
【０００９】本発明の別の目的は、複数の波長変換チャ
ネル間の選択のための、レーザシステム出力の高速制御
を、提供することである。本発明の別の目的は、分離し
た波長変換チャネルからの出力を単一出力ビームに組み
合わせることで、レーザシステムの単一出力で複数波長
を提供することである。
ネル間の選択のための、レーザシステム出力の高速制御
を、提供することである。本発明の別の目的は、分離し
た波長変換チャネルからの出力を単一出力ビームに組み
合わせることで、レーザシステムの単一出力で複数波長
を提供することである。
【００１０】本発明の別の目的は、現存する超短パルス
レーザ発振器と合致する比較的低いパルスエネルギとパ
ワで有効な多波長あるいは可変波長動作を可能にするこ
とである。本発明の別の目的は、コンパクトで、ロバス
トな、製作しやすい、コスト面で効果的な、装置を提供
するために、ロバストで、コンパクトかつ大型化に適し
た部品を使って、そのようなシステムを実施することで
ある。
レーザ発振器と合致する比較的低いパルスエネルギとパ
ワで有効な多波長あるいは可変波長動作を可能にするこ
とである。本発明の別の目的は、コンパクトで、ロバス
トな、製作しやすい、コスト面で効果的な、装置を提供
するために、ロバストで、コンパクトかつ大型化に適し
た部品を使って、そのようなシステムを実施することで
ある。
【００１１】前述の目的は、個々に達成されるし、組み
合わせても達成される。そして、特許請求の範囲で明確
に要求されない限り、本発明が組み合わされる二つある
いはそれ以上の目的を必要とすると解釈されることは、
意図していない。
合わせても達成される。そして、特許請求の範囲で明確
に要求されない限り、本発明が組み合わされる二つある
いはそれ以上の目的を必要とすると解釈されることは、
意図していない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、これらの
目的は、固定された波長の超短パルスを発生するための
レーザシステムを構成する第一のパートと、少なくとも
一つ、なるべくなら複数の波長変換チャネルを構成する
第二のパートと、を有するシステムで達成される。一個
（複数）の波長制御素子は、レーザ発生器と波長変換チ
ャネルの間に配置され、パルスをレーザ発生器から少な
くとも一つの波長変換チャネルに向かわせる。別のコン
ポーネントあるいは複数のコンポーネントは、波長変換
チャネルの下流に配置され、分離した波長変換チャネル
からの出力を一つの出力チャネルに結び付ける働きをす
る。
目的は、固定された波長の超短パルスを発生するための
レーザシステムを構成する第一のパートと、少なくとも
一つ、なるべくなら複数の波長変換チャネルを構成する
第二のパートと、を有するシステムで達成される。一個
（複数）の波長制御素子は、レーザ発生器と波長変換チ
ャネルの間に配置され、パルスをレーザ発生器から少な
くとも一つの波長変換チャネルに向かわせる。別のコン
ポーネントあるいは複数のコンポーネントは、波長変換
チャネルの下流に配置され、分離した波長変換チャネル
からの出力を一つの出力チャネルに結び付ける働きをす
る。
【００１３】本発明によれば、新規な光導波路が波長変
換チャネルと波長制御、ビーム制御チャネルに使用され
る。なるべくなら、ファイバレーザシステムが単一波長
の超短パルスの発生のために使われる。本発明の多波長
レーザシステムは、複数の異なる単一波長レーザシステ
ムに取って代わる。
換チャネルと波長制御、ビーム制御チャネルに使用され
る。なるべくなら、ファイバレーザシステムが単一波長
の超短パルスの発生のために使われる。本発明の多波長
レーザシステムは、複数の異なる単一波長レーザシステ
ムに取って代わる。
【００１４】本発明の一つの応用は、パルスを発生する
レーザの波長と異なる波長の超短光パルスを必要とする
システムへの応用である。たとえば、本発明のシステム
は、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）のため
に、超短パルス波長を皮膚が最も透明な約１．３μｍに
シフトさせることができる。本発明の上記およびさらな
る目的、特徴、利点は、以下に記載されたそれらについ
ての明確な実施例の検討で明らかになるだろう。特に、
いろいろな図中の引用数字が部品を指示するために使わ
れている添付図面と共に理解するとき、明らかになるだ
ろう。
レーザの波長と異なる波長の超短光パルスを必要とする
システムへの応用である。たとえば、本発明のシステム
は、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）のため
に、超短パルス波長を皮膚が最も透明な約１．３μｍに
シフトさせることができる。本発明の上記およびさらな
る目的、特徴、利点は、以下に記載されたそれらについ
ての明確な実施例の検討で明らかになるだろう。特に、
いろいろな図中の引用数字が部品を指示するために使わ
れている添付図面と共に理解するとき、明らかになるだ
ろう。
【００１５】上記参考文献の全ては、ここに参考として
織り込まれている。
織り込まれている。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明による可調あるいは可変光波
長、あるいは多波長の超短パルスを供給するためのシス
テムを示すトップレベルの図である。このステムは、固
定された波長の超短光パルスを発生するための超短パル
スレーザ（ＵＰＬ）１０と、少なくとも一つの波長変換
チャネル（ＷＣＣ）１２１〜１２ｎを含んでいる。
長、あるいは多波長の超短パルスを供給するためのシス
テムを示すトップレベルの図である。このステムは、固
定された波長の超短光パルスを発生するための超短パル
スレーザ（ＵＰＬ）１０と、少なくとも一つの波長変換
チャネル（ＷＣＣ）１２１〜１２ｎを含んでいる。
【００１７】ＵＰＬ１０は、典型的なパルスエネルギが
１０ｐＪ（１０×１０−１２Ｊ）〜１０ｎＪ（１０×１
０−９Ｊ）で、典型的な平均パワが０．１ｍＷ〜１００
ｍＷのピコ秒あるいはフェムト秒光パルスを供給できる
モードロック・ファイバ発振器である。モードロック・
ファイバレーザ発振器は、Ｆｅｒｍａｎｎ等による上記
参考文献に記述されているような様々な実行できるデザ
インをもつことができる。ファイバ発振器は、どのよう
なファイバ分散制御素子をも有しないオールファイバ共
振器をもつことが、上記の理由で好ましい。したがっ
て、好ましい動作波長は、１．５５μｍである。あるい
は、ＵＰＬ１０はＴｉ：サファイアレーザ、Ｃｒ：フォ
ルステライトレーザ、Ｃｒ：ＬｉＳａＦレーザ、または
Ｃｒ：ＬｉＳＧａＦレーザのような固体レーザである。
１０ｐＪ（１０×１０−１２Ｊ）〜１０ｎＪ（１０×１
０−９Ｊ）で、典型的な平均パワが０．１ｍＷ〜１００
ｍＷのピコ秒あるいはフェムト秒光パルスを供給できる
モードロック・ファイバ発振器である。モードロック・
ファイバレーザ発振器は、Ｆｅｒｍａｎｎ等による上記
参考文献に記述されているような様々な実行できるデザ
インをもつことができる。ファイバ発振器は、どのよう
なファイバ分散制御素子をも有しないオールファイバ共
振器をもつことが、上記の理由で好ましい。したがっ
て、好ましい動作波長は、１．５５μｍである。あるい
は、ＵＰＬ１０はＴｉ：サファイアレーザ、Ｃｒ：フォ
ルステライトレーザ、Ｃｒ：ＬｉＳａＦレーザ、または
Ｃｒ：ＬｉＳＧａＦレーザのような固体レーザである。
【００１８】図１に示す実施例の一つの重要な特徴は、
ＷＣＣでの波長変換が光導波路中で行われるということ
である。上述のように、最近既知の非線形材料への非線
形変換の使用は、モードロック・ファイバレーザあるい
は一般的に任意の他のモードロック超短パルスレーザか
らの非増幅出力を使っての光パラメトリック発生を起こ
させない。周期的にポーリングしたニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3）中の特別に設計した導波路に光パラメ
トリック発生を使うことで、ＯＰＧしきい値が超短パル
ス発振器を利用できるエネルギ範囲に低下されること
が、最初に実験検証された。
ＷＣＣでの波長変換が光導波路中で行われるということ
である。上述のように、最近既知の非線形材料への非線
形変換の使用は、モードロック・ファイバレーザあるい
は一般的に任意の他のモードロック超短パルスレーザか
らの非増幅出力を使っての光パラメトリック発生を起こ
させない。周期的にポーリングしたニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3）中の特別に設計した導波路に光パラメ
トリック発生を使うことで、ＯＰＧしきい値が超短パル
ス発振器を利用できるエネルギ範囲に低下されること
が、最初に実験検証された。
【００１９】バルク結晶中と光導波路中での光パラメト
リック発生の根本的な差異は、後者が光ビームを小さな
断面積の領域に閉じ込め、かつ光ビームを回折広がりな
しに全導波路長に渡って伝搬させることである。それに
比べ、光学結晶中の自由空間を伝搬するビームは、回折
広がりを起こす。したがって、光導波路中の長い伝搬長
に渡っての著しく高い光強度は、同じポンプパワでのバ
ルク結晶に比べ、著しく高い光パラメトリック利得をも
たらす。
リック発生の根本的な差異は、後者が光ビームを小さな
断面積の領域に閉じ込め、かつ光ビームを回折広がりな
しに全導波路長に渡って伝搬させることである。それに
比べ、光学結晶中の自由空間を伝搬するビームは、回折
広がりを起こす。したがって、光導波路中の長い伝搬長
に渡っての著しく高い光強度は、同じポンプパワでのバ
ルク結晶に比べ、著しく高い光パラメトリック利得をも
たらす。
【００２０】さらに、二つあるいはそれ以上の超短パル
ス間の最大相互作用長は、異なる波長の異なる群速度で
制限される。制限される最大ウオークオフ長ｌｗａｌｋ
−ｏｆｆは、パルス幅Δτと、光学材料の群速度不一致
（ＧＶＤ）パラメータｖＧＶＤで決まる；ｌｗａｌｋ−
ｏｆｆ＝Δτ／ｖＧＶＤ。同じ非線形材料（縮退での）
のバルク中の共焦点型集光ビームと比べた光導波路中の
ＯＰＧの利点は、定量的に次式で表される： Ｐｔｈ．ｃｏｎｆ．／Ｐｔｈ．ｗａｖｅｇ．＝λｌｗａ
ｌｋ−ｏｆｆ／２ｎＡｗａｖｅｇ． ここで、Ｐｔｈ．ｃｏｎｆ．とＰｔｈ．ｗａｖｅｇ．は
それぞれバルク結晶と導波路中でのポンプパルスのしき
い値ピークパワ、λとｎはシグナル波長と縮退点での屈
折率、Ａｗａｖｅｇ．は導波路の断面積である。したが
って、バルク結晶と比べた光導波路を使う優位性は、パ
ルス幅に反比例する。バルク物質の場合、ＯＰＧしきい
値がパルス幅に依存しないことに注意する必要がある。
ス間の最大相互作用長は、異なる波長の異なる群速度で
制限される。制限される最大ウオークオフ長ｌｗａｌｋ
−ｏｆｆは、パルス幅Δτと、光学材料の群速度不一致
（ＧＶＤ）パラメータｖＧＶＤで決まる；ｌｗａｌｋ−
ｏｆｆ＝Δτ／ｖＧＶＤ。同じ非線形材料（縮退での）
のバルク中の共焦点型集光ビームと比べた光導波路中の
ＯＰＧの利点は、定量的に次式で表される： Ｐｔｈ．ｃｏｎｆ．／Ｐｔｈ．ｗａｖｅｇ．＝λｌｗａ
ｌｋ−ｏｆｆ／２ｎＡｗａｖｅｇ． ここで、Ｐｔｈ．ｃｏｎｆ．とＰｔｈ．ｗａｖｅｇ．は
それぞれバルク結晶と導波路中でのポンプパルスのしき
い値ピークパワ、λとｎはシグナル波長と縮退点での屈
折率、Ａｗａｖｅｇ．は導波路の断面積である。したが
って、バルク結晶と比べた光導波路を使う優位性は、パ
ルス幅に反比例する。バルク物質の場合、ＯＰＧしきい
値がパルス幅に依存しないことに注意する必要がある。
【００２１】上述のように、バルク結晶での最低ＯＰＧ
しきい値は、周期的にポーリングしたニオブ酸リチウム
（ＰＰＬＮ）で達成された。したがって、ＰＰタンタル
酸リチウム、ＰＰＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3、ＰＰＫＴＰ、
のような周期的にポーリングした強誘電性光材料あるい
はその他周期的にポーリングしたＫＴＰ異種同形物群の
結晶が有利に使用されるが、パラメトリック導波路用の
好ましい物質は、ＰＰＬＮである。光導波路は、好まし
くは、既知のチタン内部拡散（ＴＩ）あるいはプロトン
交換（ＰＥ）（あるいはチタン内部拡散とプロトン交換
の組合せ（ＴＩＰＥ））技術を使って、ＰＰＬＮ基板に
形成される。
しきい値は、周期的にポーリングしたニオブ酸リチウム
（ＰＰＬＮ）で達成された。したがって、ＰＰタンタル
酸リチウム、ＰＰＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3、ＰＰＫＴＰ、
