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広帯域離散スペクトル発生装置、及び、その周波数制御方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110002474
掲載日 2011年4月26日
出願番号 特願2008-076556
公開番号 特開2009-229918
登録番号 特許第5099696号
出願日 平成20年3月24日(2008.3.24)
公開日 平成21年10月8日(2009.10.8)
登録日 平成24年10月5日(2012.10.5)
発明者
  • 桂川 眞幸
  • 鈴木 隆行
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 広帯域離散スペクトル発生装置、及び、その周波数制御方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】 スペクトルの広帯域化以前に周波数を指定し、単純な光共振器を参照するだけで、その絶対周波数を制御した所望の広帯域離散スペクトルを発生する。
【解決手段】 レーザー光源11から出射された二波長の励起レーザー光が入射される光共振器12を通過した励起レーザー光の光強度を検出し、その検出出力に基づいて、上記レーザー光源から出射される二波長の励起レーザー光の周波数を制御する制御部13により、上記二波長の励起レーザー光の周波数を光共振器12の共振周波数に周波数ロックし、上記二波長の励起レーザー光の差周波数を上記光共振器12のフリースペクトルレンジ(FSR:Free Spectal Range)の整数倍で、且つ、上記二波長の励起レーザー光の差周波数の整数倍とする制御を行い、広帯域離散スペクトル生成用セル14により、上記二波長の励起レーザー光の上記非線形媒質14Aにおける差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


近年、気体分子の振動や回転状態を断熱的に励起し、特定の二準位間に最大値に迫る高いコヒーレンスを持つ分子を高密度に生成することが可能となった。高いコヒーレンスを持つ分子集団は対応する量子状態間の遷移周波数で周期的に屈折率変化をする媒質として振る舞い、通過する光を高効率に変調できる。この結果、ラマンサイドバンド光と呼ばれる広帯域な離散スペクトルが生成される。



ラマンコヒーレンスの生成には、ラマン遷移に対応する周波数差を持つ二種類のレーザー光を同時に入射する。周波数差をラマン遷移の共鳴周波数からわずかに離調することで、断熱的に二準位間の重ね合わせ状態を生成できる。高いコヒーレンスを持つ分子集団による光変調では、周波数の変換効率が高いため、全てのラマンサイドバンド光が励起光と同軸に発生するという特徴を持つ。これはフーリエ合成による超短パルス生成にも有利に働き、超短パルス発生の現実的な新手法として注目されている。



また、フェムト秒の超短パルス光は、非線形光学応答を利用した非破壊、非侵襲の物質測定、ガラスや金属や半導体の超精細加工、細胞の切削や操作などに利用できるだけでなく、光の干渉性を利用して物体内部を撮像するOCT(Optical Coherence Tomography)や多光子顕微鏡の光源、X線に代わる検査用電磁波となる波長30μm~3nmのテラヘルツ波発生装置などへの応用が期待されている。




【特許文献1】特開2005-251810号公報

産業上の利用分野


本発明は、二波長の励起レーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生する広帯域離散スペクトル発生装置、及び、その周波数制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
二波長の励起レーザー光を出射するレーザー光源と、
上記レーザー光源から出射された二波長の励起レーザー光が入射される光共振器と、
上記光共振器を通過した二波長の励起レーザー光の光強度を検出し、その検出出力に基づいて、上記レーザー光源から出射される二波長の励起レーザー光の周波数を制御する制御部と、
上記制御部により周波数が制御された上記二波長の励起レーザー光が上記レーザー光源から入射される非線形媒質を含む広帯域離散スペクトル生成用セルとを備え、
上記制御部により、上記レーザー光源から出射される二波長の励起レーザー光の周波数を上記光共振器の共振周波数に周波数ロックし、上記二波長の励起レーザー光の差周波数を上記光共振器のフリースペクトルレンジ(FSR:Free Spectal Range)の整数倍とし、且つ、上記二波長の励起レーザー光の周波数を上記二波長の励起レーザー光の差周波数の整数倍とし、上記広帯域離散スペクトル生成用セルにより、上記二波長の励起レーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生することを特徴とする広帯域離散スペクトル発生装置。

【請求項2】
上記広帯域離散スペクトル生成用セルは、非線形媒質としてラマン媒質を含むことを特徴とする請求項1記載の広帯域離散スペクトル発生装置。

【請求項3】
二波長の励起レーザー光が入射される非線形媒質を含む広帯域離散スペクトル生成用セルにより、上記二波長の励起レーザー光の上記非線形媒質における差周波数に対応する周波数のコヒーレンスな屈折率変化を誘起して、広帯域離散スペクトルを発生する広帯域離散スペクトル発生装置の周波数制御方法であって、
上記二波長の励起レーザー光を出射するレーザー光源から出射された二波長の励起レーザー光を光共振器に入射させ、
上記光共振器を通過した二波長の励起レーザー光の光強度を検出し、その検出出力に基づいて、上記レーザー光源から出射される二波長の励起レーザー光の周波数を制御し、
上記レーザー光源から出射される二波長の励起レーザー光の周波数を上記光共振器の共振周波数に周波数ロックし、上記二波長の励起レーザー光の差周波数を上記光共振器の自由スペクトル間隔(FSR:Free Spectal Range)の整数倍とし、且つ、上記二波長の励起レーザー光の周波数を上記二波長の励起レーザー光の差周波数の整数倍とすることを特徴とする広帯域離散スペクトル発生装置の周波数制御方法。
産業区分
  • 光学装置
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008076556thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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