JP4676280B2 - Light generation device and terahertz light generation device including the device - Google Patents

Light generation device and terahertz light generation device including the device Download PDF

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光パラメトリック発振による二種類の波長の光の生成に関する。   The present invention relates to generation of light of two types of wavelengths by optical parametric oscillation.

従来より、KTP結晶に、励起レーザを照射して、光パラメトリック変換を行わせることにより光を得ることが行われている。ここで、二個のKTP結晶を用い、励起レーザを照射する第一のKTP結晶を固定し、第二のKTP結晶を回転させて、第一のKTP結晶に対して傾けることにより、二種類の波長の光を得ることができる（例えば、特許文献１を参照）。なお、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変化させることにより、第二のKTP結晶から得られる光の波長を変化させることができる。   Conventionally, light is obtained by irradiating a KTP crystal with an excitation laser to perform optical parametric conversion. Here, two KTP crystals are used, the first KTP crystal irradiated with the excitation laser is fixed, the second KTP crystal is rotated, and tilted with respect to the first KTP crystal. Light with a wavelength can be obtained (see, for example, Patent Document 1). Note that the wavelength of light obtained from the second KTP crystal can be changed by changing the angle of the second KTP crystal with respect to the first KTP crystal.

しかし、第二のKTP結晶が第一のKTP結晶に対して傾いているため、励起レーザと第一のKTP結晶から得られる光のビームパスとが第二のKTP結晶により屈折する。これにより、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変えると、第一および第二のKTP結晶から得られる光のビームパスが、第二のKTP結晶よりも後で変動することになる。   However, since the second KTP crystal is inclined with respect to the first KTP crystal, the excitation laser and the beam path of light obtained from the first KTP crystal are refracted by the second KTP crystal. As a result, when the angle of the second KTP crystal with respect to the first KTP crystal is changed, the beam path of the light obtained from the first and second KTP crystals fluctuates later than the second KTP crystal. Become.

ここで、第一のKTP結晶から得られる光と、第二のKTP結晶から得られる光とを反射して、第二のKTP結晶に戻してやれば、第二のKTP結晶の、第一のKTP結晶に対する角度を変えても、第一および第二のKTP結晶から得られる光のビームパスが、第二のKTP結晶を透過した後で変動しないことになる（例えば、非特許文献１を参照）。   Here, if the light obtained from the first KTP crystal and the light obtained from the second KTP crystal are reflected back to the second KTP crystal, the first KTP of the second KTP crystal Even if the angle with respect to the crystal is changed, the beam path of the light obtained from the first and second KTP crystals does not change after passing through the second KTP crystal (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開２００４−２１９９６７号公報JP 2004-219967 A T.Taniuchi, H.Adachi, S.Okada, T.Sasaki and H.Nakanishi,“Continuously tunable THz and far-infrared wave generation from DAST crystal”,Electronics Letters, vol.40, no.9, pp.549-551 (2004)T.Taniuchi, H.Adachi, S.Okada, T.Sasaki and H.Nakanishi, “Continuously tunable THz and far-infrared wave generation from DAST crystal”, Electronics Letters, vol.40, no.9, pp.549- 551 (2004)

しかしながら、第一および第二のKTP結晶から得られる光とを反射して、第二のKTP結晶に戻すためには、光パラメトリック共振を発生させるためのミラー２枚に加えて、第一および第二のKTP結晶から得られる光を反射するための反射ミラーと、励起レーザを第一のKTP結晶に導くためのハーフミラーとが必要となり、複雑な構成が必要となる。   However, in order to reflect the light obtained from the first and second KTP crystals back to the second KTP crystal, in addition to the two mirrors for generating optical parametric resonance, the first and second A reflecting mirror for reflecting the light obtained from the second KTP crystal and a half mirror for guiding the excitation laser to the first KTP crystal are required, and a complicated configuration is required.

そこで、本発明は、二種類の波長の光の光路を簡単な構成で一定に保つことを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to keep the optical paths of light of two types of wavelengths constant with a simple configuration.

本発明にかかる光生成装置は、励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、を備え、前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあるように構成される。   A light generation apparatus according to the present invention includes an excitation laser light source that generates excitation laser light, a first mirror that has a reflectance that is lower than that of light that has a wavelength different from that of the excitation laser light, First light generating means for generating first light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror, and transmitting the first light, the first mirror and the first light A second light generating means for generating second light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the generating means, and partially reflecting the first light and the second light, A second mirror that returns to the second light generation means, an optical path of the first light that passes through the second light generation means and travels toward the second mirror, and from the second light generation means to the second light mirror Wherein the second optical path of the directed is configured to be from the first light generating means on the extension of the optical path of the first light toward the second light generating means.

上記のように構成された光生成装置によれば、励起レーザ光源が、励起レーザ光を生成する。第一ミラーが、前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い。第一光生成手段が、前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する。第二光生成手段が、前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する。第二ミラーが、前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す。   According to the light generation device configured as described above, the excitation laser light source generates excitation laser light. The first mirror has a reflectance with respect to the excitation laser light lower than a reflectance with respect to light having a wavelength different from that of the excitation laser light. The first light generation means generates the first light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror. Second light generation means transmits the first light and generates second light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror and the first light generation means. The second mirror partially reflects the first light and the second light and returns them to the second light generating means.

しかも、前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にある。   In addition, the optical path of the first light that passes through the second light generation unit and travels toward the second mirror, and the optical path of the second light that travels from the second light generation unit toward the second mirror include the first light generation unit. It is on an extension of the optical path of the first light from the one light generating means to the second light generating means.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光生成手段が第一非線形光学結晶であり、前記第一光生成手段が受けた前記励起レーザ光を、その進行方向を変えないで、前記第一光生成手段を透過させるように、前記第一光生成手段の向きが決められているようにしてもよい。   Further, in the light generation apparatus according to the present invention, the first light generation means is a first nonlinear optical crystal, and the excitation laser light received by the first light generation means is changed without changing the traveling direction thereof. The direction of the first light generation means may be determined so as to transmit the first light generation means.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第二光生成手段が、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光を、その進行方向を変えて透過させるように、向きが決められている第二非線形光学結晶と、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面において前記直線と直交する直交線に関して、前記第二非線形光学結晶と線対称である第三非線形光学結晶と、を有し、前記第二非線形光学結晶と前記第三非線形光学結晶とは同じ材質であり、前記第二非線形光学結晶と前記第三非線形光学結晶と前記直交線とは、前記第一光生成手段と前記第二ミラーとの間に配置されているようにしてもよい。   In the light generation device according to the present invention, the second light generation unit may transmit the first light traveling from the first light generation unit to the second light generation unit while changing a traveling direction thereof. An orthogonal line orthogonal to the straight line in a plane including a second nonlinear optical crystal whose orientation is determined and a straight line extending in the traveling direction of the excitation laser light from the first mirror toward the first light generation means A second nonlinear optical crystal that is line symmetric with the second nonlinear optical crystal, and the second nonlinear optical crystal and the third nonlinear optical crystal are made of the same material, and The third nonlinear optical crystal and the orthogonal line may be disposed between the first light generation means and the second mirror.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光生成手段が、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を、その進行方向を変えて透過させるように、向きが決められている第四非線形光学結晶と、前記第一ミラーから前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面において前記直線と直交する直交線に関して、前記第四非線形光学結晶と線対称である第五非線形光学結晶と、を有し、前記第四非線形光学結晶と前記第五非線形光学結晶とは同じ材質であり、前記第四非線形光学結晶と前記第五非線形光学結晶と前記直交線とは、前記第一ミラーと前記第二光生成手段との間に配置されているようにしてもよい。   Further, the light generation device according to the present invention is directed so that the first light generation unit transmits the excitation laser light traveling from the first mirror toward the first light generation unit while changing its traveling direction. The fourth nonlinear optical crystal is determined and an orthogonal line orthogonal to the straight line in a plane including a straight line extending in the traveling direction of the excitation laser light from the first mirror toward the first light generation means, A fourth nonlinear optical crystal that is symmetrical with the fourth nonlinear optical crystal, and the fourth nonlinear optical crystal and the fifth nonlinear optical crystal are made of the same material, and the fourth nonlinear optical crystal and the fifth nonlinear optical crystal The five nonlinear optical crystals and the orthogonal line may be arranged between the first mirror and the second light generation means.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こすようにしてもよい。   In the light generation device according to the present invention, the light traveling back and forth between the first mirror and the second mirror may resonate.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第二ミラーは、前記第一光のアイドラ光成分と前記第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射するようにしてもよい。   In the light generation device according to the present invention, the second mirror reflects the idler light component of the first light and the idler light component of the second light with a reflectance of 40% or more and 90% or less. May be.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記部分反射ミラーは、前記第一光のシグナル光成分と前記第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射するようにしてもよい。   In the light generation device according to the present invention, the partial reflection mirror may reflect the signal light component of the first light and the signal light component of the second light with a reflectance of 40% to 90%. May be.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光のアイドラ光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、前記第二光のアイドラ光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段とを備えるようにしてもよい。   The light generation device according to the present invention includes a first laser light source that generates a first laser beam having the same wavelength as the idler light component of the first light, and a second laser having the same wavelength as the idler light component of the second light. A second laser light source for generating laser light; an optical multiplexer for combining the first laser light and the second laser light; and an output of the optical multiplexer for outputting the first light generation means and the second light You may make it provide the light injection means inject | poured into the optical path of the said excitation laser beam in a light generation means.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記第一光のシグナル光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、前記第二光のシグナル光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段とを備えるようにしてもよい。   The light generation device according to the present invention includes a first laser light source that generates a first laser light having the same wavelength as the signal light component of the first light, and a second light having the same wavelength as the signal light component of the second light. A second laser light source for generating laser light; an optical multiplexer for combining the first laser light and the second laser light; and an output of the optical multiplexer for outputting the first light generation means and the second light You may make it provide the light injection means inject | poured into the optical path of the said excitation laser beam in a light generation means.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記光注入手段は、前記第二ミラーを透過した光を透過させ、前記光合波器の出力を反射して、前記第二ミラーを透過した光の光路上を、前記第二ミラーを透過した光とは逆向きに進行させるようにしてもよい。   In the light generation device according to the present invention, the light injecting means transmits the light transmitted through the second mirror, reflects the output of the optical multiplexer, and transmits the light transmitted through the second mirror. The light may travel on the road in the direction opposite to the light transmitted through the second mirror.