のような周期的にポーリングした強誘電性光材料あるい
はその他周期的にポーリングしたＫＴＰ異種同形物群の
結晶が有利に使用されるが、パラメトリック導波路用の
好ましい物質は、ＰＰＬＮである。光導波路は、好まし
くは、既知のチタン内部拡散（ＴＩ）あるいはプロトン
交換（ＰＥ）（あるいはチタン内部拡散とプロトン交換
の組合せ（ＴＩＰＥ））技術を使って、ＰＰＬＮ基板に
形成される。
【００２２】図２は、本発明のＷＣＣ用の好ましい導波
路構造を示している。光パラメトリック発生（ＯＰＧ）
ステージ１４は、分割された導波路で実施される断熱的
にテーパ化された導波路モード変換器構造１６によって
先導される。モード変換器１６は、Chou等がここに参考
文献として全て織り込まれている"Adiabatically taper
ed periodic segmentation of channel waveguides for
mode-size transformation and fundamental mode exc
itation"; Optics Letters, Vol.21,No.11;June,1996,
に記載したのと類似のデザインをもつことができる。Ｏ
ＰＧ導波路は、より長いパラメトリックなシグナル波長
（本実施例では〜１．５５μｍ）でシングルモードであ
るが、より短いポンプ波長（本実施例では７８０ｎｍ）
でマルチモードであるので、モード変換器１６の使用は
有利である。したがって、ポンプ光を導波路に直接結合
させて、導波路中のポンプ波長で単一の基本モードを励
起することは困難である。ポンプ光が、基本モードに変
換されてから基本横モードのＯＰＧセクション１４に送
り出される、モード変換ポート１６に、ポンプ光が最初
に結合されるとき、しきい値、安定性、変換効率、に関
して最高の性能が達成される。
路構造を示している。光パラメトリック発生（ＯＰＧ）
ステージ１４は、分割された導波路で実施される断熱的
にテーパ化された導波路モード変換器構造１６によって
先導される。モード変換器１６は、Chou等がここに参考
文献として全て織り込まれている"Adiabatically taper
ed periodic segmentation of channel waveguides for
mode-size transformation and fundamental mode exc
itation"; Optics Letters, Vol.21,No.11;June,1996,
に記載したのと類似のデザインをもつことができる。Ｏ
ＰＧ導波路は、より長いパラメトリックなシグナル波長
（本実施例では〜１．５５μｍ）でシングルモードであ
るが、より短いポンプ波長（本実施例では７８０ｎｍ）
でマルチモードであるので、モード変換器１６の使用は
有利である。したがって、ポンプ光を導波路に直接結合
させて、導波路中のポンプ波長で単一の基本モードを励
起することは困難である。ポンプ光が、基本モードに変
換されてから基本横モードのＯＰＧセクション１４に送
り出される、モード変換ポート１６に、ポンプ光が最初
に結合されるとき、しきい値、安定性、変換効率、に関
して最高の性能が達成される。
【００２３】図３は、バルク（点線）とＰＰＬＮ中の導
波路（実線）構造の場合における理論的なＯＰＧしきい
値エネルギの、ポンプパルス（導波路中）幅依存性を示
している。ＯＰＧしきい値エネルギは、上式とバルクＰ
ＰＬＮの場合を測定したＯＰＧエネルギしきい値５０ｎ
Ｊを使って計算される。２ｐｓの長いポンプパルスの場
合に測定された実験的なエネルギしきい値は図３に小球
で示すように、〜３４０ｐＪである。しきい値レベル
は、この特別なパルス幅の場合、約２桁減少し、このこ
とは、モードロックレーザを利用できるエネルギ範囲の
ピコ秒とサブピコ秒パルス幅で、ＯＰＧが起きることを
証明している。そのようなファイバ発振器の一例が前述
のFermann等の文献(Electronics Letters,Vol.31,No.3)
に記載されている。記載されているファイバ発振器は、
本発明の導波路型ＯＰＧ波長変換チャネルを直接駆動す
るのに十分なパルス幅２〜４ｐｓ、エネルギ６〜１０ｎ
Ｊのパルスを出す。
波路（実線）構造の場合における理論的なＯＰＧしきい
値エネルギの、ポンプパルス（導波路中）幅依存性を示
している。ＯＰＧしきい値エネルギは、上式とバルクＰ
ＰＬＮの場合を測定したＯＰＧエネルギしきい値５０ｎ
Ｊを使って計算される。２ｐｓの長いポンプパルスの場
合に測定された実験的なエネルギしきい値は図３に小球
で示すように、〜３４０ｐＪである。しきい値レベル
は、この特別なパルス幅の場合、約２桁減少し、このこ
とは、モードロックレーザを利用できるエネルギ範囲の
ピコ秒とサブピコ秒パルス幅で、ＯＰＧが起きることを
証明している。そのようなファイバ発振器の一例が前述
のFermann等の文献(Electronics Letters,Vol.31,No.3)
に記載されている。記載されているファイバ発振器は、
本発明の導波路型ＯＰＧ波長変換チャネルを直接駆動す
るのに十分なパルス幅２〜４ｐｓ、エネルギ６〜１０ｎ
Ｊのパルスを出す。
【００２４】図４にグラフ表示したように、この構造で
十分なエネルギ変換が達成される。最大変換効率〜２５
％が、ＯＰＧしきい値の約４〜５倍のポンプエネルギで
達成されている。単一導波路で複数光波長をアクセスで
きるように、変換された光波長は、導波路の温度を調節
することで（すなわち、導波路が形成される基板温度を
制御することで）調節される。ＯＰＧ１４は、二つの異
なる光波長を同時に作ることができ、二つのうちの短波
長の方は”シグナル”と呼ばれ、長波長の方は”アイド
ラ”と呼ばれる。したがって、三つ（ポンプ、シグナ
ル、アイドラ）全てに対してエネルギ保存則と運動量保
存則が満たされるように、ポンプ波長と周期的ポーリン
グの周期を正確に選択することで、単一のＷＣＣが二つ
の必要とされる光波長の発生に適合するようになる。一
例として、図５は、温度１００℃、擬位相整合（ＱＰ
Ｍ）グレーティング周期１５μｍでのポンプ波長に対す
る測定されたシグナルとアイドラの波長の関係を示して
いる。
十分なエネルギ変換が達成される。最大変換効率〜２５
％が、ＯＰＧしきい値の約４〜５倍のポンプエネルギで
達成されている。単一導波路で複数光波長をアクセスで
きるように、変換された光波長は、導波路の温度を調節
することで（すなわち、導波路が形成される基板温度を
制御することで）調節される。ＯＰＧ１４は、二つの異
なる光波長を同時に作ることができ、二つのうちの短波
長の方は”シグナル”と呼ばれ、長波長の方は”アイド
ラ”と呼ばれる。したがって、三つ（ポンプ、シグナ
ル、アイドラ）全てに対してエネルギ保存則と運動量保
存則が満たされるように、ポンプ波長と周期的ポーリン
グの周期を正確に選択することで、単一のＷＣＣが二つ
の必要とされる光波長の発生に適合するようになる。一
例として、図５は、温度１００℃、擬位相整合（ＱＰ
Ｍ）グレーティング周期１５μｍでのポンプ波長に対す
る測定されたシグナルとアイドラの波長の関係を示して
いる。
【００２５】さらに、図１に示されているように、多波
長が、異なる電気ポーリング周期をもつ複数の導波路を
有する単一のチップでアクセスされる。前もってデザイ
ンされた各波長は、必要な導波路を選択するために結晶
を横方向に移動させることで、アクセスされる。本発明
にしたがって、各ＷＣＣは、ＯＰＧステージ１４の前に
少なくとも一つの高調波発生器ＨＧ１８を、ＯＰＧステ
ージ１４の後に少なくとも一つの高調波発生器ＨＧ２０
を、オプション的に有している。一般的に、これはモー
ドロックレーザ波長より短い光波長を発生するようにす
る。全ての導波路は、システムを簡単にして余分な導波
路の結合損失を無くすように、単一のチップ上に形成さ
れる。もしも自由空間ポンプ光が、初期波長すなわち１
５５０ｎｍでシングルモードである導波路型高調波発生
器と最初に結合するならば、より短波長に波長変換され
たビームが一般的に基本モードで得られ、ＯＰＧステー
ジ（同じチップ上の）に直接送り出される。このよう
に、第二高調波発生器はモード変換機能を遂行する。そ
のとき、断熱的にテーパ化されたモード変換器は不要で
ある。
長が、異なる電気ポーリング周期をもつ複数の導波路を
有する単一のチップでアクセスされる。前もってデザイ
ンされた各波長は、必要な導波路を選択するために結晶
を横方向に移動させることで、アクセスされる。本発明
にしたがって、各ＷＣＣは、ＯＰＧステージ１４の前に
少なくとも一つの高調波発生器ＨＧ１８を、ＯＰＧステ
ージ１４の後に少なくとも一つの高調波発生器ＨＧ２０
を、オプション的に有している。一般的に、これはモー
ドロックレーザ波長より短い光波長を発生するようにす
る。全ての導波路は、システムを簡単にして余分な導波
路の結合損失を無くすように、単一のチップ上に形成さ
れる。もしも自由空間ポンプ光が、初期波長すなわち１
５５０ｎｍでシングルモードである導波路型高調波発生
器と最初に結合するならば、より短波長に波長変換され
たビームが一般的に基本モードで得られ、ＯＰＧステー
ジ（同じチップ上の）に直接送り出される。このよう
に、第二高調波発生器はモード変換機能を遂行する。そ
のとき、断熱的にテーパ化されたモード変換器は不要で
ある。
【００２６】波長変換チャネルとして単一導波路を使用
する多波長出力の構成例が図６に示してある。単一波長
をもつ超短パルス、たとえばファイバレーザからの〜１
５５０ｎｍパルスが導波路内に送り出され、特定の超短
パルス波長のセット、たとえば〜６８０ｎｍ、〜７８０
ｎｍ、〜９１５ｎｍが導波路内で発生され、出力端に供
給される。つまり、その１５５０ｎｍパルスが導波路内
に送り出されるその導波路の第一セクションは、正確な
ＰＰＬＮ周期（これは導波路の正確な幾何学形状を考慮
して設計される）と導波路基板温度を通して実装された
第二高調波発生器６０を構成する。１．５５μｍの入力
がシングルモードとすると、導波路は全てのセクション
に渡って同じ幅を持つことができる。そのとき、発生し
た第２高調波は基本モードである。２倍にされた〜７８
０ｎｍのファイバレーザ出力は、シグナル波長としての
〜１３６０ｎｍとアイドラ波長としての〜１８３０ｎｍ
とを同時に発生させるために、導波路ＯＰＧセクション
６２にさらに伝搬する。指定された波長は、ＯＰＧセク
ションに使用された確実なＰＰＮＬ周期を通じて、上述
のファクタにしたがい、得られる。これら発生した二つ
のシグナルとアイドラ波長は、導波路のさらに先のセク
ションで別々に２倍にされ、それぞれ６８０ｎｍと９１
５ｎｍの波長にされる。残りの７８０ｎｍのポンプは、
これら二つの波長と共に伝搬して、たとえば、２光子顕
微鏡に使用される出力になる。ＯＰＧ出力用の高調波発
生器６４と６６を含むデバイスの最終ステージは、同じ
基板、異なる一枚の基板あるいは複数の基板に別々に、
あるいはバルク材を使って、作り込まれる。
する多波長出力の構成例が図６に示してある。単一波長
をもつ超短パルス、たとえばファイバレーザからの〜１
５５０ｎｍパルスが導波路内に送り出され、特定の超短
パルス波長のセット、たとえば〜６８０ｎｍ、〜７８０
ｎｍ、〜９１５ｎｍが導波路内で発生され、出力端に供
給される。つまり、その１５５０ｎｍパルスが導波路内
に送り出されるその導波路の第一セクションは、正確な
ＰＰＬＮ周期（これは導波路の正確な幾何学形状を考慮
して設計される）と導波路基板温度を通して実装された
第二高調波発生器６０を構成する。１．５５μｍの入力
がシングルモードとすると、導波路は全てのセクション
に渡って同じ幅を持つことができる。そのとき、発生し
た第２高調波は基本モードである。２倍にされた〜７８
０ｎｍのファイバレーザ出力は、シグナル波長としての
〜１３６０ｎｍとアイドラ波長としての〜１８３０ｎｍ
とを同時に発生させるために、導波路ＯＰＧセクション
６２にさらに伝搬する。指定された波長は、ＯＰＧセク
ションに使用された確実なＰＰＮＬ周期を通じて、上述
のファクタにしたがい、得られる。これら発生した二つ
のシグナルとアイドラ波長は、導波路のさらに先のセク
ションで別々に２倍にされ、それぞれ６８０ｎｍと９１
５ｎｍの波長にされる。残りの７８０ｎｍのポンプは、
これら二つの波長と共に伝搬して、たとえば、２光子顕
微鏡に使用される出力になる。ＯＰＧ出力用の高調波発
生器６４と６６を含むデバイスの最終ステージは、同じ
基板、異なる一枚の基板あるいは複数の基板に別々に、
あるいはバルク材を使って、作り込まれる。
【００２７】本発明による多波長、超短パルス発生シス
テムの一般的な実施例を図７に示す。多波長の超短パル
