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レーザ装置、波長変換デバイス、及び光出力方法 NEW

国内特許コード P200017159
整理番号 S2019-0213-N0
掲載日 2020年8月27日
出願番号 特願2019-014486
公開番号 特開2020-122869
出願日 平成31年1月30日(2019.1.30)
公開日 令和2年8月13日(2020.8.13)
発明者
  • 桂川 眞幸
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 レーザ装置、波長変換デバイス、及び光出力方法 NEW
発明の概要 【課題】小型かつ室温で動作して真空紫外レーザー光を発生するレーザ装置を提供する。
【解決手段】レーザ装置は、セル内に封入される希ガスと、前記希ガスの中に光軸に沿って配置される、位置と厚みが所望の値に調整された1以上の分散媒質と、二光子励起光源と、シード光源と、を有し、二光子励起光とシード光が前記希ガスと前記分散媒質に入射して、二光子励起による非線形光学過程を経て真空紫外レーザ光が出力される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

レーザ技術の発展にともなって様々な機能を持つレーザの開発が進み、可視光や近赤外光の帯域では、これらのレーザ光を用いた高次の非線形光学効果も観測されてきた。しかし、真空紫外域においては、透明な固体(非線形光学結晶)がほとんど存在せず、この波長域において有用なレーザ、たとえば、単一周波数(波長可変)レーザを実現することは、現状でも、尚、極めて困難な課題として残されたままである。

非線形光学過程に関与する複数の周波数(または波長)成分の間の相対位相関係を所望の値へと近似的に制御することで、目的とする非線形光学過程を実現する構成が知られている(たとえば、特許文献1参照)。

産業上の利用分野

本発明は、レーザ装置、波長変換デバイス、及び光出力方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
セル内に封入される希ガスと、
前記希ガスの中に光軸に沿って配置される、位置と厚みが所望の値に調整された1以上の分散媒質と、
二光子励起光源と、
シード光源と、
を有し、二光子励起光とシード光が前記希ガスと前記分散媒質に入射して、二光子励起による非線形光学過程を経て真空紫外レーザ光が出力される、
ことを特徴とするレーザ装置。

【請求項2】
前記希ガスは、He、Ne、Ar、Xe、Krから選択される1以上のガスであることを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。

【請求項3】
前記分散媒質は、前記希ガスとの界面である入射面で、前記非線形光学過程で生じる2以上の光成分の位相不整合量(ΔkL)がπになる位置に配置され、かつ、前記分散媒質の出射面で前記位相不整合量(ΔkL)がゼロまたは最小になる厚みに制御されていることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ装置。

【請求項4】
前記二光子励起は、前記希ガスの二光子許容遷移の量子準位に近共鳴させた断熱励起であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のレーザ装置。

【請求項5】
前記非線形光学過程は、和周波光発生と光パラメトリックダウンコンバージョンの少なくとも一方であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のレーザ装置。

【請求項6】
前記二光子励起光源は固体パルスレーザを有し、前記二光子励起光は、前記固体パルスレーザの出力の2倍高調波、または3倍高調波であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のレーザ装置。

【請求項7】
光入射窓および光出射窓を有するセルと、
前記セル内に封入される希ガスと、
前記希ガスが封入された前記セル内に光軸に沿って配置される1以上の分散媒質と、
を有し、
前記分散媒質は、前記希ガスとの界面である入射面で、非線形光学過程により生じる2以上の光成分の位相不整合量(ΔkL)がπになる位置に配置され、かつ、前記分散媒質の出射面で前記位相不整合量(ΔkL)がゼロまたは最小となる厚みに調整されていることを特徴とする波長変換デバイス。

【請求項8】
希ガスと、前記希ガスの中に光軸に沿って配置されて位置と厚みが所望の値に調整された1以上の分散媒質とが封入されたセルに二光子励起光とシード光を入射し、
二光子励起による非線形光学過程を経て前記セルから真空紫外レーザ光を出力する
ことを特徴とする光出力方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019014486thum.jpg
出願権利状態 公開


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