周波数四倍化は、得られる光周波数が入力レーザー光の4倍である非線形周波数変換のプロセスである。これは、波長が4分の1にまで減少することを意味している。周波数四倍化は、2つの連続した周波数二倍器(図1)によって実現する。別の方法としては、単一の周波数二倍器と残留ポンプ光を混合する2つの和周波発生器を使用する方法があるが、このアプローチは一般的ではない。

FQ-1

1周波数四倍化の典型的な構成:入力された1064nmの赤色光は1つ目の周波数二倍器を通して532nmの緑色光となり、2つ目の周波数二倍器で266nmの光に変換される。

広く用いられる周波数四倍化の構成は、第一の周波数二倍化の段階で(例えば、LBO=三ホウ酸リチウムに基づく)532nm光を生成するための1064nmの連続波またはパルスNd:YAGレーザーに始まり、次に266mの第二段階(例えば、CLBO=セシウムリチウムボレートに基づく)へと続く。このような紫外線は、例えば、色素レーザーまたは光パラメトリック発振器の励起や、炎のラマン分光、ファイバーブラッググレーティングの書き込みのような材料プロセスのために有用である。

結晶劣化による寿命の制限

周波数三倍化の項目で説明したように、非線形結晶は、動作中の強い紫外線によって劣化する可能性がある。周波数四倍化においても同様に、短いUV波長はこのような問題を増大させ、結晶および他の光学素子の低寿命化を招く恐れがある。それ以外にも、周波数三倍の項目で論じられているような問題が起こる。

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