ス出力を発生し制御するシステムは、固定波長の超短光
パルスを発生する超短パルスレーザ（ＵＰＬ）１０と、
ＵＰＬ１０からの超短パルスのパワとエネルギを増加さ
せる光学的超短パルス増幅器（ＵＰＡ）２２と、各チャ
ネルがパラメトリック発生ステージ（ＰＧ）１４と光高
調波発生（ＨＧ）ステージ１８、２０を有する少なくと
も一つあるいは好ましくは複数の波長変換チャネル（Ｗ
ＣＣｓ）１２１〜１２ｎに超短パルスを分配するための
光分岐スイッチマトリックス（ＯＳＳＭ）２４と、単一
出力ビームを供給するため複数のＷＣＣｓの出力ポート
をシステムの出力端で結合するための光結合スイッチマ
トリックスＯＣＳＭ２６と、を有している（一つのＷＣ
Ｃだけが使われるなら、ＯＳＳＭとＯＣＳＭは必要な
い）。
テムの一般的な実施例を図７に示す。多波長の超短パル
ス出力を発生し制御するシステムは、固定波長の超短光
パルスを発生する超短パルスレーザ（ＵＰＬ）１０と、
ＵＰＬ１０からの超短パルスのパワとエネルギを増加さ
せる光学的超短パルス増幅器（ＵＰＡ）２２と、各チャ
ネルがパラメトリック発生ステージ（ＰＧ）１４と光高
調波発生（ＨＧ）ステージ１８、２０を有する少なくと
も一つあるいは好ましくは複数の波長変換チャネル（Ｗ
ＣＣｓ）１２１〜１２ｎに超短パルスを分配するための
光分岐スイッチマトリックス（ＯＳＳＭ）２４と、単一
出力ビームを供給するため複数のＷＣＣｓの出力ポート
をシステムの出力端で結合するための光結合スイッチマ
トリックスＯＣＳＭ２６と、を有している（一つのＷＣ
Ｃだけが使われるなら、ＯＳＳＭとＯＣＳＭは必要な
い）。
【００２８】モードロック・ファイバ発振器で直接発生
したパルスエネルギが、導波路型ＷＣＣｓの駆動に十分
でないとすれば、レーザ出力は超短パルス増幅器ＵＰＡ
２２で増幅される。そのような増幅器は、ファイバ増幅
器が好ましい。非常に重要なことに、導波路型ＷＣＣｓ
の動作に必要なエネルギが低いことは、相対的に簡単な
ファイバ増幅器のデザインの使用を可能にする。１〜１
０ｎＪの範囲とそれ以上のパルスは、直接あるいはGalv
anauskas等がここに参考文献として全て織り込まれてい
る"Use of Chirped-Period-Poled Lithium Niobate for
Chirped PulseAmplification in Optics Fibers";Ultr
afast Optics '97,Monterey CA;August,1997,に記載し
ているように、チャープされたファイバグレーティング
あるいはチャープされた周期ポーリング・ニオブ酸リチ
ウム圧縮器Ｃ−ＰＰＮＬに基づくコンパクトでシンプル
なチャープされたパルス増幅機構を使うことで、得られ
る。
したパルスエネルギが、導波路型ＷＣＣｓの駆動に十分
でないとすれば、レーザ出力は超短パルス増幅器ＵＰＡ
２２で増幅される。そのような増幅器は、ファイバ増幅
器が好ましい。非常に重要なことに、導波路型ＷＣＣｓ
の動作に必要なエネルギが低いことは、相対的に簡単な
ファイバ増幅器のデザインの使用を可能にする。１〜１
０ｎＪの範囲とそれ以上のパルスは、直接あるいはGalv
anauskas等がここに参考文献として全て織り込まれてい
る"Use of Chirped-Period-Poled Lithium Niobate for
Chirped PulseAmplification in Optics Fibers";Ultr
afast Optics '97,Monterey CA;August,1997,に記載し
ているように、チャープされたファイバグレーティング
あるいはチャープされた周期ポーリング・ニオブ酸リチ
ウム圧縮器Ｃ−ＰＰＮＬに基づくコンパクトでシンプル
なチャープされたパルス増幅機構を使うことで、得られ
る。
【００２９】光結合スイッチマトリックス（ＯＣＳＭ）
２６は、複数のＷＣＣｓから特定のレーザ光源を選ぶこ
とができる。強誘電体（たとえば、ＰＰＬＮ）基板面に
形成された基本的なＯＣＳＭの概念的な平面図を図８に
示す。基本的なＯＣＳＭは、導波路３０からの波長λ１
のパルスと、あるいは導波路３２からの波長λ２のパル
スを、幹線（出力）導波路３４にスイッチすることがで
きる。上述のように、基板はニオブ酸リチウムあるいは
タンタル酸リチウムのような強誘電性材料で作られるこ
とが好ましい。光導波路は、チタン内部拡散（ＴＩ）あ
るいはプロトン交換（ＰＥ）あるいはチタン内部拡散と
プロトン交換の組合せ（ＴＩＰＥ）を使って形成され
る。光スイッチは、二つの光導波路の特定の領域を、レ
ーザ光が一方の導波路から他方へスイッチできるように
十分接近させることによって作られる。
２６は、複数のＷＣＣｓから特定のレーザ光源を選ぶこ
とができる。強誘電体（たとえば、ＰＰＬＮ）基板面に
形成された基本的なＯＣＳＭの概念的な平面図を図８に
示す。基本的なＯＣＳＭは、導波路３０からの波長λ１
のパルスと、あるいは導波路３２からの波長λ２のパル
スを、幹線（出力）導波路３４にスイッチすることがで
きる。上述のように、基板はニオブ酸リチウムあるいは
タンタル酸リチウムのような強誘電性材料で作られるこ
とが好ましい。光導波路は、チタン内部拡散（ＴＩ）あ
るいはプロトン交換（ＰＥ）あるいはチタン内部拡散と
プロトン交換の組合せ（ＴＩＰＥ）を使って形成され
る。光スイッチは、二つの光導波路の特定の領域を、レ
ーザ光が一方の導波路から他方へスイッチできるように
十分接近させることによって作られる。
【００３０】図９に示すように、外部電界がない場合、
導波路３０と３２の超短パルスは、幹線導波路３４にス
イッチされないで、導波路３０と３２の中を光学的な終
端まで伝搬し続ける。特定の電圧印加は、導波路３０と
３２の超短パルスあるいは、どちらか一方の超短パルス
の幹線導波路３４への完全結合を引き起こす。たとえ
ば、図１０に示すように、導波路３２の超短光パルス
は、二つの導波路間のギャップと直交して電圧Ｖ２を印
加することで、幹線導波路３４に結合される。ここに参
考文献として全て織り込まれている"Introduction to O
ptical Electronics",Amnon Yariv,pp.391-395,Holt,Ri
nehart and Winston, 1976,に記載されているような光
方向性結合器３６、３８は、導波路３０、３２と幹線導
波路３４間にそれぞれの電界を供給するために使用され
る。幹線導波路３４は、好ましくはＴＩＰＥプロセスの
みを使って形成される。こうすることは、様々な超短パ
ルスが幹線導波路３４を効率よく伝搬するようにし、全
てのＷＣＣｓのためにコモンポートを与える。
導波路３０と３２の超短パルスは、幹線導波路３４にス
イッチされないで、導波路３０と３２の中を光学的な終
端まで伝搬し続ける。特定の電圧印加は、導波路３０と
３２の超短パルスあるいは、どちらか一方の超短パルス
の幹線導波路３４への完全結合を引き起こす。たとえ
ば、図１０に示すように、導波路３２の超短光パルス
は、二つの導波路間のギャップと直交して電圧Ｖ２を印
加することで、幹線導波路３４に結合される。ここに参
考文献として全て織り込まれている"Introduction to O
ptical Electronics",Amnon Yariv,pp.391-395,Holt,Ri
nehart and Winston, 1976,に記載されているような光
方向性結合器３６、３８は、導波路３０、３２と幹線導
波路３４間にそれぞれの電界を供給するために使用され
る。幹線導波路３４は、好ましくはＴＩＰＥプロセスの
みを使って形成される。こうすることは、様々な超短パ
ルスが幹線導波路３４を効率よく伝搬するようにし、全
てのＷＣＣｓのためにコモンポートを与える。
【００３１】図１１は、図７に示されたＯＣＳＭ２６の
概観平面図である。ＯＣＳＭは、図１１に示された原理
に関連して任意の数のＷＣＣｓを処理するように設計さ
れるが、図１１は、三つのＷＣＣｓを処理できるＯＣＳ
Ｍを示している。ＯＣＳＭ２６は、強誘電性材に形成さ
れた三つの光方向性結合器４０、４２、４４からなる。
三つのＷＣＣｓの主要な光導波路４８、５２、５６はＴ
Ｉを使って形成される。５００ｎｍの超短パルスを伝搬
させる最初のＷＣＣの導波路４８は、屈折率ｎ１をもつ
中心入力導波路になる。オフ（ゼロ印加電圧）段階で
は、導波路４８（出力導波路４６の中心部分になる）中
を伝搬し続ける。電圧Ｖ１を印加することで、５００ｎ
ｍの超短パルスは、レーザ投棄ポートにスイッチされ、
吸収される。出力導波路４６の中で、５００ｎｍパルス
は、本来高度のシングルモード動作を保存するｎ１の屈
折率をもつ領域内を伝搬するようになる。
概観平面図である。ＯＣＳＭは、図１１に示された原理
に関連して任意の数のＷＣＣｓを処理するように設計さ
れるが、図１１は、三つのＷＣＣｓを処理できるＯＣＳ
Ｍを示している。ＯＣＳＭ２６は、強誘電性材に形成さ
れた三つの光方向性結合器４０、４２、４４からなる。
三つのＷＣＣｓの主要な光導波路４８、５２、５６はＴ
Ｉを使って形成される。５００ｎｍの超短パルスを伝搬
させる最初のＷＣＣの導波路４８は、屈折率ｎ１をもつ
中心入力導波路になる。オフ（ゼロ印加電圧）段階で
は、導波路４８（出力導波路４６の中心部分になる）中
を伝搬し続ける。電圧Ｖ１を印加することで、５００ｎ
ｍの超短パルスは、レーザ投棄ポートにスイッチされ、
吸収される。出力導波路４６の中で、５００ｎｍパルス
は、本来高度のシングルモード動作を保存するｎ１の屈
折率をもつ領域内を伝搬するようになる。
【００３２】波長７８０ｎｍのパルスを供給する２番目
のＷＣＣ導波路５２は、２番目のハイブリッド光方向性
結合器４２で出力導波路４６に結合されている。オフ段
階で、７８０ｎｍの超短パルスは、光学的終端ポート５
４に投棄される。電圧Ｖ２の印加で、７８０ｎｍの超短
パルスは、屈折率ｎ２のＴＩＰＥ導波路をもつ出力導波
路４６にスイッチされる。７８０ｎｍのパルスは、本来
高度のシングルモード動作を保存する（すなわち、ｎ１
とｎ２領域が組み合わさった部分は、７８０ｎｍの超短
パルスのシングルモード伝搬と合致する）ｎ１とｎ２の
屈折率をもつ出力導波路内を伝搬する。
のＷＣＣ導波路５２は、２番目のハイブリッド光方向性
結合器４２で出力導波路４６に結合されている。オフ段
階で、７８０ｎｍの超短パルスは、光学的終端ポート５
４に投棄される。電圧Ｖ２の印加で、７８０ｎｍの超短
パルスは、屈折率ｎ２のＴＩＰＥ導波路をもつ出力導波
路４６にスイッチされる。７８０ｎｍのパルスは、本来
高度のシングルモード動作を保存する（すなわち、ｎ１
とｎ２領域が組み合わさった部分は、７８０ｎｍの超短
パルスのシングルモード伝搬と合致する）ｎ１とｎ２の
屈折率をもつ出力導波路内を伝搬する。
【００３３】ＯＣＳＭ２６は、さらに、別のハイブリッ
ド光方向性結合器４４と、屈折率ｎ３をもつ出力導波路
４６の付加的なＴＩＰＥ導波路部分とを有している。こ
こで、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３である。この付加的ＴＩＰＥ導
波路部分の役割は、波長９８０ｎｍのパルスが出力導波
路４６内を伝搬できるようにすることである。特に、９
８０ｎｍのパルスは、本来ｎ１、ｎ２，ｎ３領域（この
ｎ１，ｎ２，ｎ３領域の組合せ断面積は、９８０ｎｍの
超短パルスのシングルモード伝搬と合致する）を横切っ
て伝搬する。ゼロ電圧が３番目の方向性結合器４４に印
加されると、導波路５６中を伝搬する９８０ｎｍの超短
パルスは、終端ポート５８に投棄される。ハイブリッド
光方向性結合器にＶ３の電圧を印加することで、波長９
８０ｎｍのパルスは、コモンハイブリッド出力ポート４
６に導かれる。
ド光方向性結合器４４と、屈折率ｎ３をもつ出力導波路
４６の付加的なＴＩＰＥ導波路部分とを有している。こ
こで、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３である。この付加的ＴＩＰＥ導
波路部分の役割は、波長９８０ｎｍのパルスが出力導波
路４６内を伝搬できるようにすることである。特に、９
８０ｎｍのパルスは、本来ｎ１、ｎ２，ｎ３領域（この
ｎ１，ｎ２，ｎ３領域の組合せ断面積は、９８０ｎｍの
超短パルスのシングルモード伝搬と合致する）を横切っ
て伝搬する。ゼロ電圧が３番目の方向性結合器４４に印
加されると、導波路５６中を伝搬する９８０ｎｍの超短
パルスは、終端ポート５８に投棄される。ハイブリッド
光方向性結合器にＶ３の電圧を印加することで、波長９
８０ｎｍのパルスは、コモンハイブリッド出力ポート４
６に導かれる。
【００３４】便宜上、出力導波路４６は、分離した屈折
率ｎ１、ｎ２、ｎ３領域をもつように図１１に示されて
