波長変換素子(wavelength conversion device)とは

レーザー光の波長を変換する素子．代表的な材料としては非線形光学結晶が用いられる．この場合，結晶は入射するレーザー光(基本波)と非線形光学材料中で発生する変換光の位相が一致する方向(位相整合範囲)に加工されている．主な波長変換方式は基本法よりも波長の短い変換光を得る和周波光混合(sum frequency mixing:SFM)(ω₁+ω₂→ω₃)と，波長の長い変換光を得る差周波光混合(difference frequency mixing:DFM)(ω₁→ω₂→ω₃)あるいは，光パラメトリック発振(optical parametric oscillation:OPO)(ω_p→ω_s+ω_i)に分けられる．SFMでω₁=ω₂の場合が第二高調波発生(second harmonic generation:SHG)となる．基本法の出力や目的とする変換光の波長などにより最適な波長変換素子は異なり，位相整合可能波長範囲．有効非線形光学定数，レーザー破壊しきい値，また屈折率分散特性で決まる角度，温度，波長許容度，複屈折性で生じるウォークオフ角，化学的な安定性などが重要な選定要素となる．