光パラメトリック増幅器

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光パラメトリック増幅器(ひかりパラメトリックぞうふくき、英:optical parametric amplifier、略称OPA)は光パラメトリック増幅の過程によりさまざまな波長の光を発生するレーザー光源。

光パラメトリック発生(OPG)[編集]

これは非線形光学に基づく光の発生方法である。非線形媒質に入射したレーザー光のフォトン(ポンプ光)は、常光と異常光の2つのフォトンに分かれる。このとき、その2つのフォトンのエネルギーの総和はポンプ光と等しい。常光はシグナル光、異常光はアイドラー光と呼ばれる。発生した2つのレーザーパルスの波長は位相整合条件によって決まる。位相整合条件は、入射するポンプ光と結晶軸のなす角度によって変わる。つまり、シグナル光とアイドラー光の波長は位相整合条件によって変えることができる。周波数可変のコヒーレント光発生ともいえる。この過程が光パラメトリック発生(OPG)と呼ばれる。

光パラメトリック増幅(OPA)[編集]

非線形媒質に強いポンプ光(周波数\omega_1)とともに弱いシグナル光(周波数\omega_2)を入射すると、シグナル光はポンプ光からエネルギーをもらって増幅し、それと同時にアイドラー光(周波数\omega_3=\omega_1-\omega_2)が発生する。エネルギー保存則に基づいて考えると、より高いエネルギーを持つポンプ光(周波数\omega_1)が失われてシグナル光(周波数\omega_2)とアイドラー光(周波数\omega_3)になる。この過程が光パラメトリック増幅(OPA)である。これは縮退四光波混合の効果によるもので、差周波発生の発生過程ととらえることもある。