JP2696121B2 - 赤外フェムト秒光パルス発生装置 - Google Patents
赤外フェムト秒光パルス発生装置Info
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- JP2696121B2 JP2696121B2 JP1040354A JP4035489A JP2696121B2 JP 2696121 B2 JP2696121 B2 JP 2696121B2 JP 1040354 A JP1040354 A JP 1040354A JP 4035489 A JP4035489 A JP 4035489A JP 2696121 B2 JP2696121 B2 JP 2696121B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、赤外フェムト秒光パルス発生装置に関し、
特に差周波発生により高出力赤外フェムト秒（１フェム
ト秒＝10-15秒）光パルスを発生する装置に関するもの
である。
特に差周波発生により高出力赤外フェムト秒（１フェム
ト秒＝10-15秒）光パルスを発生する装置に関するもの
である。
［従来の技術］ 従来、赤外のフェムト秒光パルスを発生する装置の１
つとして、可視域の超短パルスを差周波発生により赤外
に波長変換する装置が知られている。ここで、差周波発
生とは、第２図に示すように、光源Ａからの周波数ω1
の光と、光源Ｂからのω2の光を非線形結晶中に入射す
ることにより、周波数ω1−ω2の光が非線形結晶から発
生する現象をいう。上記光源Ａは安定してパルス幅の狭
い可視フェムト秒パルスを発生するために、一般に、同
期励起色素レーザ、もしくはCPM（colliding pulse mod
e）リング色素レーザが用いられていた（R.L.Fork,et a
l.IEEE J.Quantum Electron QE-19 500（1983）参
照）。また、上記光源Ｂとしては、従来は光源Ａの光の
一部を使っており、その光の一部をレンズで重水などに
集光することにより、白色光（波長0.5〜１μｍ）を発
生し、その白色光と光源Ａの光との差周波発生により赤
外フェムト秒パルスを発生していた（D.S.Moore,et al.
Opt.Lett.12 480（1987）参照）。
つとして、可視域の超短パルスを差周波発生により赤外
に波長変換する装置が知られている。ここで、差周波発
生とは、第２図に示すように、光源Ａからの周波数ω1
の光と、光源Ｂからのω2の光を非線形結晶中に入射す
ることにより、周波数ω1−ω2の光が非線形結晶から発
生する現象をいう。上記光源Ａは安定してパルス幅の狭
い可視フェムト秒パルスを発生するために、一般に、同
期励起色素レーザ、もしくはCPM（colliding pulse mod
e）リング色素レーザが用いられていた（R.L.Fork,et a
l.IEEE J.Quantum Electron QE-19 500（1983）参
照）。また、上記光源Ｂとしては、従来は光源Ａの光の
一部を使っており、その光の一部をレンズで重水などに
集光することにより、白色光（波長0.5〜１μｍ）を発
生し、その白色光と光源Ａの光との差周波発生により赤
外フェムト秒パルスを発生していた（D.S.Moore,et al.
Opt.Lett.12 480（1987）参照）。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来装置では、光源Ｂを
得るために自己位相変調効果という非線形効果を用いて
発生する白色光を用いるので、光源Ｂの構成が複雑とな
り、しかも非線形効果を利用するので安定性もよくな
い。また、光通信への応用上重要な1.5μｍ帯の光を発
生させるには、可視フェムト秒パルスの波長が0.61μｍ
なので白色光の波長として1.03μｍが必要となる。だ
が、白色光で1.03μｍの光を発生させるのは実際上容易
ではない。そのため、従来のように白色光を用いる赤外
フェムト秒光パルス発生装置では、光通信への応用上重
要な1.5μｍ帯の光を発生させるのが困難になってい
た。
得るために自己位相変調効果という非線形効果を用いて
発生する白色光を用いるので、光源Ｂの構成が複雑とな
り、しかも非線形効果を利用するので安定性もよくな
い。また、光通信への応用上重要な1.5μｍ帯の光を発
生させるには、可視フェムト秒パルスの波長が0.61μｍ
なので白色光の波長として1.03μｍが必要となる。だ
が、白色光で1.03μｍの光を発生させるのは実際上容易
ではない。そのため、従来のように白色光を用いる赤外
フェムト秒光パルス発生装置では、光通信への応用上重
要な1.5μｍ帯の光を発生させるのが困難になってい