いるが、屈折率が出力導波路４６の幅方向に徐々に変化
する、すなわち、領域ｎ１とｎ２の間と領域ｎ２とｎ３
の間にステップ状の屈折率がない、ようにすることもで
きる。さらに、たとえば、二つのｎ２領域はｎ１領域の
下方に延びてｎ１領域を取り囲む一つの領域である必要
がなく、ｎ１，ｎ２，ｎ３領域が基板内で並んでいても
よい。
率ｎ１、ｎ２、ｎ３領域をもつように図１１に示されて
いるが、屈折率が出力導波路４６の幅方向に徐々に変化
する、すなわち、領域ｎ１とｎ２の間と領域ｎ２とｎ３
の間にステップ状の屈折率がない、ようにすることもで
きる。さらに、たとえば、二つのｎ２領域はｎ１領域の
下方に延びてｎ１領域を取り囲む一つの領域である必要
がなく、ｎ１，ｎ２，ｎ３領域が基板内で並んでいても
よい。
【００３５】光方向性結合器はハイブリッドが好まし
い。なぜなら、ここではＴＩＰＥ導波路技術が使われる
からである。ＴＩＰＥ導波路の使用は、コモンポートを
通って基板から退出させるために３波長光源全てを結合
させるのに役立ち、全ての波長は準シングルモード動作
状態になる。容易にわかるように、デバイスを複雑にす
ることで、多波長が単一の導波路を伝搬してもシングル
モードを維持するようになる。波長が互いに十分接近し
ていれば、単一導波路は各波長に対してシングルモード
である。
い。なぜなら、ここではＴＩＰＥ導波路技術が使われる
からである。ＴＩＰＥ導波路の使用は、コモンポートを
通って基板から退出させるために３波長光源全てを結合
させるのに役立ち、全ての波長は準シングルモード動作
状態になる。容易にわかるように、デバイスを複雑にす
ることで、多波長が単一の導波路を伝搬してもシングル
モードを維持するようになる。波長が互いに十分接近し
ていれば、単一導波路は各波長に対してシングルモード
である。
【００３６】図１１に示されたＯＣＳＭ２６は、基板材
の大きさでのみ制限される任意の数のＷＣＣｓの結合を
拡大することができる。入手可能な４″ニオブ酸リチウ
ムウエハで１０個の異なるＷＣＣｓを結合することがで
きる。様々なＴＩＰＥ導波路部分を設計することは、Ｗ
ＣＣｓの数が増せば増すほど重要になる。上述のこと
は、各ＷＣＣｓに受け入れられたシグナルパルスの結合
に関係する。同じ原理は、各ＷＣＣｓ中のアイドラ、シ
グナルのスイッチングを拡大することもできる。
の大きさでのみ制限される任意の数のＷＣＣｓの結合を
拡大することができる。入手可能な４″ニオブ酸リチウ
ムウエハで１０個の異なるＷＣＣｓを結合することがで
きる。様々なＴＩＰＥ導波路部分を設計することは、Ｗ
ＣＣｓの数が増せば増すほど重要になる。上述のこと
は、各ＷＣＣｓに受け入れられたシグナルパルスの結合
に関係する。同じ原理は、各ＷＣＣｓ中のアイドラ、シ
グナルのスイッチングを拡大することもできる。
【００３７】上述の新しいＯＳＣＭ２６の代わりに、集
積化光学チップに外付けされた従来のデバイスを使うこ
とで、その結合機能がうまく働くということに注意すべ
きである。たとえば、コモンパスに多波長を結合させる
多数の既知の手段がある。これらの手段は、ＷＤＭシス
テムに使用されたことがある。最も簡単な手段は、一連
のダイクロイックミラである。別のやり方は、ファイバ
ＷＤＭを使うことである。一般に、本発明のＯＳＣＭ２
６は、異なる波長を結合するためにＷＤＭシステムに使
われるどのような方法をも使うことができる。
積化光学チップに外付けされた従来のデバイスを使うこ
とで、その結合機能がうまく働くということに注意すべ
きである。たとえば、コモンパスに多波長を結合させる
多数の既知の手段がある。これらの手段は、ＷＤＭシス
テムに使用されたことがある。最も簡単な手段は、一連
のダイクロイックミラである。別のやり方は、ファイバ
ＷＤＭを使うことである。一般に、本発明のＯＳＣＭ２
６は、異なる波長を結合するためにＷＤＭシステムに使
われるどのような方法をも使うことができる。
【００３８】図７の光分岐スイッチマトリックスの構造
が、図１２に一般的に示してある。ＯＳＳＭ２４は、超
短パルス（たとえば、１．５５μｍ）をＵＰＬ１０から
ＷＣＣｓのどれか一つあるいはいくつかに直接送り込
む。ＯＳＳＭ２４の入力ポートから任意のＷＣＣｓへの
超短パルスの制御は、後述の電気−光学あるいは音響−
光学方法のどちらかを使って行われる。
が、図１２に一般的に示してある。ＯＳＳＭ２４は、超
短パルス（たとえば、１．５５μｍ）をＵＰＬ１０から
ＷＣＣｓのどれか一つあるいはいくつかに直接送り込
む。ＯＳＳＭ２４の入力ポートから任意のＷＣＣｓへの
超短パルスの制御は、後述の電気−光学あるいは音響−
光学方法のどちらかを使って行われる。
【００３９】図１２は、入力放射光を出力ポートのどれ
かあるいは全てに分配するための１×３光方向性結合器
６０の使用を示している。波長１．５５μｍのパルス
は、ニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムのよ
うな強誘電体基板にＴＩ、ＰＥ、あるいはＴＩＰＥで形
成された光導波路に送り込まれる。全ての導波路は、光
源波長でシングルモード伝搬するように設計された同じ
幅の断面積をもっている。分岐作用の条件は、１×３光
方向性結合器６０への電圧Ｖ１あるいはＶ２の印加によ
って決定される。最適化されたデバイス動作、すなわ
ち、ＷＣＣｓ中の最小過剰損失と高い相互作用効率を確
実にするために、適当なモード変換器１６がＷＣＣｓに
使われる（図２参照）。１×３ＯＳＳＭに印加されるス
イッチング電圧は、上述のＯＣＳＭ２６のスイッチング
に同期される。図１２に示されたＯＳＳＭ２４は、電気
−音響あるいは電気−光学能動スイッチを使って実現さ
れる。上記ＯＳＳＭを実現するために、導波路型グレー
ティングを使うこともできる。
かあるいは全てに分配するための１×３光方向性結合器
６０の使用を示している。波長１．５５μｍのパルス
は、ニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムのよ
うな強誘電体基板にＴＩ、ＰＥ、あるいはＴＩＰＥで形
成された光導波路に送り込まれる。全ての導波路は、光
源波長でシングルモード伝搬するように設計された同じ
幅の断面積をもっている。分岐作用の条件は、１×３光
方向性結合器６０への電圧Ｖ１あるいはＶ２の印加によ
って決定される。最適化されたデバイス動作、すなわ
ち、ＷＣＣｓ中の最小過剰損失と高い相互作用効率を確
実にするために、適当なモード変換器１６がＷＣＣｓに
使われる（図２参照）。１×３ＯＳＳＭに印加されるス
イッチング電圧は、上述のＯＣＳＭ２６のスイッチング
に同期される。図１２に示されたＯＳＳＭ２４は、電気
−音響あるいは電気−光学能動スイッチを使って実現さ
れる。上記ＯＳＳＭを実現するために、導波路型グレー
ティングを使うこともできる。
【００４０】図１３は、インターデジタル・トランスデ
ューサＩＤＴ１ ７０とＩＤＴ２７２で発生された表面
音響波（ＳＡＷｓ）に基づく１×３ＯＳＳＭの新しい実
施形態を示す。図１３に示されるように、ＩＤＴ１ ７
０とＩＤＴ２ ７２は基板表面に配置される。Δｎ１、
Δｎ２、Δｎ３でマークされた光導波路領域は、ベース
の１×３光導波路構造より僅かに高い屈折率である。基
板材は、ＴＩを使って形成された導波路を有する強誘電
性材料であることが好ましい。僅かに高い屈折率の導波
路領域は、ＰＥを使って形成される。この構成で必要と
されることから、適当な熱処理で屈折率変化が最小にさ
れる。インターデジタル電極トランスデューサに電気信
号が供給されないとき、１．５５μｍレーザ光のパス
は、１×３ＯＳＳＭの中央出力ポートに真っ直ぐ伝搬す
る。ＩＤＴ１ ７０に電圧Ｖ１が印加されると、発生し
たＳＡＷｓが１．５５μｍレーザ光を１×３構造の最初
（たとえば上方）の出力ポートへ偏向させる。同様に、
電圧Ｖ２がＩＤＴ２ ７２に印加されると、１．５５μ
ｍの超短パルスは、１×３導波路構造の３番目（たとえ
ば下方）の出力ポートに偏向される。入力パルスの偏向
方向と量は、印加電圧とΔｎ値の両方に依存する。基板
表面へのＩＤＴｓの配置は、効率を改善するために最適
化される。そのような構成で、９０％以上の効率が実現
されている。挿入損失は、Δｎ構造であることで最小に
される。
ューサＩＤＴ１ ７０とＩＤＴ２７２で発生された表面
音響波（ＳＡＷｓ）に基づく１×３ＯＳＳＭの新しい実
施形態を示す。図１３に示されるように、ＩＤＴ１ ７
０とＩＤＴ２ ７２は基板表面に配置される。Δｎ１、
Δｎ２、Δｎ３でマークされた光導波路領域は、ベース
の１×３光導波路構造より僅かに高い屈折率である。基
板材は、ＴＩを使って形成された導波路を有する強誘電
性材料であることが好ましい。僅かに高い屈折率の導波
路領域は、ＰＥを使って形成される。この構成で必要と
されることから、適当な熱処理で屈折率変化が最小にさ
れる。インターデジタル電極トランスデューサに電気信
号が供給されないとき、１．５５μｍレーザ光のパス
は、１×３ＯＳＳＭの中央出力ポートに真っ直ぐ伝搬す
る。ＩＤＴ１ ７０に電圧Ｖ１が印加されると、発生し
たＳＡＷｓが１．５５μｍレーザ光を１×３構造の最初
（たとえば上方）の出力ポートへ偏向させる。同様に、
電圧Ｖ２がＩＤＴ２ ７２に印加されると、１．５５μ
ｍの超短パルスは、１×３導波路構造の３番目（たとえ
ば下方）の出力ポートに偏向される。入力パルスの偏向
方向と量は、印加電圧とΔｎ値の両方に依存する。基板
表面へのＩＤＴｓの配置は、効率を改善するために最適
化される。そのような構成で、９０％以上の効率が実現
されている。挿入損失は、Δｎ構造であることで最小に
される。
【００４１】入力レーザ放射を１×３ＯＳＳＭの三つ全
ての出力ポートへ等しく分配するために、三つのハイブ
リッド導波路領域のΔｎが、熱処理時間を短くするかＰ
Ｅ時間を長くすることで、増大される。この動作モード
で、ＯＳＳＭへの印加電圧Ｖ１、Ｖ２の両方は、等分岐
作用を最適化することを要求される。入力パルスの偏向
用に音響−光学素子を使う代わりに、強誘電体基板に一
対のグレーティング状金属電極を用いた電気−光学誘導
グレーティング（ＥＯＧ）を使って、スイッチング作用
を行わせることができる。図１４は、そのような１×３
ＯＳＳＭの新しい実施を示している。１×３光導波路と
三つの適度に高いΔｎ領域があるということは、図１３
に示した音響−光学型１×３ＯＳＳＭに記載されたもの
に類似させている。ＥＯＧ１ ８０に電圧Ｖ１を印加す
ることで、図１３のＩＤＴで発生されるのに類似の周期
的な屈折率変化が誘起される。金属的電気−光学誘導グ
レーティング構造の周期は、１．５５μｍの入力パルス
が１×３導波路デバイスの第１（たとえば上方）の出力
ポートにスイッチされるように設計される。電圧が印加
されないと、１．５５μｍの入力パルスは、１×３ＯＳ
ＳＭデバイスの中間ポートに真っ直ぐ進む。電圧Ｖ２が
ＥＯＧ２ ８２に印加されると、入ってくる１．５５μ
ｍの入力パルスは、１×３デバイスの第３（たとえば下
方）の出力ポートに適切にスイッチされる。１×３ＯＳ
ＳＭ中の三つのハイブリッド導波路構造の屈折率変化
は、入力ポンプレーザ放射を三つの出力ポートに等分岐
できるように、増大される。ＥＯＧｓ８０と８２の両方
は、分岐を最適化するために使われる。ここに記述され
た音響−光学と電気−光学デバイスは、たとえば、電話
通信回路中にスイッチングのために使われているもので
ある。もちろん、電話通信応用のための他の集積光回路
用スイッチング方法も使われる。
ての出力ポートへ等しく分配するために、三つのハイブ
リッド導波路領域のΔｎが、熱処理時間を短くするかＰ
Ｅ時間を長くすることで、増大される。この動作モード
で、ＯＳＳＭへの印加電圧Ｖ１、Ｖ２の両方は、等分岐
作用を最適化することを要求される。入力パルスの偏向
用に音響−光学素子を使う代わりに、強誘電体基板に一
対のグレーティング状金属電極を用いた電気−光学誘導
グレーティング（ＥＯＧ）を使って、スイッチング作用
を行わせることができる。図１４は、そのような１×３
ＯＳＳＭの新しい実施を示している。１×３光導波路と
三つの適度に高いΔｎ領域があるということは、図１３
に示した音響−光学型１×３ＯＳＳＭに記載されたもの
に類似させている。ＥＯＧ１ ８０に電圧Ｖ１を印加す
ることで、図１３のＩＤＴで発生されるのに類似の周期
的な屈折率変化が誘起される。金属的電気−光学誘導グ
レーティング構造の周期は、１．５５μｍの入力パルス
が１×３導波路デバイスの第１（たとえば上方）の出力
ポートにスイッチされるように設計される。電圧が印加
されないと、１．５５μｍの入力パルスは、１×３ＯＳ
ＳＭデバイスの中間ポートに真っ直ぐ進む。電圧Ｖ２が
ＥＯＧ２ ８２に印加されると、入ってくる１．５５μ