また、本発明にかかる光生成装置は、前記光注入手段は、前記励起レーザ光源から前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を透過させ、前記光合波器の出力を反射して、前記励起レーザ光の光路上を、前記励起レーザ光と同じ向きに進行させるようにしてもよい。   Further, in the light generation device according to the present invention, the light injection means transmits the excitation laser light from the excitation laser light source toward the first light generation means, reflects the output of the optical multiplexer, and You may make it advance on the optical path of excitation laser beam in the same direction as said excitation laser beam.

本発明にかかるテラヘルツ光生成装置は、本発明にかかる光生成装置と、前記第二ミラーを透過した光を受け、前記第二ミラーを透過した光が有する二つの光成分の光周波数の差にあたる光周波数を有する差周波光を生成する差周波光生成手段とを備えるように構成される。   The terahertz light generation device according to the present invention is equivalent to the light generation device according to the present invention and a difference in optical frequency between two light components of light transmitted through the second mirror and received by the light transmitted through the second mirror. Difference frequency light generation means for generating difference frequency light having an optical frequency.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第一の実施形態
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第一の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２を備える。 First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light generation apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The light generation apparatus 1 according to the first embodiment includes an excitation laser light source 10, a first mirror 12, a first nonlinear optical crystal (first light generation unit) 22, and a second nonlinear optical crystal (second light generation unit) 32. A third nonlinear optical crystal (second light generating means) 34 and a second mirror 42.

励起レーザ光源１０は、励起レーザ光を生成する。励起レーザ光は、例えばNd:YAGレーザの第二高調波（波長532nm）である。   The excitation laser light source 10 generates excitation laser light. The excitation laser beam is, for example, the second harmonic (wavelength 532 nm) of an Nd: YAG laser.

第一ミラー１２は、励起レーザ光（波長532nm）に対する反射率が、励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低いミラーである。言い換えれば、励起レーザ光（波長532nm）に対する透過率が高いミラーである。なお、励起レーザ光とは波長が異なる光に対して、高反射であることが好ましい。また、第一ミラー１２は、励起レーザ光の光路と直角に配置されており、励起レーザ光が屈折しないで直進して透過する。   The first mirror 12 is a mirror whose reflectivity with respect to the excitation laser beam (wavelength 532 nm) is lower than the reflectivity with respect to light having a wavelength different from that of the excitation laser beam. In other words, the mirror has a high transmittance with respect to the excitation laser beam (wavelength 532 nm). In addition, it is preferable that it is highly reflective with respect to the light from which a wavelength differs from excitation laser light. The first mirror 12 is arranged at right angles to the optical path of the excitation laser beam, and the excitation laser beam passes straight without being refracted.

第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２は、第一ミラー１２を透過した励起レーザ光を受ける。第一非線形光学結晶２２は、KTP結晶（KTiOP4結晶）である。ただし、他の種類の非線形光学結晶（例えば、LiIO3、LiNbO3、b-BaB2O4など）でもよい。第一非線形光学結晶２２の種類は、第一非線形光学結晶２２により発生させたい光の波長などに応じて定める。 The first nonlinear optical crystal (first light generation means) 22 receives the excitation laser light transmitted through the first mirror 12. The first nonlinear optical crystal 22 is a KTP crystal (KTiOP 4 crystal). However, other types of nonlinear optical crystals (for example, LiIO 3 , LiNbO 3 , b-BaB 2 O 4, etc.) may be used. The type of the first nonlinear optical crystal 22 is determined according to the wavelength of light desired to be generated by the first nonlinear optical crystal 22.

第一非線形光学結晶２２は、励起レーザ光を受けることにより、励起される。励起されることにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換（ωpump=ωsignal＋ωidler、ω：光角周波数、ωpump：励起レーザ光の光角周波数、ωsignal：シグナル光の光角周波数、ωidler：アイドラ光の光角周波数）によりシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第一非線形光学結晶２２により生成されるシグナル光とアイドラ光とを第一光という。第一光の波長は、第一非線形光学結晶２２の結晶角度により決定されるものである。よって、第一非線形光学結晶２２の、励起レーザ光の光路に対する角度により、第一光の波長が決定される。 The first nonlinear optical crystal 22 is excited by receiving the excitation laser beam. When excited, an optical parametric transformation occurs. By optical parametric conversion (ω pump = ω signal + ω idler , ω: light angular frequency, ω pump : light angular frequency of pump laser light, ω signal : light angular frequency of signal light, ω idler : light angular frequency of idler light) Signal light (800-950 nm) and idler light (1200-1600 nm) are generated. Signal light and idler light generated by the first nonlinear optical crystal 22 are referred to as first light. The wavelength of the first light is determined by the crystal angle of the first nonlinear optical crystal 22. Therefore, the wavelength of the first light is determined by the angle of the first nonlinear optical crystal 22 with respect to the optical path of the excitation laser light.

第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光を、その進行方向を変えないで、第一非線形光学結晶２２を透過させるように、第一非線形光学結晶２２の向きが決められている。図１に示す例では、第一非線形光学結晶２２は長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。そして、その短い辺を励起レーザ光の進行方向と直角に配置する。すると、入射角が９０度になるため、励起レーザ光は、屈折せずに、そのまままっすぐに進むのである。なお、第一非線形光学結晶２２が長方形であると記載したが、より正確には、第一非線形光学結晶２２の図１の紙面による断面が長方形ということであり、例えば第一非線形光学結晶２２は直方体である。以後、単に長方形と記載している部分は、同様な意味である。   The direction of the first nonlinear optical crystal 22 is determined so that the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22 is transmitted through the first nonlinear optical crystal 22 without changing its traveling direction. In the example shown in FIG. 1, the first nonlinear optical crystal 22 is rectangular, and its short side receives excitation laser light. And the short side is arrange | positioned at right angles to the advancing direction of excitation laser light. Then, since the incident angle is 90 degrees, the excitation laser light travels straight without being refracted. Although the first nonlinear optical crystal 22 has been described as being rectangular, more precisely, the cross section of the first nonlinear optical crystal 22 in FIG. 1 is rectangular. For example, the first nonlinear optical crystal 22 is It is a rectangular parallelepiped. Hereinafter, the portion simply described as a rectangle has the same meaning.

第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２と第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４とは、第一光を透過させる。しかも、第一ミラー１２と第一非線形光学結晶２２とを透過した励起レーザ光を受ける。これにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換によってシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とにより生成されるシグナル光とアイドラ光とを第二光という。なお、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。   The second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32 and the third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34 transmit the first light. In addition, it receives the excitation laser light that has passed through the first mirror 12 and the first nonlinear optical crystal 22. This causes optical parametric conversion. Optical parametric conversion generates signal light (800 to 950 nm) and idler light (1200 to 1600 nm). Signal light and idler light generated by the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are referred to as second light. The second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are made of the same material (in this embodiment, a KTP crystal).

また、第二光は、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ため、第一光とは波長が異なる。第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して傾いている角度は可変であることが好ましい。また、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４が光路P0に対して同じ角度傾いているので、第二非線形光学結晶３２により生成される光の波長と、第三非線形光学結晶３４により生成される光の波長とは等しいものである。よって、共に第二光として扱う。なお、第二非線形光学結晶３２により生成される光を第二光（前方成分）、第三非線形光学結晶３４により生成される光を第二光（後方成分）という。   The second light has a wavelength different from that of the first light because the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). . The angle at which the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are inclined with respect to the optical path P0 is preferably variable. Further, since the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are inclined at the same angle with respect to the optical path P0, the wavelength of light generated by the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are The wavelength of the generated light is equal. Therefore, both are treated as second light. The light generated by the second nonlinear optical crystal 32 is called second light (front component), and the light generated by the third nonlinear optical crystal 34 is called second light (rear component).

第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２は、図１に示す例では、長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。その短い辺が励起レーザ光の進行方向に対して傾いている。   In the example shown in FIG. 1, the second nonlinear optical crystal (second light generating means) 32 is rectangular, and its short side receives excitation laser light. The short side is inclined with respect to the traveling direction of the excitation laser beam.

第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４は、直交線Ｓに関して、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２と線対称である。ただし、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４と直交線Ｓとは、第一非線形光学結晶２２と第二ミラー４２との間に配置されている。   The third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34 is line-symmetric with the second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32 with respect to the orthogonal line S. However, the second nonlinear optical crystal 32, the third nonlinear optical crystal 34, and the orthogonal line S are disposed between the first nonlinear optical crystal 22 and the second mirror 42.

また、直交線Ｓは、第一ミラー１２から第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面（図１における紙面）において、その直線と直交する線である。   In addition, the orthogonal line S is a line orthogonal to the straight line on a plane (paper surface in FIG. 1) including a straight line extending in the traveling direction of the excitation laser light from the first mirror 12 toward the first nonlinear optical crystal 22.