た。
このように、従来の差周波発生による赤外フェムト秒
光パルス発生装置においては、上述したような結晶への
入射光の光源の複雑さ，差周波光出力の安定性などに問
題点があった そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去し、構成
が簡単で出力が大きく、かつ安定した赤外フェムト秒光
パルスを発生する赤外フェムト秒光パルス発生装置を提
供することにある。
光パルス発生装置においては、上述したような結晶への
入射光の光源の複雑さ，差周波光出力の安定性などに問
題点があった そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去し、構成
が簡単で出力が大きく、かつ安定した赤外フェムト秒光
パルスを発生する赤外フェムト秒光パルス発生装置を提
供することにある。
［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するため、本発明は、周波数ω1の
光と周波数ω2の光を非線形結晶中に入射することによ
り周波数ω3＝ω1−ω2の光パルスを発生する装置であ
って、可視フェムト秒光パルス（ω1）を発生する同期
励起フェムト秒色素レーザと、色素レーザの励起光源で
あるYAG（Y3Al5O12）レーザあるいはYLF（LiYF4）レー
ザと、色素レーザからの可視フェムト秒光パルス
（ω1）とYAGレーザあるいはYLFレーザの基本波の光パ
ルス（ω2）とを入力光として、1.3〜1.7μｍ帯での差
周波光（ω3）を発生するKTiOPO4（KTP）と、YAGレーザ
あるいはYLFレーザの基本波の光パルスと可視フェムト
秒光パルスがKTP中に同期して入射するための可変遅延
路とを具備したことを特徴とする。
光と周波数ω2の光を非線形結晶中に入射することによ
り周波数ω3＝ω1−ω2の光パルスを発生する装置であ
って、可視フェムト秒光パルス（ω1）を発生する同期
励起フェムト秒色素レーザと、色素レーザの励起光源で
あるYAG（Y3Al5O12）レーザあるいはYLF（LiYF4）レー
ザと、色素レーザからの可視フェムト秒光パルス
（ω1）とYAGレーザあるいはYLFレーザの基本波の光パ
ルス（ω2）とを入力光として、1.3〜1.7μｍ帯での差
周波光（ω3）を発生するKTiOPO4（KTP）と、YAGレーザ
あるいはYLFレーザの基本波の光パルスと可視フェムト
秒光パルスがKTP中に同期して入射するための可変遅延
路とを具備したことを特徴とする。
特に、非線形結晶を用いた差周波発生法を用いてフェ
ムト秒光パルスを発生するにあたっては、用いる非線形
結晶の中での可視フェムト秒パルスと赤外フェムト秒パ
ルスの群速度の差ができるだけ小さいことが効率の点か
ら極めて重要となる。群速度差が大きいと可視並びに赤
外フェムト秒パルスが非線形相互作用を起こす距離が短
くなり、効率がその距離の２乗に比例して小さくなるか
らである。従って、本発明においては、上記条件を満足
するKTPを具備することを特徴とする。
ムト秒光パルスを発生するにあたっては、用いる非線形
結晶の中での可視フェムト秒パルスと赤外フェムト秒パ
ルスの群速度の差ができるだけ小さいことが効率の点か
ら極めて重要となる。群速度差が大きいと可視並びに赤
外フェムト秒パルスが非線形相互作用を起こす距離が短
くなり、効率がその距離の２乗に比例して小さくなるか
らである。従って、本発明においては、上記条件を満足
するKTPを具備することを特徴とする。
また、本発明は、YAGレーザあるいはYLFレーザの基本
波の光パルス（ピコ秒）と可視フェムト秒光パルスが非
線形結晶（KTP）中に同期して入射するための可変遅延
路（第１図の10）を具備したことを特徴とする。
波の光パルス（ピコ秒）と可視フェムト秒光パルスが非
線形結晶（KTP）中に同期して入射するための可変遅延
路（第１図の10）を具備したことを特徴とする。
また、本発明はその一態様として、可視フェムト秒光
パルスの光源は、同期励起キャビティダンプフェムト秒
色素レーザであることを特徴とする。
パルスの光源は、同期励起キャビティダンプフェムト秒
色素レーザであることを特徴とする。
また、本発明はその別態様として、可視フェムト秒光
パルスは、同期励起フェムト秒色素レーザからの光パル
スを光増幅した可視フェムト秒光パルスであることを特
徴とする。
パルスは、同期励起フェムト秒色素レーザからの光パル
スを光増幅した可視フェムト秒光パルスであることを特
徴とする。
また、本発明はさらに別の態様として、可視フェムト
秒光パルスは、同期励起キャビティダンプフェムト秒色
素レーザからの光パルスを光増幅した可視フェムト秒光
パルスであることを特徴とする。