ｍの入力パルスは、１×３デバイスの第３（たとえば下
方）の出力ポートに適切にスイッチされる。１×３ＯＳ
ＳＭ中の三つのハイブリッド導波路構造の屈折率変化
は、入力ポンプレーザ放射を三つの出力ポートに等分岐
できるように、増大される。ＥＯＧｓ８０と８２の両方
は、分岐を最適化するために使われる。ここに記述され
た音響−光学と電気−光学デバイスは、たとえば、電話
通信回路中にスイッチングのために使われているもので
ある。もちろん、電話通信応用のための他の集積光回路
用スイッチング方法も使われる。
【００４２】上述のＯＣＳＭのように、ＯＳＳＭは１×
３から１×１０構造へ拡張可能である。再度、決定的な
制限は、強誘電体ウエハの大きさである。１×３ＯＳＳ
Ｍ素子より大きい素子のハイブリッドＰＥ部分は、ＯＳ
ＳＭ、ＷＣＣ、ＯＣＳＭ構造全体に渡って要求されたよ
うに、より大きい角度分岐でのより高い分岐損失を補償
するために、多重ＰＥプロセスで実現される。ＯＳＳＭ
２４、ＷＣＣｓ、ＯＣＳＭ２６は、好ましくは一つの基
板に形成される。
３から１×１０構造へ拡張可能である。再度、決定的な
制限は、強誘電体ウエハの大きさである。１×３ＯＳＳ
Ｍ素子より大きい素子のハイブリッドＰＥ部分は、ＯＳ
ＳＭ、ＷＣＣ、ＯＣＳＭ構造全体に渡って要求されたよ
うに、より大きい角度分岐でのより高い分岐損失を補償
するために、多重ＰＥプロセスで実現される。ＯＳＳＭ
２４、ＷＣＣｓ、ＯＣＳＭ２６は、好ましくは一つの基
板に形成される。
【００４３】本発明の多波長光源のための特殊構造は、
応用にとって非常に重要である。システムの中の多波長
光源で、多くの可能性の広がりをもつようになる。多波
長光源の一つの応用は、市販のディスプレイあるいは印
刷用のＲＧＢ光源としてである。特にＯＰＧ導波路デバ
イスは、超高速パルスを同時にあるいは別々に赤、緑、
青の波長に変換するために使われる。上述のタイプの集
積光回路は、像形成のために色を変えたり変えなかった
りするスイッチング回路をもつこともできる。超高速パ
ルスは、各色でのハイピークパワと大きいバンド幅で得
られる有効な変換がレーザから得られるスペックルを最
小にするのに、有利である（スペックルは像を眼に対し
て粒状に見せる）。
応用にとって非常に重要である。システムの中の多波長
光源で、多くの可能性の広がりをもつようになる。多波
長光源の一つの応用は、市販のディスプレイあるいは印
刷用のＲＧＢ光源としてである。特にＯＰＧ導波路デバ
イスは、超高速パルスを同時にあるいは別々に赤、緑、
青の波長に変換するために使われる。上述のタイプの集
積光回路は、像形成のために色を変えたり変えなかった
りするスイッチング回路をもつこともできる。超高速パ
ルスは、各色でのハイピークパワと大きいバンド幅で得
られる有効な変換がレーザから得られるスペックルを最
小にするのに、有利である（スペックルは像を眼に対し
て粒状に見せる）。
【００４４】光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）
は、医学的、眼科的イメージングツールとして開発され
てきた。光を強く散乱する人間の皮膚を透して撮像する
ことが、光を使ってできるようになった。ＯＣＴがＭＲ
Ｉ、コンピュータ・トモグラフィ、あるいは超音波のよ
うな他の医学イメージングより、よい分解能を与えるこ
とが実証された。軸方向分解能が１０ミクロンで、それ
がフェムト秒レーザのような短い可干渉距離の光源を使
うことで、２ミクロンに減少される。しかしながら、イ
メージングの深さは、３ｍｍに限定される。ＯＣＴの一
つの望ましい特徴は、スーパルミネッセント・レーザダ
イオードのような簡単で安い光源が使えることである。
しかしながら、よりよい性能は、モードロックレーザを
使って得られる。たとえば、蛙の幼虫の心臓の生物体内
における撮像で、スーパルミネッセント・ダイオードを
使うと、像を得るのに２０秒かかるが、モードロックレ
ーザを使うと、０．２５秒しかかからないので、研究者
は、心弛緩と心収縮状態の間波打つ心臓の動きを捕らえ
ることができる。高速走査（２０００Ｈｚ）がこの早い
イメージの取得を達成するのに使われる。モードロック
Ｔｉ：サファイアとモードロックＣｒ：フォーステライ
トの両方がＯＣＴに使われてきた。Ｃｒ：フォーステラ
イトは、その波長（１３００ｎｍ）のために生物学的皮
膚の中のイメージングには特に適している；イメージン
グ深さを制限する散乱効果は、より長波長で減少する。
その方法は、ファイバ技術と両立できるので、ファイバ
スコープにうまく使われてきた。ここに参考文献として
全て織り込まれている"Rapid acquisition of in vivo
biological image by use of optical coherence tomog
raphy";Optics Letters, Vol.21, No.17;September 199
5,にTearney 等によって報告されているように、高速イ
メージ取得装置付半径方向走査型カテーテル・ファイバ
スコープが実証された。ＯＣＴは、多数の治療や人間の
腹壁中のガンの検出、豚の食道壁の表面下部イメージン
グと組織学、切除による生検に代わる光生検の実施、カ
ラードップラＯＣＴ（ＣＤＯＣＴ）を使った血流速度の
マッピング、を含む試験研究の中で実証されてきた。Ｏ
ＣＴは、カテーテルやファイバスコープ、あるいは腹く
う鏡的配達媒体と結合して、切除による生検と組織学的
処置なしで、ガンや前期ガン化皮膚変化を含む広い範囲
の病気のスクリーニングや診断を可能にする見込みをも
つようになる。ＯＣＴは、従来の顕微鏡と結びついて、
犠牲と組織学を必要としないで、生きた標本の内部構造
をイメージングすることを可能にする。
は、医学的、眼科的イメージングツールとして開発され
てきた。光を強く散乱する人間の皮膚を透して撮像する
ことが、光を使ってできるようになった。ＯＣＴがＭＲ
Ｉ、コンピュータ・トモグラフィ、あるいは超音波のよ
うな他の医学イメージングより、よい分解能を与えるこ
とが実証された。軸方向分解能が１０ミクロンで、それ
がフェムト秒レーザのような短い可干渉距離の光源を使
うことで、２ミクロンに減少される。しかしながら、イ
メージングの深さは、３ｍｍに限定される。ＯＣＴの一
つの望ましい特徴は、スーパルミネッセント・レーザダ
イオードのような簡単で安い光源が使えることである。
しかしながら、よりよい性能は、モードロックレーザを
使って得られる。たとえば、蛙の幼虫の心臓の生物体内
における撮像で、スーパルミネッセント・ダイオードを
使うと、像を得るのに２０秒かかるが、モードロックレ
ーザを使うと、０．２５秒しかかからないので、研究者
は、心弛緩と心収縮状態の間波打つ心臓の動きを捕らえ
ることができる。高速走査（２０００Ｈｚ）がこの早い
イメージの取得を達成するのに使われる。モードロック
Ｔｉ：サファイアとモードロックＣｒ：フォーステライ
トの両方がＯＣＴに使われてきた。Ｃｒ：フォーステラ
イトは、その波長（１３００ｎｍ）のために生物学的皮
膚の中のイメージングには特に適している；イメージン
グ深さを制限する散乱効果は、より長波長で減少する。
その方法は、ファイバ技術と両立できるので、ファイバ
スコープにうまく使われてきた。ここに参考文献として
全て織り込まれている"Rapid acquisition of in vivo
biological image by use of optical coherence tomog
raphy";Optics Letters, Vol.21, No.17;September 199
5,にTearney 等によって報告されているように、高速イ
メージ取得装置付半径方向走査型カテーテル・ファイバ
スコープが実証された。ＯＣＴは、多数の治療や人間の
腹壁中のガンの検出、豚の食道壁の表面下部イメージン
グと組織学、切除による生検に代わる光生検の実施、カ
ラードップラＯＣＴ（ＣＤＯＣＴ）を使った血流速度の
マッピング、を含む試験研究の中で実証されてきた。Ｏ
ＣＴは、カテーテルやファイバスコープ、あるいは腹く
う鏡的配達媒体と結合して、切除による生検と組織学的
処置なしで、ガンや前期ガン化皮膚変化を含む広い範囲
の病気のスクリーニングや診断を可能にする見込みをも
つようになる。ＯＣＴは、従来の顕微鏡と結びついて、
犠牲と組織学を必要としないで、生きた標本の内部構造
をイメージングすることを可能にする。
【００４５】したがって、人間の皮膚内をＯＣＴイメー
ジングするためには、１．３ミクロンのレーザ光源が必
要である。ＯＰＧ導波路デバイスで１．３μｍに変換さ
れるエルビウムドープファイバレーザは、この応用に適
している。問題と解答データを複数のディスプレイに表
示するために、新しい発明した方法と装置の好適実施例
が記述されているので、ここに示された一連の技術分野
に熟練した人にとっては、他の修正、変更、変化が暗示
されると思われる。したがって、そのような全ての変
更、修正、変化は、特許請求の範囲によって規定される
本発明の範囲内にあると信じる。
ジングするためには、１．３ミクロンのレーザ光源が必
要である。ＯＰＧ導波路デバイスで１．３μｍに変換さ
れるエルビウムドープファイバレーザは、この応用に適
している。問題と解答データを複数のディスプレイに表
示するために、新しい発明した方法と装置の好適実施例
が記述されているので、ここに示された一連の技術分野
に熟練した人にとっては、他の修正、変更、変化が暗示
されると思われる。したがって、そのような全ての変
更、修正、変化は、特許請求の範囲によって規定される
本発明の範囲内にあると信じる。
【図１】本発明による超短パルスレーザ光源の概観図。
【図２】本発明の波長変換チャネル用の好ましい導波路
構造の概観図。
構造の概観図。
【図３】バルクと周期的にポーリングしたニオブ酸リチ
ウム（ＰＰＬＮ）導波路構造の場合の、ポンプパルス
（導波路中の）幅に依存する理論的光パラメトリック発
生（ＯＰＧ）のしきい値を示すグラフ。
ウム（ＰＰＬＮ）導波路構造の場合の、ポンプパルス
（導波路中の）幅に依存する理論的光パラメトリック発
生（ＯＰＧ）のしきい値を示すグラフ。
【図４】本発明によるポンプエネルギを関数とする光パ
ラメトリック発生（ＯＰＧ）変換効率の測定値を示すグ
ラフ。
ラメトリック発生（ＯＰＧ）変換効率の測定値を示すグ
ラフ。
【図５】１００℃における測定したシグナル波長とアイ
ドラ波長対ポンプ波長の関係を示すグラフ。
ドラ波長対ポンプ波長の関係を示すグラフ。
【図６】本発明による単一導波路を使った多波長出力の
概観図。
概観図。
【図７】本発明による多波長、超短パルス発生システム
の概観図。
の概観図。
【図８】二つの導波路の一方あるいは両方のパルスを一
つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成された
光結合スイッチマトリックスの概観図。
つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成された
光結合スイッチマトリックスの概観図。
【図９】二つの導波路の一方あるいは両方のパルスを一
つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成された
光結合スイッチマトリックスの概観図。
つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成された
光結合スイッチマトリックスの概観図。
【図１０】二つの導波路の一方あるいは両方のパルスを
一つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成され
た光結合スイッチマトリックスの概観図。
一つの出力導波路に切り換えるための基板面に形成され
た光結合スイッチマトリックスの概観図。
【図１１】三つの波長変換チャネル導波路中を伝播する
超短光パルスを一つの出力導波路に結合できるようにす
る光結合スイッチマトリックス（ＯＣＳＭ）の概観図。
超短光パルスを一つの出力導波路に結合できるようにす
る光結合スイッチマトリックス（ＯＣＳＭ）の概観図。
【図１２】超短パルスを単一波長パルス光源から三つの
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図である。
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図である。
【図１３】音響−光学素子を使って超短パルスを三つの
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図。