第二ミラー４２は、第一光と第二光とを部分的に反射して、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４に戻す。第二ミラー４２は、例えば、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のシグナル光成分および第二光のシグナル光成分は全反射する。また、第二ミラー４２は、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分は全反射するようにしてもよい。これにより、第一ミラー１２と第二ミラー４２との間を往復する光が共振を起こす。なお、第二ミラー４２は、励起レーザ光の光路P0と直角に配置されている。   The second mirror 42 partially reflects the first light and the second light and returns them to the third nonlinear optical crystal (second light generating means) 34. For example, the second mirror 42 reflects the idler light component of the first light and the idler light component of the second light with a reflectance of 40% to 90%, and the signal light component of the first light and the second light The signal light component is totally reflected. The second mirror 42 reflects the signal light component of the first light and the signal light component of the second light with a reflectance of 40% or more and 90% or less, and the idler light component of the first light and the second light The idler light component may be totally reflected. Thereby, the light reciprocating between the first mirror 12 and the second mirror 42 causes resonance. The second mirror 42 is disposed at a right angle to the optical path P0 of the excitation laser light.

次に、第一の実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

まず、図１を参照して、励起レーザ光の進行について説明する。励起レーザ光は、励起レーザ光源１０から出射され、第一ミラー１２を透過し、第一非線形光学結晶２２に入射する。ここで、第一ミラー１２を透過して第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光の光路をP0という。   First, the progression of excitation laser light will be described with reference to FIG. The excitation laser light is emitted from the excitation laser light source 10, passes through the first mirror 12, and enters the first nonlinear optical crystal 22. Here, the optical path of the excitation laser light that passes through the first mirror 12 and travels toward the first nonlinear optical crystal 22 is referred to as P0.

励起レーザ光は、第一非線形光学結晶２２を進行方向を変えないで透過する。そして、第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において下向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２から励起レーザ光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から励起レーザ光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。なお、後述するように、第二ミラー４２を、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分の一部が二波長光Ｌとして透過する。   The excitation laser light passes through the first nonlinear optical crystal 22 without changing the traveling direction. Then, the light enters the second nonlinear optical crystal 32. The second nonlinear optical crystal 32 is inclined with respect to the optical path of the incident excitation laser beam, and the excitation laser beam is refracted and shifted downward on the paper surface of FIG. When excitation laser light is emitted from the second nonlinear optical crystal 32, it travels in parallel with the optical path P 0 and enters the third nonlinear optical crystal 34. The excitation laser light is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Since the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric, they are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). When the laser beam is emitted, it proceeds on the extension line of the optical path P0. As will be described later, the idler light component of the first light and a part of the idler light component of the second light are transmitted as the two-wavelength light L through the second mirror 42.

図２は、第一光の光路を示す図である。第一非線形光学結晶２２が励起レーザ光を受けることにより、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２から第一光が生成される。第一光は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進んで、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される第一光の光路に対して傾いており、第一光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図１の紙面において下向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２から第一光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第一光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第一光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光の光路P1は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 2 is a diagram illustrating an optical path of the first light. When the first nonlinear optical crystal 22 receives the excitation laser light, first light is generated from the first nonlinear optical crystal (first light generating means) 22. The first light travels on the extension of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22 (that is, the optical path P3) and is incident on the second nonlinear optical crystal (second light generating means) 32. . The second nonlinear optical crystal 32 is inclined with respect to the optical path of the incident first light, and the first light is refracted (that is, transmitted while changing the traveling direction), and is directed downward on the paper surface of FIG. It will shift. When the first light is emitted from the second nonlinear optical crystal 32, it travels parallel to the optical path P0 and enters the third nonlinear optical crystal 34. The first light is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Since the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric, they are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). When one light is emitted, the light travels on an extension line of the optical path P0. That is, the optical path P1 of the first light that passes through the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 and travels toward the second mirror 42 is the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22. It is on the extension line.

図３は、第二光（前方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において下向きにずれていく。よって、第二非線形光学結晶３２から第二光（前方成分）が出射されると、第二光（前方成分）は、光路P0の延長線から図１の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第二光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 3 is a diagram illustrating an optical path of the second light (front component). Excitation laser light is incident on the second nonlinear optical crystal 32. The second nonlinear optical crystal 32 is inclined with respect to the optical path of the incident excitation laser beam, and the excitation laser beam is refracted and shifted downward on the paper surface of FIG. Therefore, when the second light (front component) is emitted from the second nonlinear optical crystal 32, the second light (front component) is separated downward from the extension line of the optical path P0 on the paper surface of FIG. The light travels in parallel and enters the third nonlinear optical crystal 34. Since the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric, they are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). When two lights (front component) are emitted, the light travels on an extension line of the optical path P0. That is, the optical path P2 of the second light traveling from the second nonlinear optical crystal 32 to the second mirror 42 is on an extension line of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22.

図４は、第二光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第三非線形光学結晶３４に入射される。第三非線形光学結晶３４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。しかも、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第三非線形光学結晶３４から第二光（後方成分）が出射されると、第二光（後方成分）は、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 4 is a diagram illustrating an optical path of the second light (rear component). Excitation laser light is incident on the third nonlinear optical crystal 34. The third nonlinear optical crystal 34 is inclined with respect to the optical path of the incident excitation laser beam, and the excitation laser beam is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Moreover, the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric and are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). Therefore, when the second light (rear component) is emitted from the third nonlinear optical crystal 34, the second light (rear component) travels on the extension line of the optical path P0. That is, the optical path P2 of the second light traveling from the third nonlinear optical crystal 34 to the second mirror 42 is on an extension line of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22.

よって、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P0の延長線上（光路P1および光路P2）で重なっている。なお、光路P0の延長線上に光路P3（第一非線形光学結晶２２から第二非線形光学結晶３２に向かう第一光の光路（図２参照））があるので、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P3の延長線上で重なっているともいえる。   Therefore, the first light and the second light traveling from the third nonlinear optical crystal 34 toward the second mirror 42 are overlapped on the extension line of the optical path P0 (the optical path P1 and the optical path P2). Since there is an optical path P3 (the optical path of the first light from the first nonlinear optical crystal 22 to the second nonlinear optical crystal 32 (see FIG. 2)) on the extended line of the optical path P0, the second nonlinear optical crystal 34 to the second optical path P0. It can be said that the first light and the second light traveling toward the mirror 42 overlap on the extension line of the optical path P3.

第二ミラー４２は第一光と第二光とを部分的に反射する。これにより、第一光と第二光とが第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２、第一非線形光学結晶２２を透過して共に光路P0を通り、第一ミラー１２に向かう。そして、第一ミラー１２は第一光と第二光とを反射する。第一光と第二光とは第二ミラー４２に向かう。これにより、第一ミラー１２と第二ミラー４２との間を往復する第一光と第二光とが共振を起こす。共振を起こした第一光と第二光とは、第二ミラー４２を二波長光Ｌとして透過する。二波長光Ｌは、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを有するか、または、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを有する。   The second mirror 42 partially reflects the first light and the second light. As a result, the first light and the second light are transmitted through the third nonlinear optical crystal 34, the second nonlinear optical crystal 32, and the first nonlinear optical crystal 22, and all pass through the optical path P0 toward the first mirror 12. The first mirror 12 reflects the first light and the second light. The first light and the second light are directed to the second mirror 42. Thereby, the 1st light and 2nd light which reciprocate between the 1st mirror 12 and the 2nd mirror 42 raise | generate resonance. The first light and the second light that have caused resonance pass through the second mirror 42 as the two-wavelength light L. The two-wavelength light L has an idler light component of the first light and an idler light component of the second light, or has a signal light component of the first light and a signal light component of the second light.

第一の実施形態によれば、第三非線形光学結晶３４をさらに設けるのみという簡単な構成で、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。すなわち、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾斜角を変えても、二波長光Ｌが常に光路P0および光路P3の延長線上を進行するということである。   According to the first embodiment, the optical path of light of two types of wavelengths (first light and second light) can be kept constant with a simple configuration in which the third nonlinear optical crystal 34 is further provided. That is, even if the inclination angle of the second nonlinear optical crystal 32 with respect to the optical path P0 is changed, the two-wavelength light L always travels on the extended lines of the optical path P0 and the optical path P3.

図１３は、第三非線形光学結晶３４が無い場合の比較例における第一光と第二光との光路を示す図である。図１３（ａ）は、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾きが小さい場合の第一光と第二光との光路を示す図である。第一光と第二光との光路は、光路P0の延長線上からY1だけ下にずれている。図１３（ｂ）は、第二非線形光学結晶３２の光路P0に対する傾きが大きい場合の第一光と第二光との光路を示す図である。第一光と第二光との光路は、光路P0の延長線上からY2だけ下にずれている。ここで、Y1<Y2となる。すなわち、第二非線形光学結晶３２から後の第一光と第二光との光路が変動する。しかし、第一の実施形態によれば、上記のように変動しない。   FIG. 13 is a diagram illustrating the optical paths of the first light and the second light in the comparative example in the case where the third nonlinear optical crystal 34 is not provided. FIG. 13A is a diagram illustrating the optical paths of the first light and the second light when the inclination of the second nonlinear optical crystal 32 with respect to the optical path P0 is small. The optical paths of the first light and the second light are shifted downward by Y1 from the extended line of the optical path P0. FIG. 13B is a diagram illustrating the optical paths of the first light and the second light when the inclination of the second nonlinear optical crystal 32 with respect to the optical path P0 is large. The optical path of the first light and the second light is shifted downward by Y2 from the extension line of the optical path P0. Here, Y1 <Y2. That is, the optical path of the first light and the second light after the second nonlinear optical crystal 32 varies. However, according to the first embodiment, it does not vary as described above.

第二の実施形態
第二の実施形態は、第一非線形光学結晶２２に代えて、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４および第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６を備えた点が第一の実施形態と異なる。 Second Embodiment In the second embodiment, instead of the first nonlinear optical crystal 22, a fourth nonlinear optical crystal (first light generating means) 24 and a fifth nonlinear optical crystal (first light generating means) 26 are provided. The point provided is different from the first embodiment.