秒光パルスは、同期励起キャビティダンプフェムト秒色
素レーザからの光パルスを光増幅した可視フェムト秒光
パルスであることを特徴とする。
［作用］ 本発明は、差周波発生による赤外フェムト秒光パルス
発生のための入力光として、同期励起フェムト秒色素レ
ーザの光パルスと、このフェムト秒色素レーザを励起す
る励起用レーザの基本波の光パルスとを用いることを特
徴とする。同期励起フェムト秒色素レーザの利得色素と
してサルフォローダミンＢとローダミン6Gの混合液を用
いると、フェムト秒色素レーザの波長λ1が600−640nm
となる（M.Nakazawa,et al.Opt.Lett.12 681（1987）,
H.Kubota et al.Opt.Lett.13 749（1988）参照）。一
方、色素レーザ励起用のレーザに例えばYAG（Y3Al
5O12）レーザを用いると、その基本波の波長λ2は1.064
μｍである。非線形結晶から得られる差周波光の波長λ
3は、λ3＝（1/λ1−1/λ2）-1で与えられるので、1.38
〜1.61μｍとなる。これらの波長（1.38〜1.61μｍ）は
シリカ系ファイバを用いた光通信に最とも適した波長域
になる。
発生のための入力光として、同期励起フェムト秒色素レ
ーザの光パルスと、このフェムト秒色素レーザを励起す
る励起用レーザの基本波の光パルスとを用いることを特
徴とする。同期励起フェムト秒色素レーザの利得色素と
してサルフォローダミンＢとローダミン6Gの混合液を用
いると、フェムト秒色素レーザの波長λ1が600−640nm
となる（M.Nakazawa,et al.Opt.Lett.12 681（1987）,
H.Kubota et al.Opt.Lett.13 749（1988）参照）。一
方、色素レーザ励起用のレーザに例えばYAG（Y3Al
5O12）レーザを用いると、その基本波の波長λ2は1.064
μｍである。非線形結晶から得られる差周波光の波長λ
3は、λ3＝（1/λ1−1/λ2）-1で与えられるので、1.38
〜1.61μｍとなる。これらの波長（1.38〜1.61μｍ）は
シリカ系ファイバを用いた光通信に最とも適した波長域
になる。
したがって、本発明装置は光ソリトン通信などの将来
の光通信の研究・開発を行うために用いる光源として、
非常に大きな利用価値がある。さらに、利得色素をDCM
（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメ
チルアミノスチリル−4H−ピラン））などに変えること
により、より広範囲の波長域で赤外フェムト秒光パルス
が得られる。
の光通信の研究・開発を行うために用いる光源として、
非常に大きな利用価値がある。さらに、利得色素をDCM
（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメ
チルアミノスチリル−4H−ピラン））などに変えること
により、より広範囲の波長域で赤外フェムト秒光パルス
が得られる。
換言すれば、従来装置では、フェムト秒色素レーザの
出力と、その出力の一部を用いて非線形効果により発生
させる白色光とを用いた差周波発生により、赤外フェム
ト秒光パルスを発生させるという大変複雑な構成をとっ
ていたが、本発明はおいては、フェムト秒色素レーザの
出力とフェムト秒色素レーザ励起用のレーザの基本波と
を用いるだけの簡単な構成で、かつより安定な赤外フェ
ムト秒光パルスを得ることができる。さらに、従来の白
色光を用いる装置では、通信への応用上重要な1.5μｍ
帯の光を発生させるのが困難であったが、本発明におい
てはその1.5μｍ帯の光を容易に発生することができ
る。
出力と、その出力の一部を用いて非線形効果により発生
させる白色光とを用いた差周波発生により、赤外フェム
ト秒光パルスを発生させるという大変複雑な構成をとっ
ていたが、本発明はおいては、フェムト秒色素レーザの
出力とフェムト秒色素レーザ励起用のレーザの基本波と
を用いるだけの簡単な構成で、かつより安定な赤外フェ
ムト秒光パルスを得ることができる。さらに、従来の白
色光を用いる装置では、通信への応用上重要な1.5μｍ
帯の光を発生させるのが困難であったが、本発明におい
てはその1.5μｍ帯の光を容易に発生することができ
る。
［実施例］ 以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す。第１図
において、１は色素レーザ励起用光源であるYAG（イッ
トリウム アルミニウム ガーネット；YAl5O12）レー
ザまたはYLF（イットリウム リチウム フローライ
ド；LiYF4）レーザ、２は光源１の２倍波である色素レ
ーザの励起光である。３は励起光２により励起して可視