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図。
【図１４】電気−光学素子を使って超短パルスを三つの
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図である。
波長変換チャネルに選択的に分配するための光分岐スイ
ッチマトリックス（ＯＳＳＭ）の概観図である。
１０・・超短パルスレーザ（ＵＰＬ）、１２1〜１２n・
・波長変換チャネル（ＷＣＣ）、１４、６２・・光パラ
メトリック発生導波路、１６・・分割型モード変換器、
１８、２０・・高調波発生導波路、２２・・超短パルス
増幅器、２４・・光分岐スイッチマトリックス（ＯＳＳ
Ｍ）、２６・・光結合スイッチマトリックス（ＯＣＳ
Ｍ）、３０、３２・・導波路、３４・・幹線導波路、３
６、３８、４０、４２、４４・・光方向性結合器、４６
・・出力導波路、５０、５４、５８・・光学的終端、４
８、５２、５６・・ＷＣＣの主要な光導波路、６０、６
４、６６・・第２高調波発生器（ＳＨＧ）、７０・・イ
ンターディジタル・トランスデューサＩＤＴ１、７２・
・インターディジタル・トランスデューサＩＤＴ２、８
０、８２・・電気−光学誘導グレーティング（ＥＯＧ）
・波長変換チャネル（ＷＣＣ）、１４、６２・・光パラ
メトリック発生導波路、１６・・分割型モード変換器、
１８、２０・・高調波発生導波路、２２・・超短パルス
増幅器、２４・・光分岐スイッチマトリックス（ＯＳＳ
Ｍ）、２６・・光結合スイッチマトリックス（ＯＣＳ
Ｍ）、３０、３２・・導波路、３４・・幹線導波路、３
６、３８、４０、４２、４４・・光方向性結合器、４６
・・出力導波路、５０、５４、５８・・光学的終端、４
８、５２、５６・・ＷＣＣの主要な光導波路、６０、６
４、６６・・第２高調波発生器（ＳＨＧ）、７０・・イ
ンターディジタル・トランスデューサＩＤＴ１、７２・
・インターディジタル・トランスデューサＩＤＴ２、８
０、８２・・電気−光学誘導グレーティング（ＥＯＧ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーティン エム フィジェー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 メン ロ パーク イースト クリーク ドライ ブ120番地 ９号 (72)発明者 ドナルド ジェー ハーター アメリカ合衆国 ミシガン州 アンアーバ ー サルグレイブ プレイス3535番地
Claims (28)
- 【請求項１】超短光パルスを発生する超短光パルス光源
と、 該超短光パルスの波長を異なる波長に変換するための波
長変換チャネルと、からなり、 該波長変換チャネルは、該異なる波長の該超短パルスを
パラメトリックに発生するための光パラメトリック発生
部を含む、光導波路からなる超短光パルスを発生する超
短パルス発生器。 - 【請求項２】さらに、入力光を前記光導波路に結合させ
るためのモード変換器を含む請求項１に記載の超短パル
ス発生器。 - 【請求項３】前記モード変換器が断熱的にテーパ化され
た導波路からなる請求項２に記載の超短パルス発生器。 - 【請求項４】前記モード変換器が前記光導波路内に位置
する第二高調波発生器からなる請求項２に記載の超短パ
ルス発生器。 - 【請求項５】前記光導波路が、周期的にポーリングした
強誘電性光材料からなる基板に形成される、請求項１に
記載の超短パルス発生器。 - 【請求項６】前記周期的にポーリングした強誘電性光材
料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、Ｍｇ
Ｏ：ＬｉＮｂＯ3、ＫＴＰ、ＫＴＰ異種同形物群、のう
ちの一つである請求項５に記載の超短パルス発生器。 - 【請求項７】前記波長変換チャネルは、波長変換チャネ
ルの温度、該波長変換チャネルにポンプされた光の波
長、該波長変換チャネル中の電界の周期的なポーリング
の周期、のうちの少なくとも一つを関数として、前記超
短光パルスの波長を変換する、請求項１に記載の超短パ
ルス発生器。 - 【請求項８】前記超短光パルス光源は、モードロック・
レーザである、請求項１に記載の超短パルス発生器。 - 【請求項９】前記モードロック・レーザは、エルビウム
ドープ・ファイバレーザである、請求項８に記載の超短
パルス発生器。 - 【請求項１０】前記超短光パルス光源は、Ｔｉ：サファ
イアレーザ、Ｃｒ：フォルステライトレーザ、Ｃｒ：Ｌ
ｉＳａＦレーザ、Ｃｒ：ＬｉＳＧａＦレーザ、のうちの
一つである、請求項１に記載の超短パルス発生器。 - 【請求項１１】前記波長変換チャネルは、さらに、前記
超短光パルス光源で発生される超短光パルスの波長より
短い波長の超短光パルスを発生させるための少なくとも
一つの高調波発生器を含む、請求項１に記載の超短パル
ス発生器。 - 【請求項１２】さらに、前記超短光パルスを増幅するた
めに、前記波長変換チャネルの上流に超短パルス増幅器
を含む、請求項１に記載の超短パルス発生器。 - 【請求項１３】前記超短パルス増幅器は、エルビウム・
ファイバ増幅器である、請求項１２に記載の超短パルス
発生器。 - 【請求項１４】カラーイメージ発生デバイスと、 該カラーイメージ発生デバイスにレッド、グリーン、ブ
ルー超短光パルスの形でイメージデータを供給するため
の超短パルス発生器と、の組合せにおいて、 該超短パルス発生器が超短光パルスを発生する超短光パ
ルス光源と、 レッド超短光パルスを生成するために該超短光パルスの
波長を変換するための第一波長変換チャネルと、 ブルー超短光パルスを生成するために該超短光パルスの
波長を変換するための第二波長変換チャネルと、 グリーン超短光パルスを生成するために該超短光パルス
の波長を変換するための第三波長変換チャネルと、から
なる。 - 【請求項１５】前記第一波長変換チャネルがレッド超短
光パルスをパラメトリックに発生する光パラメトリック
発生部を含み、 前記第二波長変換チャネルがブルー超短光パルスをパラ
メトリックに発生する光パラメトリック発生部を含み、 前記第三波長変換チャネルがグリーン超短光パルスをパ
ラメトリックに発生する光パラメトリック発生部を含
む、請求項１４に記載の組合せ。 - 【請求項１６】前記第一、第二、第三波長変換チャネル
の各々が周期的にポーリングされた強誘電性光材料から
なる基板に形成された導波路からなる請求項１４に記載
の組合せ。 - 【請求項１７】前記周期的にポーリングされた強誘電性
光材料が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、Ｍ
ｇＯ：ＬｉＮｂＯ3、ＫＴＰ、ＫＴＰ異種同形物群の結
晶、のうちの一つである請求項１６に記載の組合せ。 - 【請求項１８】前記超短光パルス光源がモードロックレ
ーザである請求項１４に記載の組合せ。 - 【請求項１９】前記超短光パルス光源がＴｉ：サファイ
アレーザ、Ｃｒ：フォルステライトレーザ、Ｃｒ：Ｌｉ
ＳａＦレーザ、Ｃｒ：ＬｉＳＧａＦレーザ、のうちの一
つである請求項１４に記載の組合せ。 - 【請求項２０】前記超短光パルス光源がモードロックフ
ァイバレーザである請求項１４に記載の組合せ。 - 【請求項２１】前記モードロックファイバレーザがエル
ビウムドープファイバレーザである請求項１４に記載の
組合せ。 - 【請求項２２】カラーイメージ発生デバイスと、該カラ
ーイメージ発生デバイスにレッド、グリーン、ブルー超
短光パルスの形でイメージデータを供給するための超短
パルス発生器と、の組合せにおいて、 該超短パルス発生器が超短光パルスを発生する超短光パ
ルス光源と、 ポンプ波長でポンプパルスを発生するための光ポンプ
と、 該超短光パルスの波長をレッド、グリーン、ブルー波長
に変換するための光導波路と、からなり、 該光導波路が、調和波長で調和超短光パルスを発生する
ための該超短光パルスによく反応する第一高調波発生部
と、シグナル波長でのシグナル超短光パルスとアイドラ
波長でのアイドラ超短光パルスをパラメトリックに発生
するための調和超短光パルスとポンプパルスによく反応
する光パラメトリック発生部位と、 ブルー超短光パルスを発生するためのシグナル超短光パ
ルスによく反応する第二高調波発生部と、レッド超短光
パルスを発生するための該アイドラ超短光パルスによく
反応する第三高調波発生部と、を含み、 該光導波路が、該ポンプ波長でグリーン超短光パルスを
透過する。 - 【請求項２３】前記光導波路が周期的にポーリングされ
た強誘電性光材料からなる基板に形成される請求項２２
に記載の組合せ。 - 【請求項２４】前記周期的にポーリングされた強誘電性
光材料が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、Ｍ
ｇＯ：ＬｉＮｂＯ3、ＫＴＰ、ＫＴＰ異種同形物群の結
晶、のうちの一つである請求項２３に記載の組合せ。 - 【請求項２５】前記超短光パルス光源がモードロック・
レーザである請求項２２に記載の組合せ。 - 【請求項２６】前記超短光パルス光源がＴｉ：サファイ
アレーザ、Ｃｒ：フォルステライトレーザ、Ｃｒ：Ｌｉ
ＳａＦレーザ、Ｃｒ：ＬｉＳＧａＦレーザ、のうちの一
つである請求項２２に記載の組合せ。 - 【請求項２７】前記超短光パルス光源がモードロック・
ファイバレーザである請求項２２に記載の超短パルス発
生器。 - 【請求項２８】前記モードロック・ファイバレーザがエ
ルビウムドープ・ファイバレーザである請求項２２に記
載の超短パルス発生器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/042666 | 1998-03-17 | ||
| US09/042,666 US6744555B2 (en) | 1997-11-21 | 1998-03-17 | Ultrashort-pulse source with controllable wavelength output |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326973A true JPH11326973A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=21923129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11070968A Pending JPH11326973A (ja) | 1998-03-17 | 1999-03-16 | 制御可能な多波長出力をもつ超短パルス光源 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6744555B2 (ja) |
| JP (1) | JPH11326973A (ja) |
| DE (1) | DE19904565A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097527A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| JP2003019112A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光源装置および撮像装置 |
| JP2003098565A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Inst Of Physical & Chemical Res | リング型共振器とその高速同調方法 |
| JP2003273434A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Japan Science & Technology Corp | 可変波長固体色素レーザー装置 |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6767685B2 (en) * | 1999-12-03 | 2004-07-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Plate-making method, plate-making apparatus used in such plate-making method, and image recording material |
| JP3999437B2 (ja) | 2000-03-10 | 2007-10-31 | 富士フイルム株式会社 | 光断層画像化装置 |
| DE10020559A1 (de) * | 2000-04-27 | 2001-10-31 | Hannover Laser Zentrum | Laser-Bearbeitung von Materialien |