図５は、本発明の第二の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第二の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the light generation apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The light generation apparatus 1 according to the second embodiment includes an excitation laser light source 10, a first mirror 12, a fourth nonlinear optical crystal (first light generation unit) 24, and a fifth nonlinear optical crystal (first light generation unit) 26. , A second nonlinear optical crystal (second light generating means) 32, a third nonlinear optical crystal (second light generating means) 34, and a second mirror 42. Hereinafter, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。   The excitation laser light source 10, the first mirror 12, the second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32, the third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34, and the second mirror 42 are the same as those in the first embodiment. It is the same and description is omitted.

第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４と第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６とは、励起レーザ光を受ける。これにより光パラメトリック変換が生じる。光パラメトリック変換によってシグナル光（800〜950nm）とアイドラ光（1200〜1600nm）が生成される。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とにより生成されるシグナル光とアイドラ光とを第一光という。なお、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。   The fourth nonlinear optical crystal (first light generating means) 24 and the fifth nonlinear optical crystal (first light generating means) 26 receive the excitation laser light. This causes optical parametric conversion. Optical parametric conversion generates signal light (800 to 950 nm) and idler light (1200 to 1600 nm). Signal light and idler light generated by the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are referred to as first light. The fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are made of the same material (in this embodiment, a KTP crystal).

なお、第四非線形光学結晶２４および第五非線形光学結晶２６が光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第四非線形光学結晶２４により生成される光の波長と、第五非線形光学結晶２６により生成される光の波長とは等しいものである。よって、共に第一光として扱う。なお、第四非線形光学結晶２４により生成される光を第一光（前方成分）、第五非線形光学結晶２６により生成される光を第一光（後方成分）という。また、第四非線形光学結晶２４および第五非線形光学結晶２６が光路P0に対して傾いている角度は可変であることが好ましい。   Since the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different), the wavelength of the light generated by the fourth nonlinear optical crystal 24 is different. And the wavelength of the light generated by the fifth nonlinear optical crystal 26 is equal. Therefore, both are treated as the first light. The light generated by the fourth nonlinear optical crystal 24 is referred to as first light (front component), and the light generated by the fifth nonlinear optical crystal 26 is referred to as first light (rear component). The angle at which the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are inclined with respect to the optical path P0 is preferably variable.

第四非線形光学結晶２４は、図５に示す例では、長方形であり、その短い辺が励起レーザ光を受ける。その短い辺が励起レーザ光の進行方向に対して傾いている。   In the example shown in FIG. 5, the fourth nonlinear optical crystal 24 is rectangular, and its short side receives excitation laser light. The short side is inclined with respect to the traveling direction of the excitation laser beam.

第五非線形光学結晶２６は、直交線Ｓ１に関して、第四非線形光学結晶２４と線対称である。ただし、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６と直交線Ｓ１とは、第一ミラー１２と第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２との間に配置されている。   The fifth nonlinear optical crystal 26 is line symmetric with the fourth nonlinear optical crystal 24 with respect to the orthogonal line S1. However, the fourth nonlinear optical crystal 24, the fifth nonlinear optical crystal 26, and the orthogonal line S1 are disposed between the first mirror 12 and the second nonlinear optical crystal (second light generating means) 32.

また、直交線Ｓ１は、第一ミラー１２から第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４に向かう励起レーザ光の進行方向に延伸する直線を含む平面（図５における紙面）において、その直線と直交する線である。直交線Ｓ２は、直交線Ｓ（図１参照）と同じものである。   Further, the orthogonal line S1 is a straight line on a plane (paper surface in FIG. 5) including a straight line extending in the traveling direction of the excitation laser light from the first mirror 12 toward the fourth nonlinear optical crystal (first light generating means) 24. It is a line orthogonal to. The orthogonal line S2 is the same as the orthogonal line S (see FIG. 1).

なお、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは同じ材質（本実施形態では、KTP結晶）である。   The fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are made of the same material (in this embodiment, a KTP crystal).

次に、第二の実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of the second embodiment will be described.

まず、図５を参照して、励起レーザ光の進行について説明する。励起レーザ光は、励起レーザ光源１０から出射され、第一ミラー１２を透過し、第四非線形光学結晶２４に入射する。ここで、第一ミラー１２を透過して第四非線形光学結晶２４に向かう励起レーザ光の光路をP0という。   First, the progression of excitation laser light will be described with reference to FIG. The excitation laser light is emitted from the excitation laser light source 10, passes through the first mirror 12, and enters the fourth nonlinear optical crystal 24. Here, the optical path of the excitation laser light that passes through the first mirror 12 and travels toward the fourth nonlinear optical crystal 24 is referred to as P0.

第四非線形光学結晶２４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図１の紙面において下向きにずれていく。第四非線形光学結晶２４から励起レーザ光が出射されると、光路P0と平行に進行し、第五非線形光学結晶２６に入射される。励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第五非線形光学結晶２６から励起レーザ光が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。   The fourth nonlinear optical crystal 24 is tilted with respect to the optical path of the incident excitation laser light, and the excitation laser light is refracted (that is, transmitted while changing the traveling direction) and is directed downward on the paper surface of FIG. It will shift. When excitation laser light is emitted from the fourth nonlinear optical crystal 24, it travels parallel to the optical path P0 and is incident on the fifth nonlinear optical crystal 26. The excitation laser light is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Since the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are line symmetric, they are tilted at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the tilt directions are different), and thus excited from the fifth nonlinear optical crystal 26. When the laser beam is emitted, it proceeds on the extension line of the optical path P0.

そして、励起レーザ光は第二非線形光学結晶３２に入射される。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図１参照）。   Then, the excitation laser light is incident on the second nonlinear optical crystal 32. The subsequent steps are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted (see FIG. 1).

図６は、第一光（前方成分）の光路を示す図である。第一ミラー１２を透過した励起レーザ光が第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４に入射される。第四非線形光学結晶２４は、入射される励起レーザ光の光路P0に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し（すなわち、進行方向を変えながら透過していく）、図６の紙面において下向きにずれていく。よって、第四非線形光学結晶２４から第一光（前方成分）が出射されると、第一光（前方成分）は、光路P0の延長線から図６の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第五非線形光学結晶２６に入射される。第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第五非線形光学結晶２６から第一光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進行していく。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図２参照）。第一の実施形態と同様に、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光（前方成分）の光路P1は第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 6 is a diagram illustrating an optical path of the first light (front component). The excitation laser light transmitted through the first mirror 12 is incident on the fourth nonlinear optical crystal (first light generating means) 24. The fourth nonlinear optical crystal 24 is inclined with respect to the optical path P0 of the incident excitation laser light, and the excitation laser light is refracted (that is, transmitted while changing the traveling direction) and is directed downward on the paper surface of FIG. It will shift to. Therefore, when the first light (front component) is emitted from the fourth nonlinear optical crystal 24, the first light (front component) is separated downward from the extension line of the optical path P0 in the plane of FIG. The light travels in parallel and enters the fifth nonlinear optical crystal 26. Since the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are line symmetric, they are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). When one light (front component) is emitted, the light travels on an extension line of the optical path P0 (that is, the optical path P3). The subsequent steps are the same as in the first embodiment, and the description thereof is omitted (see FIG. 2). As in the first embodiment, the optical path P1 of the first light (front component) that passes through the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 and travels toward the second mirror 42 is the fourth nonlinear optical crystal ( The first light generating means) 24 is on an extension of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first light generating means) 24.

図７は、第一光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第五非線形光学結晶２６に入射される。第五非線形光学結晶２６は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図１の紙面において上向きにずれていく。しかも、第四非線形光学結晶２４と第五非線形光学結晶２６とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第五非線形光学結晶２６から第一光（後方成分）が出射されると、第一光（後方成分）は、光路P0の延長線上（すなわち、光路P3）を進行していく。すなわち、第五非線形光学結晶２６から第一光（後方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。これ以降は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する（図２参照）。第一の実施形態と同様に、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とを透過して第二ミラー４２に向かう第一光（後方成分）の光路P1は第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path of the first light (rear component). Excitation laser light is incident on the fifth nonlinear optical crystal 26. The fifth nonlinear optical crystal 26 is inclined with respect to the optical path of the incident excitation laser beam, and the excitation laser beam is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Moreover, the fourth nonlinear optical crystal 24 and the fifth nonlinear optical crystal 26 are line symmetric and are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). Therefore, when the first light (rear component) is emitted from the fifth nonlinear optical crystal 26, the first light (rear component) travels on the extension line of the optical path P0 (that is, the optical path P3). That is, when the first light (rear component) is emitted from the fifth nonlinear optical crystal 26, it proceeds on the extended line of the optical path P0. The subsequent steps are the same as in the first embodiment, and the description thereof is omitted (see FIG. 2). As in the first embodiment, the optical path P1 of the first light (rear component) that passes through the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 and travels toward the second mirror 42 is the fourth nonlinear optical crystal ( The first light generating means) 24 is on an extension of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first light generating means) 24.