フェムト秒パルスを発生する同期励起フェムト秒色素レ
ーザであり、４はこの色素レーザ３によって発生する可
視フェムト秒光パルスである。５は励起光源１の基本波
であって、差周波発生の入力光の１つとなる。
において、１は色素レーザ励起用光源であるYAG（イッ
トリウム アルミニウム ガーネット；YAl5O12）レー
ザまたはYLF（イットリウム リチウム フローライ
ド；LiYF4）レーザ、２は光源１の２倍波である色素レ
ーザの励起光である。３は励起光２により励起して可視
フェムト秒パルスを発生する同期励起フェムト秒色素レ
ーザであり、４はこの色素レーザ３によって発生する可
視フェムト秒光パルスである。５は励起光源１の基本波
であって、差周波発生の入力光の１つとなる。
６は２方向からくる光を同一方向の１本の光にするダ
イクロイックミラーである。可視フェムト秒光パルス４
は２分の１波長板11および可変遅延路10を通ってダイク
ロイックミラー６に入射し、基本波５は２分の１波長板
12および偏光子13を通ってダイクロイックミラー６に入
射する。
イクロイックミラーである。可視フェムト秒光パルス４
は２分の１波長板11および可変遅延路10を通ってダイク
ロイックミラー６に入射し、基本波５は２分の１波長板
12および偏光子13を通ってダイクロイックミラー６に入
射する。
７はダイクロイックミラー６から出射する光を集光す
る集光用レンズであり、８は集光用レンズ７の出射光を
入光する差周波発生用の非線形結晶であり、1.3〜1.7μ
ｍでの差周波光を発生するKTiOPO4（KTP），β−BaB
2O4，LiNbO3，もしくはLiIO3の非線形結晶を用いる。９
は非線形結晶８からの差周波光を平行光にするコリメー
ト用レンズである。
る集光用レンズであり、８は集光用レンズ７の出射光を
入光する差周波発生用の非線形結晶であり、1.3〜1.7μ
ｍでの差周波光を発生するKTiOPO4（KTP），β−BaB
2O4，LiNbO3，もしくはLiIO3の非線形結晶を用いる。９
は非線形結晶８からの差周波光を平行光にするコリメー
ト用レンズである。
以上の構成の装置を動作するには、励起光源１の２倍
波である励起光２で色素レーザ３を励起し、可視フェム
ト秒パルス４を発生する。発生した可視フェムト秒パル
ス４と励起光源１の基本波５とをダイクロイックミラー
６で空間的に重ねた後、集光用レンズ７によって非線形
結晶８に集光する。
波である励起光２で色素レーザ３を励起し、可視フェム
ト秒パルス４を発生する。発生した可視フェムト秒パル
ス４と励起光源１の基本波５とをダイクロイックミラー
６で空間的に重ねた後、集光用レンズ７によって非線形
結晶８に集光する。
このとき、可変遅延路10の位置を平行移動で調整する
ことにより、可視フェムト秒パルス４と基本波５とが非
線形結晶８中で時間的に重なるようにする。また、差周
波光を発生するために必要な位相整合条件を満たすよう
に、２分の１波長板11および12によって、それぞれ、非
線形結晶８への入射光4,5の偏光方向を調整する。この
とき、非線形結晶８への入射光５は楕円偏光になってい
るので、偏光子13により直線偏光にする。非線形結晶８
で発生した差周波光をコリメータ用レンズ９によって平
行光にする。
ことにより、可視フェムト秒パルス４と基本波５とが非
線形結晶８中で時間的に重なるようにする。また、差周
波光を発生するために必要な位相整合条件を満たすよう
に、２分の１波長板11および12によって、それぞれ、非
線形結晶８への入射光4,5の偏光方向を調整する。この
とき、非線形結晶８への入射光５は楕円偏光になってい
るので、偏光子13により直線偏光にする。非線形結晶８
で発生した差周波光をコリメータ用レンズ９によって平
行光にする。
第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す。第３図
において、14は可視フェムト秒光パルスの光源として用
いた同期励起キャビティダンプ色素レーザである（M.Na
kazawa et al.Appl.Phys.Lett.51 728（1987）,K.Kurok
awa et al.Opt.Commun.68 287（1988）参照）。上記の
キャビティダンプとは、Ｑ値の高い共振器内に光パルス
エネルギーをためておいて、光スイッチによりその光エ
ネルギーを外部に取り出すことを言う。可視フェムト秒
パルス光源として第１図の同期励起色素レーザ３を第３
図の同期励起キャビティダンプ色素レーザ14に置き換え
ることにより、可視フェムト秒パルス光４の尖頭出力は
20kWから190kWへ上がる。すなわち、非線形結晶８から
出る差周波光の尖頭出力は入力光である可視フェムト秒