| US6618152B2 (en) | 2000-05-09 | 2003-09-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical coherence tomography apparatus using optical-waveguide structure which reduces pulse width of low-coherence light |
| DE10115509A1 (de) * | 2000-06-17 | 2001-12-20 | Leica Microsystems | Anordnung zum Untersuchen mikroskopischer Präparate mit einem Scanmikroskop und Beleuchtungseinrichtung für ein Scanmikroskop |
| US7016103B2 (en) * | 2000-09-06 | 2006-03-21 | Time-Bandwith Products Ag | Multiwavelength light source using an optical parametric oscillator |
| JP2002372731A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 波長変換用、光演算用素子 |
| DE10139754B4 (de) | 2001-08-13 | 2004-07-08 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | Beleuchtungsverfahren für ein Scanmikroskop und Scanmikroskop |
| US6903862B2 (en) * | 2002-11-05 | 2005-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ultraviolet acoustooptic device and optical imaging apparatus using the same |
| US7361171B2 (en) | 2003-05-20 | 2008-04-22 | Raydiance, Inc. | Man-portable optical ablation system |
| US20050038487A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Richard Stoltz | Controlling pulse energy of an optical amplifier by controlling pump diode current |
| US7115514B2 (en) * | 2003-10-02 | 2006-10-03 | Raydiance, Inc. | Semiconductor manufacturing using optical ablation |
| US9022037B2 (en) | 2003-08-11 | 2015-05-05 | Raydiance, Inc. | Laser ablation method and apparatus having a feedback loop and control unit |
| US20050065502A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-24 | Richard Stoltz | Enabling or blocking the emission of an ablation beam based on color of target |
| US7143769B2 (en) * | 2003-08-11 | 2006-12-05 | Richard Stoltz | Controlling pulse energy of an optical amplifier by controlling pump diode current |
| US8921733B2 (en) | 2003-08-11 | 2014-12-30 | Raydiance, Inc. | Methods and systems for trimming circuits |
| US8173929B1 (en) | 2003-08-11 | 2012-05-08 | Raydiance, Inc. | Methods and systems for trimming circuits |
| US7367969B2 (en) * | 2003-08-11 | 2008-05-06 | Raydiance, Inc. | Ablative material removal with a preset removal rate or volume or depth |
| US7413847B2 (en) * | 2004-02-09 | 2008-08-19 | Raydiance, Inc. | Semiconductor-type processing for solid-state lasers |
| US7349452B2 (en) * | 2004-12-13 | 2008-03-25 | Raydiance, Inc. | Bragg fibers in systems for the generation of high peak power light |
| US8135050B1 (en) | 2005-07-19 | 2012-03-13 | Raydiance, Inc. | Automated polarization correction |
| US7245419B2 (en) * | 2005-09-22 | 2007-07-17 | Raydiance, Inc. | Wavelength-stabilized pump diodes for pumping gain media in an ultrashort pulsed laser system |
| CN100368925C (zh) * | 2005-10-27 | 2008-02-13 | 南开大学 | 专用于光学相干层析术的受激辐射光放大宽带光纤光源 |
| US7308171B2 (en) * | 2005-11-16 | 2007-12-11 | Raydiance, Inc. | Method and apparatus for optical isolation in high power fiber-optic systems |
| US9130344B2 (en) | 2006-01-23 | 2015-09-08 | Raydiance, Inc. | Automated laser tuning |
| US7444049B1 (en) | 2006-01-23 | 2008-10-28 | Raydiance, Inc. | Pulse stretcher and compressor including a multi-pass Bragg grating |
| US8232687B2 (en) | 2006-04-26 | 2012-07-31 | Raydiance, Inc. | Intelligent laser interlock system |
| US8189971B1 (en) | 2006-01-23 | 2012-05-29 | Raydiance, Inc. | Dispersion compensation in a chirped pulse amplification system |
| US7822347B1 (en) | 2006-03-28 | 2010-10-26 | Raydiance, Inc. | Active tuning of temporal dispersion in an ultrashort pulse laser system |
| US7903326B2 (en) | 2007-11-30 | 2011-03-08 | Radiance, Inc. | Static phase mask for high-order spectral phase control in a hybrid chirped pulse amplifier system |
| US8125704B2 (en) | 2008-08-18 | 2012-02-28 | Raydiance, Inc. | Systems and methods for controlling a pulsed laser by combining laser signals |
| US8498538B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-07-30 | Raydiance, Inc. | Compact monolithic dispersion compensator |
| KR20140018183A (ko) | 2010-09-16 | 2014-02-12 | 레이디안스, 아이엔씨. | 적층 재료의 레이저 기반 처리 |
| US8554037B2 (en) | 2010-09-30 | 2013-10-08 | Raydiance, Inc. | Hybrid waveguide device in powerful laser systems |
| CA2816335A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-06-21 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Method and system for pulse reformatting in optical amplifiers |
| WO2013039756A1 (en) | 2011-09-14 | 2013-03-21 | Imra America, Inc. | Controllable multi-wavelength fiber laser source |
| US10239160B2 (en) | 2011-09-21 | 2019-03-26 | Coherent, Inc. | Systems and processes that singulate materials |
| US9671560B1 (en) | 2016-03-18 | 2017-06-06 | Lumentum Operations Llc | Angled periodic segmented waveguide for spot size conversion with reduced return loss |
| US11829048B2 (en) | 2019-03-28 | 2023-11-28 | Advantest Corporation | Laser beam output apparatus |
| US11516387B2 (en) | 2019-06-20 | 2022-11-29 | Cilag Gmbh International | Image synchronization without input clock and data transmission clock in a pulsed hyperspectral, fluorescence, and laser mapping imaging system |
| US11892403B2 (en) | 2019-06-20 | 2024-02-06 | Cilag Gmbh International | Image synchronization without input clock and data transmission clock in a pulsed fluorescence imaging system |
| US11986160B2 (en) | 2019-06-20 | 2024-05-21 | Cllag GmbH International | Image synchronization without input clock and data transmission clock in a pulsed hyperspectral imaging system |