図８は、第二光（前方成分）の光路を示す図である。光路P0の延長線上を進行する励起レーザ光が第二非線形光学結晶３２に入射される。第二非線形光学結晶３２は、入射される第一光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図８の紙面において下向きにずれていく。よって、第二非線形光学結晶３２から第二光（前方成分）が出射されると、第二光（前方成分）は、光路P0の延長線から図８の紙面において下向きに離れて、光路P0と平行に進行し、第三非線形光学結晶３４に入射される。第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であるため、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）ので、第三非線形光学結晶３４から第二光（前方成分）が出射されると、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第二非線形光学結晶３２から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 8 is a diagram illustrating an optical path of the second light (front component). The excitation laser light traveling on the extension line of the optical path P0 is incident on the second nonlinear optical crystal 32. The second nonlinear optical crystal 32 is inclined with respect to the optical path of the incident first light, and the excitation laser light is refracted and shifted downward on the paper surface of FIG. Therefore, when the second light (front component) is emitted from the second nonlinear optical crystal 32, the second light (front component) is separated downward from the extension line of the optical path P0 on the paper surface of FIG. The light travels in parallel and enters the third nonlinear optical crystal 34. Since the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric, they are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). When two lights (front component) are emitted, the light travels on an extension line of the optical path P0. That is, the optical path P2 of the second light traveling from the second nonlinear optical crystal 32 to the second mirror 42 is on an extension line of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22.

図９は、第二光（後方成分）の光路を示す図である。励起レーザ光が第三非線形光学結晶３４に入射される。第三非線形光学結晶３４は、入射される励起レーザ光の光路に対して傾いており、励起レーザ光は屈折し、図９の紙面において上向きにずれていく。しかも、第二非線形光学結晶３２と第三非線形光学結晶３４とは線対称であり、光路P0に対して同じ角度傾いている（ただし、傾きの向きが異なる）。よって、第三非線形光学結晶３４から第二光（後方成分）が出射されると、第二光（後方成分）は、光路P0の延長線上を進行していく。すなわち、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第二光の光路P2は、第一非線形光学結晶２２が受けた励起レーザ光の光路P0の延長線上にある。   FIG. 9 is a diagram illustrating an optical path of the second light (rear component). Excitation laser light is incident on the third nonlinear optical crystal 34. The third nonlinear optical crystal 34 is inclined with respect to the optical path of the incident excitation laser light, and the excitation laser light is refracted and shifted upward on the paper surface of FIG. Moreover, the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 are line symmetric and are inclined at the same angle with respect to the optical path P0 (however, the inclination directions are different). Therefore, when the second light (rear component) is emitted from the third nonlinear optical crystal 34, the second light (rear component) travels on the extension line of the optical path P0. That is, the optical path P2 of the second light traveling from the third nonlinear optical crystal 34 to the second mirror 42 is on an extension line of the optical path P0 of the excitation laser light received by the first nonlinear optical crystal 22.

よって、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P0の延長線上（光路P1および光路P2）で重なっている。なお、光路P0の延長線上に光路P3（第五非線形光学結晶２６から第二非線形光学結晶３２に向かう第一光の光路（図６および図７参照））があるので、第三非線形光学結晶３４から第二ミラー４２に向かう第一光と第二光とが光路P3の延長線上で重なっているともいえる。   Therefore, the first light and the second light traveling from the third nonlinear optical crystal 34 toward the second mirror 42 are overlapped on the extension line of the optical path P0 (the optical path P1 and the optical path P2). Since there is an optical path P3 (the optical path of the first light from the fifth nonlinear optical crystal 26 to the second nonlinear optical crystal 32 (see FIGS. 6 and 7)) on the extended line of the optical path P0, the third nonlinear optical crystal 34 It can be said that the first light and the second light traveling from the first to the second mirror 42 overlap on the extension line of the optical path P3.

第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、第四非線形光学結晶２４の光路P0に対する傾斜の角度を変えることができるため、第一光の波長を変えることができる。   According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the optical paths of light of two types of wavelengths (first light and second light) can be kept constant. In addition, since the angle of inclination of the fourth nonlinear optical crystal 24 with respect to the optical path P0 can be changed, the wavelength of the first light can be changed.

第三の実施形態
第三の実施形態は、レーザを注入して、第一の実施形態により得られた二波長光Ｌの帯域を狭くしたものである。 Third Embodiment In the third embodiment, a laser is injected to narrow the band of the two-wavelength light L obtained by the first embodiment.

図１０は、本発明の第三の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第三の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）５２、可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）５４、光合波器５６、ミラー（光注入手段）５８を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of the light generation apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. The light generation apparatus 1 according to the third embodiment includes an excitation laser light source 10, a first mirror 12, a first nonlinear optical crystal (first light generation unit) 22, and a second nonlinear optical crystal (second light generation unit) 32. , Third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34, second mirror 42, fixed wavelength laser light source (first laser light source) 52, variable wavelength laser light source (second laser light source) 54, optical multiplexer 56, mirror (Light injection means) 58 is provided. Hereinafter, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。   Excitation laser light source 10, first mirror 12, first nonlinear optical crystal (first light generation means) 22, second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32, third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34 and the second mirror 42 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）５２は、第一レーザ光を生成する。第一レーザ光は、狭線幅で周波数安定度の良いものである。ここでいう、狭線幅とは、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）よりも狭い幅（例えば、100MHz）である。なお、第一レーザ光は、第一光のアイドラ光成分またはシグナル光成分の注入同期に用いられる。   The fixed wavelength laser light source (first laser light source) 52 generates the first laser light. The first laser light has a narrow line width and good frequency stability. The narrow line width here is a width (for example, 100 MHz) narrower than the line width (for example, 10 to 50 GHz) of the two-wavelength light L. The first laser light is used for injection locking of the idler light component or signal light component of the first light.

可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）５４は、第二レーザ光を生成する。第二レーザ光は、狭線幅で周波数安定度の良いものである。ここでいう、狭線幅とは、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）よりも狭い幅（例えば、100MHz）である。なお、第二レーザ光は、第二光のアイドラ光成分またはシグナル光成分の注入同期に用いられる。また、第二レーザ光は、波長が可変であることが好ましい。第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４の、励起レーザ光の進行方向に対する傾きを変化させて、第二光の波長を変化させることがある。それに対応して、第二レーザ光の波長も変化させるためである。   The variable wavelength laser light source (second laser light source) 54 generates second laser light. The second laser beam has a narrow line width and good frequency stability. The narrow line width here is a width (for example, 100 MHz) narrower than the line width (for example, 10 to 50 GHz) of the two-wavelength light L. The second laser light is used for injection locking of the idler light component or signal light component of the second light. The wavelength of the second laser light is preferably variable. The wavelength of the second light may be changed by changing the inclination of the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34 with respect to the traveling direction of the excitation laser light. This is because the wavelength of the second laser beam is also changed correspondingly.

例えば、第二ミラー４２が第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のシグナル光成分および第二光のシグナル光成分は全反射するとする。この場合、第一レーザ光は、第一光のアイドラ光成分の注入同期に用いられる。よって、第一レーザ光の波長は、第一光のアイドラ光成分の波長と同じである。また、第二レーザ光は、第二光のアイドラ光成分の注入同期に用いられる。よって、第二レーザ光の波長は、第二光のアイドラ光成分の波長と同じである。   For example, the second mirror 42 reflects the idler light component of the first light and the idler light component of the second light with a reflectance of 40% to 90%, and the signal light component of the first light and the signal of the second light are reflected. It is assumed that the light component is totally reflected. In this case, the first laser light is used for injection locking of the idler light component of the first light. Therefore, the wavelength of the first laser light is the same as the wavelength of the idler light component of the first light. The second laser light is used for injection locking of the idler light component of the second light. Therefore, the wavelength of the second laser light is the same as the wavelength of the idler light component of the second light.

例えば、第二ミラー４２が第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射し、第一光のアイドラ光成分および第二光のアイドラ光成分は全反射するとする。この場合、第一レーザ光は、第一光のシグナル光成分の注入同期に用いられる。よって、第一レーザ光の波長は、第一光のシグナル光成分の波長と同じである。また、第二レーザ光は、第二光のシグナル光成分の注入同期に用いられる。よって、第二レーザ光の波長は、第二光のシグナル光成分の波長と同じである。   For example, the second mirror 42 reflects the signal light component of the first light and the signal light component of the second light with a reflectance of 40% or more and 90% or less, and the idler component of the first light and the idler of the second light. It is assumed that the light component is totally reflected. In this case, the first laser light is used for injection locking of the signal light component of the first light. Therefore, the wavelength of the first laser light is the same as the wavelength of the signal light component of the first light. The second laser light is used for injection locking of the signal light component of the second light. Therefore, the wavelength of the second laser light is the same as the wavelength of the signal light component of the second light.

固定波長レーザ光源５２と可変波長レーザ光源５４には、市販の1.3μm帯もしくは1.5μm帯の外部共振器型半導体レーザ、DFBレーザ、周波数シンセサイザ等が使用できる。   As the fixed wavelength laser light source 52 and the variable wavelength laser light source 54, a commercially available 1.3 μm band or 1.5 μm band external cavity semiconductor laser, DFB laser, frequency synthesizer, or the like can be used.

光合波器５６は、第一レーザ光と第二レーザ光とを合波する。   The optical multiplexer 56 combines the first laser beam and the second laser beam.

ミラー（光注入手段）５８は、光合波器５６の出力を、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入するためのものである。ミラー５８は、例えば、二波長光Ｌの進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、二波長光Ｌの進行方向と直交している。ミラー５８は、第二ミラー４２を透過した二波長光Ｌを透過させる。また、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行させる。   The mirror (light injection means) 58 is for injecting the output of the optical multiplexer 56 into the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, the second nonlinear optical crystal 32, and the third nonlinear optical crystal 34. is there. The mirror 58 is, for example, a half mirror that is inclined 45 degrees with respect to the traveling direction of the two-wavelength light L. The traveling direction of the light output from the optical multiplexer 56 is orthogonal to the traveling direction of the two-wavelength light L. The mirror 58 transmits the two-wavelength light L that has passed through the second mirror 42. Further, the mirror 58 reflects the output of the optical multiplexer 56 and travels in the direction opposite to the two-wavelength light L on the optical path of the two-wavelength light L.