パルス光４の尖頭出力に比例するので、同期励起色素レ
ーザ３を同期励起キャビティダンプ色素レーザ14に置き
換えることにより、上記の差周波光の尖頭出力は約10倍
ぼど大きくなる。
において、14は可視フェムト秒光パルスの光源として用
いた同期励起キャビティダンプ色素レーザである（M.Na
kazawa et al.Appl.Phys.Lett.51 728（1987）,K.Kurok
awa et al.Opt.Commun.68 287（1988）参照）。上記の
キャビティダンプとは、Ｑ値の高い共振器内に光パルス
エネルギーをためておいて、光スイッチによりその光エ
ネルギーを外部に取り出すことを言う。可視フェムト秒
パルス光源として第１図の同期励起色素レーザ３を第３
図の同期励起キャビティダンプ色素レーザ14に置き換え
ることにより、可視フェムト秒パルス光４の尖頭出力は
20kWから190kWへ上がる。すなわち、非線形結晶８から
出る差周波光の尖頭出力は入力光である可視フェムト秒
パルス光４の尖頭出力に比例するので、同期励起色素レ
ーザ３を同期励起キャビティダンプ色素レーザ14に置き
換えることにより、上記の差周波光の尖頭出力は約10倍
ぼど大きくなる。
第４図は第３図に示した本発明の第２の実施例におい
て、YAGレーザ１の２倍波２で励起した複合モード同期
色素レーザ14からの可視フェムト秒光パルス４と、YAG
レーザ１の基本波５とを用い、また非線形結晶８として
KTP（KTiOPO4）を用いることにより、実際に得られたパ
ルス幅177fsの差周波光の自己相関法による自己相関波
形を示す。この自己相関法は超短光パルスの波形観測に
用いられる方法であって、光パルスを２つに分けた後、
片方に余分な経路を通過させることで相対的に時間遅れ
を与え、その２つの重なった部分の光強度を測ることに
より、間接的に波形を調べるものである（小林哲郎、光
学15 286（1986）参照）。パルスの波形としてGauss型
の関数を仮定した場合、自己相関法で測定された幅Ｗを
0.707倍すると実際のパルスの幅Δτとなる。
て、YAGレーザ１の２倍波２で励起した複合モード同期
色素レーザ14からの可視フェムト秒光パルス４と、YAG
レーザ１の基本波５とを用い、また非線形結晶８として
KTP（KTiOPO4）を用いることにより、実際に得られたパ
ルス幅177fsの差周波光の自己相関法による自己相関波
形を示す。この自己相関法は超短光パルスの波形観測に
用いられる方法であって、光パルスを２つに分けた後、
片方に余分な経路を通過させることで相対的に時間遅れ
を与え、その２つの重なった部分の光強度を測ることに
より、間接的に波形を調べるものである（小林哲郎、光
学15 286（1986）参照）。パルスの波形としてGauss型
の関数を仮定した場合、自己相関法で測定された幅Ｗを
0.707倍すると実際のパルスの幅Δτとなる。
本発明の第２の実施例によれば、第４図で確認される
ように、色素レーザ14からの波長616nm,パルス幅310fs,
繰り返し3.8MHzの可視フェムト秒パルス４と、波長1.06
4μm,パルス幅100ps,繰り返し76MHzの入力光を用いるこ
とにより、非線形結晶８から波長1.46μm,パルス幅177f
sの赤外フェムト秒パルスが得られる。このとき、その
赤外フェムト秒パルスの繰り返しは3.8MHzという高繰り
返しであり、尖頭出力として２〜2.5kWという高い尖頭
出力が得られる。
ように、色素レーザ14からの波長616nm,パルス幅310fs,
繰り返し3.8MHzの可視フェムト秒パルス４と、波長1.06
4μm,パルス幅100ps,繰り返し76MHzの入力光を用いるこ
とにより、非線形結晶８から波長1.46μm,パルス幅177f
sの赤外フェムト秒パルスが得られる。このとき、その
赤外フェムト秒パルスの繰り返しは3.8MHzという高繰り
返しであり、尖頭出力として２〜2.5kWという高い尖頭
出力が得られる。
第５図は本発明の第３の実施例の構成を示す。第５図
において、15は光増幅器であって、同期励起フェムト秒
色素レーザ３から出力する可視フェムト秒パルスを光増
幅する。光増幅器15として例えばサルフォローダミンＢ
を増幅媒質とする３段の色素増幅器を用いることによ
り、可視フェムト秒パルスの出力を103〜104倍に増幅す
る。この増幅された可視フェムト秒パルス４を非線形結
晶８の入力光に用いて、数100kWの尖頭出力を持つ差周
波光が非線形結晶８から得られる。
において、15は光増幅器であって、同期励起フェムト秒
色素レーザ３から出力する可視フェムト秒パルスを光増
幅する。光増幅器15として例えばサルフォローダミンＢ
を増幅媒質とする３段の色素増幅器を用いることによ