| US20200400566A1 (en) * | 2019-06-20 | 2020-12-24 | Ethicon Llc | Image synchronization without input clock and data transmission clock in a pulsed laser mapping imaging system |
| US11716533B2 (en) | 2019-06-20 | 2023-08-01 | Cilag Gmbh International | Image synchronization without input clock and data transmission clock in a pulsed fluorescence imaging system |
| DE102022126118A1 (de) | 2022-10-10 | 2024-04-11 | Q.ant GmbH | Laserlichtquelle mit einer Halbleitervorrichtung |
| CN116626923B (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-27 | 福建玻尔光电科技有限责任公司 | 波导矩阵薄膜铌酸锂电光调制器 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784450A (en) * | 1984-10-15 | 1988-11-15 | Hughes Aircraft Company | Apparatus for generating and amplifying new wavelengths of optical radiation |
| DE3764827D1 (de) * | 1986-02-03 | 1990-10-18 | British Telecomm | Strahlungsquelle. |
| GB8708148D0 (en) * | 1987-04-06 | 1987-05-13 | British Telecomm | Radiation pulse generation |
| GB8803450D0 (en) * | 1988-02-15 | 1988-03-16 | British Telecomm | Optical frequency mixer |
| US5224193A (en) * | 1990-09-20 | 1993-06-29 | International Business Machines Corporation | First order mode frequency doubler system and method |
| US5321707A (en) * | 1992-07-27 | 1994-06-14 | General Instrument Corporation | Remote pumping for active optical devices |
| US5519802A (en) * | 1994-05-09 | 1996-05-21 | Deacon Research | Method for making devices having a pattern poled structure and pattern poled structure devices |
| US5557699A (en) * | 1995-06-30 | 1996-09-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Nlo waveguide "and" switch and method therefor |
| US5574818A (en) * | 1995-08-01 | 1996-11-12 | Ceramoptec Industries, Inc. | Compound waveguide lasers and optical parametric oscillators |
| US5912910A (en) * | 1996-05-17 | 1999-06-15 | Sdl, Inc. | High power pumped mid-IR wavelength systems using nonlinear frequency mixing (NFM) devices |
| US5862287A (en) * | 1996-12-13 | 1999-01-19 | Imra America, Inc. | Apparatus and method for delivery of dispersion compensated ultrashort optical pulses with high peak power |
| US5815307A (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-29 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Aperiodic quasi-phasematching gratings for chirp adjustments and frequency conversion of ultra-short pulses |
| US6154310A (en) * | 1997-11-21 | 2000-11-28 | Imra America, Inc. | Ultrashort-pulse source with controllable multiple-wavelength output |
-
1998
- 1998-03-17 US US09/042,666 patent/US6744555B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-04 DE DE19904565A patent/DE19904565A1/de not_active Withdrawn
- 1999-03-16 JP JP11070968A patent/JPH11326973A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002097527A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| US7227680B2 (en) | 2001-05-25 | 2007-06-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| JP2003019112A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光源装置および撮像装置 |
| JP2003098565A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Inst Of Physical & Chemical Res | リング型共振器とその高速同調方法 |
| JP2003273434A (ja) * | 2002-03-19 | 2003-09-26 | Japan Science & Technology Corp | 可変波長固体色素レーザー装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6744555B2 (en) | 2004-06-01 |
| DE19904565A1 (de) | 1999-09-23 |
| US20040075883A1 (en) | 2004-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6744555B2 (en) | Ultrashort-pulse source with controllable wavelength output | |
| US6334011B1 (en) | Ultrashort-pulse source with controllable multiple-wavelength output | |
| JP6063432B2 (ja) | 非線形振動分光法および顕微鏡法のための２周波出力を提供する同調可能な光パラメトリック発振器レーザシステムを提供するシステムおよび方法 | |
| EP1517173B1 (en) | A nonlinear optical device | |
| US8861555B2 (en) | Compact coherent high brightness light source for the mid-IR and far IR | |
| US20090141340A1 (en) | Fiber optical parametric oscillator with high power and bandwidth | |
| JP2014515175A (ja) | 中赤外線および遠赤外線のための小型でコヒーレントで高輝度の光源 | |
| US20120162748A1 (en) | Compact, high brightness light sources for the mid and far ir | |
| Aytac-Kipergil et al. | Development of a fiber laser with independently adjustable properties for optical resolution photoacoustic microscopy | |
| Koeplinger et al. | Photoacoustic microscopy with a pulsed multi-color source based on stimulated Raman scattering | |
| US11817670B2 (en) | Pulse configurable fiber laser unit | |
| JP2004020870A (ja) | 波長変換素子および波長変換装置 | |
| Zhou et al. | Large-temporal-numerical-aperture parametric spectro-temporal analyzer based on silicon waveguide | |
| Jiang et al. | Synchronously pumped femtosecond optical parametric oscillator based on an improved pumping concept | |
| Cheng et al. | On-chip synchronous pumped $\chi^{(3)} $ optical parametric oscillator on thin-film lithium niobate | |
| JP2017207687A (ja) | 広帯域安定化光源 | |
| JP2007187920A (ja) | 非線形光学媒質およびそれを用いた波長変換装置 | |
| Zhou et al. | Electrically interfaced Brillouin-active waveguide for multi-domain transduction | |
| Rey | Active slow light in silicon photonic crystals: tunable delay and Raman gain | |
| JP7467592B2 (ja) | 全ファイバ広域調整可能な超高速レーザ源 | |
| WO2023243052A1 (ja) | 光源 | |
| Cheng | Integrated Sources on Thin-Film Lithium Niobate | |
| Chung et al. | Novel fiber-based ultrafast platform for multimodal optical virtual skin biopsy | |
| Chung et al. | Label-free human brain and skin imaging enabled by Er: fiber-laser-based tunable ultrafast sources | |
| US20210116780A1 (en) | Method and apparatus for control and dynamic manipulation of electro-magnetic wave spectrum via external modulation of refractive index |