次に、第三の実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of the third embodiment will be described.

二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第一の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。   Since the operation until the two-wavelength light L passes through the second mirror 42 is the same as the operation of the first embodiment, the description thereof is omitted.

固定波長レーザ光源５２により生成された固定波長レーザ光と、可変波長レーザ光源５４により生成された可変波長レーザ光とが、光合波器５６により合波され、ミラー５８により、反射される。ミラー５８により反射された光（光合波器５６により合波された光）は、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行し、第二ミラー４２を部分的に透過する。そして、励起レーザ光の光路を逆向きに進行して、第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２および第一非線形光学結晶２２を通過する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。   The fixed wavelength laser light generated by the fixed wavelength laser light source 52 and the variable wavelength laser light generated by the variable wavelength laser light source 54 are combined by the optical multiplexer 56 and reflected by the mirror 58. The light reflected by the mirror 58 (the light combined by the optical multiplexer 56) travels in the opposite direction to the two-wavelength light L on the optical path of the two-wavelength light L, and partially passes through the second mirror 42. To Penetrate. Then, it travels in the reverse direction of the optical path of the excitation laser light and passes through the third nonlinear optical crystal 34, the second nonlinear optical crystal 32, and the first nonlinear optical crystal 22. Thereby, the light combined by the optical multiplexer 56 is injected into the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34.

第三の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、二波長光Ｌの帯域を狭くすることができる。例えば、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）を、より狭い幅（例えば、100MHz）にすることができる。   According to the third embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to keep the optical paths of two types of wavelengths of light (first light and second light) constant. In addition, the band of the two-wavelength light L can be narrowed. For example, the line width (for example, 10 to 50 GHz) of the two-wavelength light L can be made narrower (for example, 100 MHz).

なお、第三の実施形態においては、光合波器５６により合波された光を、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行させたが、他の変形例１および２も考えられる。なお、変形例１および２によっても、第二の実施形態と同様の効果を奏する。   In the third embodiment, the light combined by the optical multiplexer 56 is advanced in the opposite direction to the two-wavelength light L on the optical path of the two-wavelength light L. And 2 are also conceivable. It should be noted that the same effects as those of the second embodiment are also obtained by the modifications 1 and 2.

図１４は、第三の実施形態の変形例１を示す図である。励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２、第三非線形光学結晶３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。   FIG. 14 is a diagram illustrating a first modification of the third embodiment. Excitation laser light source 10, first mirror 12, first nonlinear optical crystal 22, second nonlinear optical crystal 32, third nonlinear optical crystal 34, second mirror 42, fixed wavelength laser light source 52, variable wavelength laser light source 54, optical multiplexing The vessel 56 is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０と第一ミラー１２との間に配置されている。ミラー５８は、例えば、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２へ向かう励起レーザ光の進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２へ向かう励起レーザ光の進行方向と直交している。   The mirror (light injection means) 58 is disposed between the excitation laser light source 10 and the first mirror 12. The mirror 58 is, for example, a half mirror that is inclined 45 degrees with respect to the traveling direction of the excitation laser light traveling from the excitation laser light source 10 toward the first mirror 12. The traveling direction of the light output from the optical multiplexer 56 is orthogonal to the traveling direction of the excitation laser light traveling from the excitation laser light source 10 toward the first mirror 12.

第三の実施形態の変形例１の動作を説明する。   The operation of the first modification of the third embodiment will be described.

励起レーザ光源１０から励起レーザ光が出力され、第一ミラー１２に向かい、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう。   Excitation laser light is output from the excitation laser light source 10 and travels toward the first mirror 12 and further toward the first nonlinear optical crystal 22.

ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２に向かう励起レーザ光を受ける。ミラー５８は、励起レーザ光を透過させる。しかも、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、励起レーザ光の光路上を、励起レーザ光と同じ向きに進行させる。光合波器５６の出力は、第一非線形光学結晶２２に入射する励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２に入射される。そして、第一非線形光学結晶２２における励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２から出射され、第二非線形光学結晶３２に入射される。そして、第二非線形光学結晶３２における励起レーザ光の光路上を進行する。さらに、第二非線形光学結晶３２から出射され、第三非線形光学結晶３４に入射される。そして、第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路上を進行する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。   The mirror (light injection means) 58 receives excitation laser light from the excitation laser light source 10 toward the first mirror 12. The mirror 58 transmits the excitation laser light. In addition, the mirror 58 reflects the output of the optical multiplexer 56 and travels on the optical path of the excitation laser light in the same direction as the excitation laser light. The output of the optical multiplexer 56 travels on the optical path of the excitation laser light incident on the first nonlinear optical crystal 22 and is incident on the first nonlinear optical crystal 22. Then, the light travels on the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, is emitted from the first nonlinear optical crystal 22, and enters the second nonlinear optical crystal 32. Then, it travels on the optical path of the excitation laser light in the second nonlinear optical crystal 32. Further, the light is emitted from the second nonlinear optical crystal 32 and is incident on the third nonlinear optical crystal 34. Then, it travels on the optical path of the excitation laser light in the third nonlinear optical crystal 34. Thereby, the light combined by the optical multiplexer 56 is injected into the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34.

図１５は、第三の実施形態の変形例２を示す図である。励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２、第三非線形光学結晶３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。   FIG. 15 is a diagram illustrating a second modification of the third embodiment. Excitation laser light source 10, first mirror 12, first nonlinear optical crystal 22, second nonlinear optical crystal 32, third nonlinear optical crystal 34, second mirror 42, fixed wavelength laser light source 52, variable wavelength laser light source 54, optical multiplexing The vessel 56 is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.

ミラー（光注入手段）５８は、第一ミラー１２と第一非線形光学結晶２２との間に配置されている。ミラー５８は、例えば、励起レーザ光源１０から第一非線形光学結晶２２へ向かう励起レーザ光の進行方向に対して４５度傾いているハーフミラーである。なお、光合波器５６の出力する光の進行方向は、励起レーザ光源１０から第一非線形光学結晶２２へ向かう励起レーザ光の進行方向と直交している。   The mirror (light injection means) 58 is disposed between the first mirror 12 and the first nonlinear optical crystal 22. The mirror 58 is, for example, a half mirror that is inclined 45 degrees with respect to the traveling direction of the excitation laser light traveling from the excitation laser light source 10 toward the first nonlinear optical crystal 22. The traveling direction of the light output from the optical multiplexer 56 is orthogonal to the traveling direction of the excitation laser light traveling from the excitation laser light source 10 toward the first nonlinear optical crystal 22.

第三の実施形態の変形例２の動作を説明する。   The operation of Modification 2 of the third embodiment will be described.

励起レーザ光源１０から励起レーザ光が出力され、第一ミラー１２を透過し、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう。   Excitation laser light is output from the excitation laser light source 10, passes through the first mirror 12, and further travels toward the first nonlinear optical crystal 22.

ミラー（光注入手段）５８は、励起レーザ光源１０から第一ミラー１２を透過し、さらに第一非線形光学結晶２２に向かう励起レーザ光を受ける。ミラー５８は、励起レーザ光を透過させる。しかも、ミラー５８は、光合波器５６の出力を反射して、励起レーザ光の光路上を、励起レーザ光と同じ向きに進行させる。光合波器５６の出力は、第一非線形光学結晶２２に入射する励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２に入射される。そして、第一非線形光学結晶２２における励起レーザ光の光路上を進行して、第一非線形光学結晶２２から出射され、第二非線形光学結晶３２に入射される。そして、第二非線形光学結晶３２における励起レーザ光の光路上を進行する。さらに、第二非線形光学結晶３２から出射され、第三非線形光学結晶３４に入射される。そして、第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路上を進行する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第一非線形光学結晶２２、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。   The mirror (light injection means) 58 transmits the excitation laser light from the excitation laser light source 10 through the first mirror 12 and further toward the first nonlinear optical crystal 22. The mirror 58 transmits the excitation laser light. In addition, the mirror 58 reflects the output of the optical multiplexer 56 and travels on the optical path of the excitation laser light in the same direction as the excitation laser light. The output of the optical multiplexer 56 travels on the optical path of the excitation laser light incident on the first nonlinear optical crystal 22 and is incident on the first nonlinear optical crystal 22. Then, the light travels on the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, is emitted from the first nonlinear optical crystal 22, and enters the second nonlinear optical crystal 32. Then, it travels on the optical path of the excitation laser light in the second nonlinear optical crystal 32. Further, the light is emitted from the second nonlinear optical crystal 32 and is incident on the third nonlinear optical crystal 34. Then, it travels on the optical path of the excitation laser light in the third nonlinear optical crystal 34. Thereby, the light combined by the optical multiplexer 56 is injected into the optical path of the excitation laser light in the first nonlinear optical crystal 22, the second nonlinear optical crystal 32 and the third nonlinear optical crystal 34.

第四の実施形態
第四の実施形態は、レーザを注入して、第二の実施形態により得られた二波長光Ｌの帯域を狭くしたものである。 Fourth Embodiment In the fourth embodiment, a laser is injected to narrow the band of the two-wavelength light L obtained by the second embodiment.

図１１は、本発明の第四の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第四の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６、ミラー（光注入手段）５８を備える。以下、第二の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration of the light generation apparatus 1 according to the fourth embodiment of the present invention. The light generation apparatus 1 according to the fourth embodiment includes an excitation laser light source 10, a first mirror 12, a fourth nonlinear optical crystal (first light generation unit) 24, and a fifth nonlinear optical crystal (first light generation unit) 26. , Second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32, third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34, second mirror 42, fixed wavelength laser light source 52, variable wavelength laser light source 54, optical multiplexer 56 , A mirror (light injection means) 58 is provided. Hereinafter, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第四非線形光学結晶（第一光生成手段）２４、第五非線形光学結晶（第一光生成手段）２６、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第二の実施形態と同様であり説明を省略する。   Excitation laser light source 10, first mirror 12, fourth nonlinear optical crystal (first light generation means) 24, fifth nonlinear optical crystal (first light generation means) 26, second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32, the third nonlinear optical crystal (second light generating means) 34 and the second mirror 42 are the same as those in the second embodiment, and the description thereof is omitted.