り、可視フェムト秒パルスの出力を103〜104倍に増幅す
る。この増幅された可視フェムト秒パルス４を非線形結
晶８の入力光に用いて、数100kWの尖頭出力を持つ差周
波光が非線形結晶８から得られる。
第６図は本発明の第４の実施例の構成を示す。本実施
例は、第３図の第２の実施例で用いた同期励起色素レー
ザ14と第５図の第３の実施例で用いた光増幅器15とを組
み合わせて、可視フェムト秒パルス４をさらに高出力化
し、それにより非線形結晶８からの差周波光の出力を第
５図の組み合わせ以上に大きくしたものである。
例は、第３図の第２の実施例で用いた同期励起色素レー
ザ14と第５図の第３の実施例で用いた光増幅器15とを組
み合わせて、可視フェムト秒パルス４をさらに高出力化
し、それにより非線形結晶８からの差周波光の出力を第
５図の組み合わせ以上に大きくしたものである。
［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、同期励起
フェムト秒色素レーザと非線形結晶の組合せという簡単
な構成により、同期励起フェムト秒色素レーザの出力
と、この色素レーザを励起するレーザの基本波とを入力
光として用いて、非線形結晶から差周波発生を行うよう
にしたので、今まで実現が困難であった高出力で、かつ
パルス幅200fs以下の赤外フェムト秒パルスが得られる
という効果が得られる。さらに、本発明により得られる
1.3〜1.7μｍ帯での高出力フェムト秒パルスは、将来の
光通信方式として注目を集めている光ソリトン通信の研
究・開発においてソリトンパルスを発生させる光源とし
て大変重要なものとなる。また、本発明により得られる
赤外フェムト秒パルスを用いることにより、InGaAsPな
どの４元系半導体材料の物性評価や、1.3〜1.7μｍ帯に
おける光増幅器，光検出器の評価ができるという効果も
得られる。
フェムト秒色素レーザと非線形結晶の組合せという簡単
な構成により、同期励起フェムト秒色素レーザの出力
と、この色素レーザを励起するレーザの基本波とを入力
光として用いて、非線形結晶から差周波発生を行うよう
にしたので、今まで実現が困難であった高出力で、かつ
パルス幅200fs以下の赤外フェムト秒パルスが得られる
という効果が得られる。さらに、本発明により得られる
1.3〜1.7μｍ帯での高出力フェムト秒パルスは、将来の
光通信方式として注目を集めている光ソリトン通信の研
究・開発においてソリトンパルスを発生させる光源とし
て大変重要なものとなる。また、本発明により得られる
赤外フェムト秒パルスを用いることにより、InGaAsPな
どの４元系半導体材料の物性評価や、1.3〜1.7μｍ帯に
おける光増幅器，光検出器の評価ができるという効果も
得られる。
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す構成図、 第２図は差周波発生の原理を示す原理図、 第３図は本発明の第２の実施例の構成を示す構成図、 第４図は本発明の第２の実施例により得られた差周波光
の自己相関波形を示すオシログラフ、 第５図は本発明の第３の実施例の構成を示す構成図、 第６図は本発明の第４の実施例の構成を示す構成図であ
る。 １……色素レーザ励起用光源、２……色素レーザの励起
光、３……同期励起フェムト秒色素レーザ、４……可視
フェムト秒光パルス、５……励起光源１の基本波、６…
…ダイクロイックミラー、７……集光用レンズ、８……
非線形結晶、９……コリメート用レンズ、10……可変遅
延路、11,12……２分の１波長板、13……偏光子、14…
…同期励起キャビティダンプ色素レーザ、15……光増幅
器。
の自己相関波形を示すオシログラフ、 第５図は本発明の第３の実施例の構成を示す構成図、 第６図は本発明の第４の実施例の構成を示す構成図であ
る。 １……色素レーザ励起用光源、２……色素レーザの励起
光、３……同期励起フェムト秒色素レーザ、４……可視
フェムト秒光パルス、５……励起光源１の基本波、６…
…ダイクロイックミラー、７……集光用レンズ、８……
非線形結晶、９……コリメート用レンズ、10……可変遅
延路、11,12……２分の１波長板、13……偏光子、14…
…同期励起キャビティダンプ色素レーザ、15……光増幅
器。
Claims (4)
- 【請求項１】周波数ω1の光と周波数ω2の光を非線形結
晶中に入射することにより周波数ω3＝ω1−ω2の光パ
ルスを発生する装置であって、 可視フェムト秒光パルス（ω1）を発生する同期励起フ
ェムト秒色素レーザと、 該色素レーザの励起光源であるYAG（Y3A15O12）レーザ
あるいはYLF（LiYF4）レーザと、 前記色素レーザからの可視フェムト秒光パルス（ω1）
と前記YAGレーザあるいは前記YLFレーザの基本波の光パ