固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびミラー（光注入手段）５８は、第三の実施形態と同様であり説明を省略する。   The fixed wavelength laser light source 52, the variable wavelength laser light source 54, the optical multiplexer 56, and the mirror (light injection means) 58 are the same as in the third embodiment, and a description thereof is omitted.

次に、第四の実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of the fourth embodiment will be described.

二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第二の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。   Since the operation until the two-wavelength light L passes through the second mirror 42 is the same as the operation of the second embodiment, the description thereof is omitted.

固定波長レーザ光源５２により生成された固定波長レーザ光と、可変波長レーザ光源５４により生成された可変波長レーザ光とが、光合波器５６により合波され、ミラー５８により、反射される。ミラー５８により反射された光（光合波器５６により合波された光）は、二波長光Ｌの光路上を、二波長光Ｌとは逆向きに進行し、第二ミラー４２を部分的に透過する。そして、励起レーザ光の光路を逆向きに進行して、第三非線形光学結晶３４、第二非線形光学結晶３２、第五非線形光学結晶２６および第四非線形光学結晶２４を通過する。これにより、光合波器５６により合波された光は、第四非線形光学結晶２４、第五非線形光学結晶２６、第二非線形光学結晶３２および第三非線形光学結晶３４における励起レーザ光の光路に注入される。   The fixed wavelength laser light generated by the fixed wavelength laser light source 52 and the variable wavelength laser light generated by the variable wavelength laser light source 54 are combined by the optical multiplexer 56 and reflected by the mirror 58. The light reflected by the mirror 58 (the light combined by the optical multiplexer 56) travels in the opposite direction to the two-wavelength light L on the optical path of the two-wavelength light L, and partially passes through the second mirror 42. To Penetrate. Then, the optical path of the excitation laser light travels in the opposite direction and passes through the third nonlinear optical crystal 34, the second nonlinear optical crystal 32, the fifth nonlinear optical crystal 26 and the fourth nonlinear optical crystal 24. Thereby, the light combined by the optical multiplexer 56 is injected into the optical path of the excitation laser light in the fourth nonlinear optical crystal 24, the fifth nonlinear optical crystal 26, the second nonlinear optical crystal 32, and the third nonlinear optical crystal 34. Is done.

第四の実施形態によれば、第二の実施形態と同様に、二種類の波長の光（第一光および第二光）の光路を一定に保つことができる。しかも、二波長光Ｌの帯域を狭くすることができる。例えば、二波長光Ｌの線幅（例えば、10〜50GHz）を、より狭い幅（例えば、100MHz）にすることができる。   According to the fourth embodiment, similarly to the second embodiment, the optical paths of light of two types of wavelengths (first light and second light) can be kept constant. In addition, the band of the two-wavelength light L can be narrowed. For example, the line width (for example, 10 to 50 GHz) of the two-wavelength light L can be made narrower (for example, 100 MHz).

なお、第三の実施形態の変形例１、２と同様に、ミラー５８を励起レーザ光源１０と第一ミラー１２との間に配置してもよいし、第一ミラー１２と第四非線形光学結晶２４との間に配置してもよい。   As in the first and second modifications of the third embodiment, the mirror 58 may be disposed between the excitation laser light source 10 and the first mirror 12, or the first mirror 12 and the fourth nonlinear optical crystal. You may arrange | position between 24.

第五の実施形態
第五の実施形態は、第一の実施形態に第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４を付加してテラヘルツ波を出力させるようにしたものである。 Fifth Embodiment In the fifth embodiment, a sixth nonlinear optical crystal (difference frequency light generating means) 64 is added to the first embodiment to output a terahertz wave.

図１２は、本発明の第五の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。第五の実施形態にかかる光生成装置１は、励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４、第二ミラー４２、レンズ６２、第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４、フィルタ６６、テラヘルツ波検出器６８を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。   FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the light generation apparatus 1 according to the fifth embodiment of the present invention. The light generation apparatus 1 according to the fifth embodiment includes an excitation laser light source 10, a first mirror 12, a first nonlinear optical crystal (first light generation unit) 22, and a second nonlinear optical crystal (second light generation unit) 32. , A third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34, a second mirror 42, a lens 62, a sixth nonlinear optical crystal (difference frequency light generation means) 64, a filter 66, and a terahertz wave detector 68. Hereinafter, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

励起レーザ光源１０、第一ミラー１２、第一非線形光学結晶（第一光生成手段）２２、第二非線形光学結晶（第二光生成手段）３２、第三非線形光学結晶（第二光生成手段）３４および第二ミラー４２は、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。   Excitation laser light source 10, first mirror 12, first nonlinear optical crystal (first light generation means) 22, second nonlinear optical crystal (second light generation means) 32, third nonlinear optical crystal (second light generation means) 34 and the second mirror 42 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

レンズ６２は、第二ミラー４２を透過した二波長光Ｌを、第六非線形光学結晶６４に集光する。   The lens 62 condenses the two-wavelength light L transmitted through the second mirror 42 on the sixth nonlinear optical crystal 64.

第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）６４は、二波長光Ｌが有する第一光のアイドラ光成分（またはシグナル光成分）の光周波数と第二光のアイドラ光成分（またはシグナル光成分）の光周波数との差にあたる光周波数を有する差周波光LTHzを生成する。なお、差周波光LTHzはテラヘルツ光であることが一般的である。また、第六非線形光学結晶６４としては、GaSeやGaP、LiNbO3（略称LN）、ZnGeP2（略称ZGP）4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate（略称DAST）などの結晶を用いることができる。 The sixth nonlinear optical crystal (difference frequency light generating means) 64 includes the optical frequency of the first idler light component (or signal light component) of the two-wavelength light L and the idler light component (or signal light component) of the second light. ) To generate a difference frequency light L THz having an optical frequency corresponding to a difference from the optical frequency of (). In general, the difference frequency light L THz is terahertz light. As the sixth nonlinear optical crystal 64, a crystal such as GaSe, GaP, LiNbO 3 (abbreviation LN), ZnGeP 2 (abbreviation ZGP) 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium-tosylate (abbreviation DAST) is used. be able to.

二波長光Ｌが、第一光のアイドラ光成分と第二光のアイドラ光成分とを有する場合は、差周波光LTHzの光周波数が、第一光のアイドラ光成分の光周波数と第二光のアイドラ光成分の光周波数との差である。 When the two-wavelength light L has an idler light component of the first light and an idler light component of the second light, the optical frequency of the difference frequency light L THz is equal to the optical frequency of the idler light component of the first light and the second light frequency. It is the difference from the optical frequency of the idler light component of light.

二波長光Ｌが、第一光のシグナル光成分と第二光のシグナル光成分とを有する場合は、差周波光LTHzの光周波数が、第一光のシグナル光成分の光周波数と第二光のシグナル光成分の光周波数との差である。 When the two-wavelength light L has the signal light component of the first light and the signal light component of the second light, the optical frequency of the difference frequency light L THz is equal to the optical frequency of the signal light component of the first light. It is the difference from the optical frequency of the signal light component of light.

フィルタ６６は、第六非線形光学結晶６４を透過する二波長光Ｌを遮断し、差周波光LTHzを透過させる。 The filter 66 blocks the two-wavelength light L transmitted through the sixth nonlinear optical crystal 64 and transmits the difference frequency light L THz .

テラヘルツ波検出器６８は、フィルタ６６を透過した差周波光LTHzの光強度を検出する。 The terahertz wave detector 68 detects the light intensity of the difference frequency light L THz transmitted through the filter 66.

なお、第六非線形光学結晶６４とフィルタ６６との間に被測定サンプルを配置してもよい。この場合は、被測定サンプルのテラヘルツ波に対する透過強度を測定することになり、テラヘルツ波帯（0.1〜100THzの周波数領域）の吸収スペクトル測定装置を実現することができる。   A sample to be measured may be disposed between the sixth nonlinear optical crystal 64 and the filter 66. In this case, the transmission intensity of the sample to be measured with respect to the terahertz wave is measured, and an absorption spectrum measuring apparatus in the terahertz wave band (frequency range of 0.1 to 100 THz) can be realized.

次に、第五の実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of the fifth embodiment will be described.

二波長光Ｌが、第二ミラー４２を透過するまでの動作は、第一の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。   Since the operation until the two-wavelength light L passes through the second mirror 42 is the same as the operation of the first embodiment, the description thereof is omitted.

二波長光Ｌは、レンズ６２により、第六非線形光学結晶６４に集光される。第六非線形光学結晶６４は二波長光Ｌを受け、差周波光LTHzを生成する。差周波光は、フィルタ６６を透過し、その一方で、第六非線形光学結晶６４を透過した二波長光Ｌを遮断する。テラヘルツ波検出器６８は、フィルタ６６を透過した差周波光の光強度を検出する。 The two-wavelength light L is condensed on the sixth nonlinear optical crystal 64 by the lens 62. The sixth nonlinear optical crystal 64 receives the two-wavelength light L and generates the difference frequency light L THz . The difference frequency light passes through the filter 66, while blocking the two-wavelength light L that has passed through the sixth nonlinear optical crystal 64. The terahertz wave detector 68 detects the light intensity of the difference frequency light that has passed through the filter 66.

第五の実施形態によれば、テラヘルツ波の生成および検出が可能となる。   According to the fifth embodiment, terahertz waves can be generated and detected.

なお、第五の実施形態に、第三の実施形態で説明した固定波長レーザ光源５２、可変波長レーザ光源５４、光合波器５６およびミラー５８を、第二ミラー４２と第六非線形光学結晶６４との間にミラー５８が配置されるように、付加してもよい。   In the fifth embodiment, the fixed wavelength laser light source 52, the variable wavelength laser light source 54, the optical multiplexer 56, and the mirror 58 described in the third embodiment are replaced with the second mirror 42 and the sixth nonlinear optical crystal 64. You may add so that the mirror 58 may be arrange | positioned between these.

さらに、第二の実施形態または第四の実施形態に、レンズ６２、第六非線形光学結晶６４、フィルタ６６およびテラヘルツ波検出器６８を付加してもよい。   Furthermore, the lens 62, the sixth nonlinear optical crystal 64, the filter 66, and the terahertz wave detector 68 may be added to the second embodiment or the fourth embodiment.

本発明の第一の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light generation apparatus 1 concerning 1st embodiment of this invention. 第一光の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 1st light. 第二光（前方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 2nd light (front component). 第二光（後方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 2nd light (back component). 本発明の第二の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light generation apparatus 1 concerning 2nd embodiment of this invention. 第一光（前方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 1st light (front component). 第一光（後方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 1st light (back component). 第二光（前方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 2nd light (front component). 第二光（後方成分）の光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of 2nd light (back component). 本発明の第三の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light generation apparatus 1 concerning 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light generation apparatus 1 concerning 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態にかかる光生成装置１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light generation apparatus 1 concerning 5th embodiment of this invention. 第三非線形光学結晶３４が無い場合の比較例における第一光と第二光との光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of the 1st light and the 2nd light in the comparative example when there is no 3rd nonlinear optical crystal. 第三の実施形態の変形例１を示す図である。It is a figure which shows the modification 1 of 3rd embodiment. 第三の実施形態の変形例２を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 of 3rd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光生成装置
１０ 励起レーザ光源
１２ 第一ミラー
２２ 第一非線形光学結晶（第一光生成手段）
２４ 第四非線形光学結晶（第一光生成手段）
２６ 第五非線形光学結晶（第一光生成手段）
３２ 第二非線形光学結晶（第二光生成手段）
３４ 第三非線形光学結晶（第二光生成手段）
４２ 第二ミラー
５２ 固定波長レーザ光源（第一レーザ光源）
５４ 可変波長レーザ光源（第二レーザ光源）
５６ 光合波器
５８ ミラー（光注入手段）
６２ レンズ
６４ 第六非線形光学結晶（差周波光生成手段）
６６ フィルタ
６８ テラヘルツ波検出器
P0,P1,P2,P3 光路
S,S1,S2 直交線
Ｌ 二波長光
LTHz 差周波光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light production | generation apparatus 10 Excitation laser light source 12 1st mirror 22 1st nonlinear optical crystal (1st light production | generation means)
24 Fourth nonlinear optical crystal (first light generating means)
26 Fifth nonlinear optical crystal (first light generating means)
32 Second nonlinear optical crystal (second light generating means)
34 Third nonlinear optical crystal (second light generating means)
42 Second mirror 52 Fixed wavelength laser light source (first laser light source)
54 Variable wavelength laser light source (second laser light source)
56 Optical multiplexer 58 Mirror (light injection means)
62 Lens 64 Sixth nonlinear optical crystal (difference frequency light generating means)
66 filter 68 terahertz wave detector
P0, P1, P2, P3 optical path
S, S1, S2 orthogonal line L dual wavelength light
L THz difference frequency light

Claims (5)

励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、
前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、
前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、
前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、
前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、
を備え、
前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあり、
前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こし、
前記第二ミラーは、前記第一光のアイドラ光成分と前記第二光のアイドラ光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射する光生成装置であって、
前記光生成装置は、さらに、
前記第一光のアイドラ光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、
前記第二光のアイドラ光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、
前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段と、
を備えた光生成装置。 An excitation laser light source for generating excitation laser light;
A first mirror having a reflectance with respect to the excitation laser light lower than a reflectance with respect to light having a wavelength different from that of the excitation laser light;
First light generating means for generating first light by optical parametric conversion caused by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror;
Second light generating means for transmitting the first light and generating second light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror and the first light generating means;
A second mirror that partially reflects the first light and the second light and returns them to the second light generating means;
With
An optical path of the first light that passes through the second light generation unit and travels toward the second mirror, and an optical path of the second light that travels from the second light generation unit toward the second mirror includes the first light extension on the near the optical path of the first light from the generating means toward the second light generating means is,
The light traveling back and forth between the first mirror and the second mirror causes resonance,
The second mirror is a light generation device that reflects the idler light component of the first light and the idler light component of the second light with a reflectance of 40% or more and 90% or less,
The light generation device further includes:
A first laser light source that generates a first laser light having the same wavelength as the idler light component of the first light;
A second laser light source for generating a second laser light having the same wavelength as the idler light component of the second light;
An optical multiplexer for combining the first laser light and the second laser light;
Light injection means for injecting the output of the optical multiplexer into the optical path of the excitation laser light in the first light generation means and the second light generation means;
Light generator with. 励起レーザ光を生成する励起レーザ光源と、
前記励起レーザ光に対する反射率が、前記励起レーザ光とは波長が異なる光に対する反射率よりも低い第一ミラーと、
前記第一ミラーを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第一光を生成する第一光生成手段と、
前記第一光を透過させ、前記第一ミラーと前記第一光生成手段とを透過した前記励起レーザ光を受けることにより生じる光パラメトリック変換によって第二光を生成する第二光生成手段と、
前記第一光と前記第二光とを部分的に反射して、前記第二光生成手段に戻す第二ミラーと、
を備え、
前記第二光生成手段を透過して前記第二ミラーに向かう前記第一光の光路と、前記第二光生成手段から前記第二ミラーに向かう前記第二光の光路とが、前記第一光生成手段から前記第二光生成手段に向かう前記第一光の光路の延長線上にあり、
前記第一ミラーと前記第二ミラーとの間を往復する光が共振を起こし、
前記部分反射ミラーは、前記第一光のシグナル光成分と前記第二光のシグナル光成分とを４０％以上９０％以下の反射率で反射する光生成装置であって、
前記光生成装置は、さらに、
前記第一光のシグナル光成分と同じ波長の第一レーザ光を生成する第一レーザ光源と、
前記第二光のシグナル光成分と同じ波長の第二レーザ光を生成する第二レーザ光源と、
前記第一レーザ光と前記第二レーザ光とを合波する光合波器と、
前記光合波器の出力を、前記第一光生成手段および前記第二光生成手段における前記励起レーザ光の光路に注入する光注入手段と、
を備えた光生成装置。 An excitation laser light source for generating excitation laser light;
A first mirror having a reflectance with respect to the excitation laser light lower than a reflectance with respect to light having a wavelength different from that of the excitation laser light;
First light generating means for generating first light by optical parametric conversion caused by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror;
Second light generating means for transmitting the first light and generating second light by optical parametric conversion generated by receiving the excitation laser light transmitted through the first mirror and the first light generating means;
A second mirror that partially reflects the first light and the second light and returns them to the second light generating means;
With
An optical path of the first light that passes through the second light generation unit and travels toward the second mirror, and an optical path of the second light that travels from the second light generation unit toward the second mirror includes the first light extension on the near the optical path of the first light from the generating means toward the second light generating means is,
The light traveling back and forth between the first mirror and the second mirror causes resonance,
The partial reflection mirror is a light generation device that reflects the signal light component of the first light and the signal light component of the second light with a reflectance of 40% or more and 90% or less,
The light generation device further includes:
A first laser light source that generates a first laser beam having the same wavelength as the signal light component of the first light;
A second laser light source that generates a second laser beam having the same wavelength as the signal light component of the second light;
An optical multiplexer for combining the first laser light and the second laser light;
Light injection means for injecting the output of the optical multiplexer into the optical path of the excitation laser light in the first light generation means and the second light generation means;
A light generation apparatus comprising: 請求項１または２に記載の光生成装置であって、
前記光注入手段は、
前記第二ミラーを透過した光を透過させ、
前記光合波器の出力を反射して、前記第二ミラーを透過した光の光路上を、前記第二ミラーを透過した光とは逆向きに進行させる、
光生成装置。 The light generation device according to claim 1 or 2 ,
The light injection means includes
Transmitting the light transmitted through the second mirror,
Reflecting the output of the optical multiplexer, and traveling the light path of the light transmitted through the second mirror in the direction opposite to the light transmitted through the second mirror;
Light generator. 請求項１または２に記載の光生成装置であって、
前記光注入手段は、
前記励起レーザ光源から前記第一光生成手段に向かう前記励起レーザ光を透過させ、
前記光合波器の出力を反射して、前記励起レーザ光の光路上を、前記励起レーザ光と同じ向きに進行させる、
光生成装置。 The light generation device according to claim 1 or 2 ,
The light injection means includes
Transmitting the excitation laser light from the excitation laser light source toward the first light generation means,
Reflecting the output of the optical multiplexer, and traveling the optical path of the pump laser light in the same direction as the pump laser light,
Light generator. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光生成装置と、
前記第二ミラーを透過した光を受け、前記第二ミラーを透過した光が有する二つの光成分の光周波数の差にあたる光周波数を有する差周波光を生成する差周波光生成手段と、
を備えたテラヘルツ光生成装置。 The light generation device according to any one of claims 1 to 4 ,
Difference frequency light generating means for receiving light transmitted through the second mirror and generating difference frequency light having an optical frequency corresponding to a difference between optical frequencies of two light components of the light transmitted through the second mirror;
A terahertz light generating device.
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