ルス（ω2）とを入力光として、1.3〜1.7μｍ帯での差
周波光（ω3）を発生するKTiOPO4（KTP）と、 前記YAGレーザあるいは前記YLFレーザの基本波の光パル
スと前記可視フェムト秒光パルスが前記KTP中に同期し
て入射するための可変遅延路と を具備したことを特徴とする赤外フェムト秒光パルス発
生装置。 - 【請求項２】請求項第１項記載の赤外フェムト秒光パル
ス発生装置において、前記可視フェムト秒光パルスの光
源は、同期励起キャビティダンプフェムト秒色素レーザ
であることを特徴とする赤外フェムト秒光パルス発生装
置。 - 【請求項３】請求項第１項に記載の赤外フェムト秒光パ
ルス発生装置において、前記可視フェムト秒光パルス
は、前記同期励起フェムト秒色素レーザからの光パルス
を光増幅した可視フェムト秒光パルスであることを特徴
とする赤外フェムト秒光パルス発生装置。 - 【請求項４】請求項第２項に記載の赤外フェムト秒光パ
ルス発生装置において、前記可視フェムト秒光パルス
は、前記同期励起キャビティダンプフェムト秒色素レー
ザからの光パルスを光増幅した可視フェムト秒光パルス
であることを特徴とする赤外フェムト秒光パルス発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040354A JP2696121B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 赤外フェムト秒光パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1040354A JP2696121B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 赤外フェムト秒光パルス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220035A JPH02220035A (ja) | 1990-09-03 |
| JP2696121B2 true JP2696121B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=12578298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040354A Expired - Fee Related JP2696121B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 赤外フェムト秒光パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696121B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111322A (en) * | 1991-04-04 | 1992-05-05 | At&T Bell Laboratories | Polarization multiplexing device with solitons and method using same |
| US6150630A (en) * | 1996-01-11 | 2000-11-21 | The Regents Of The University Of California | Laser machining of explosives |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551354A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-15 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Method and device for catechol amine analysis |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1040354A patent/JP2696121B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ａｎｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，ｐａｐｅｒ ＴｕＮ３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02220035A (ja) | 1990-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |