光パラメトリック発生器は、かなり高いゲイン(数十デシベル)を有する光パラメトリック増幅器で、入力信号がなくても大きな出力パワーが得られる。この発光の物理的な原理は、パラメトリック蛍光であり、高いレベルで増幅される。この現象は、レーザー増幅器の自然放射増幅光(ASE)に類似している。いずれの場合も、真空の量子の揺らぎ(真空のゆらぎ)は、巨視的なパワーレベルに増幅される。

OPG1

1光パラメトリック発生器の概略図

パラメトリック発生のための十分な利得は、強力なレーザーで励起することによってのみ得ることができる。典型的なOPG(光パラメトリック発生)のセットアップは、Qスイッチレーザーからのナノ秒励起パルスに基づくが、モード同期レーザーからのフェムト秒またはピコ秒パルス(超短パルス)でOPGを動作させることも可能である。パラメトリック利得は、励起パルスと同じ速さで増減することに留意したい。ほとんどの場合、超短パルスは(例えば、再生増幅器において)まず増幅させる必要があるが、非線形性の高い結晶を用いた特定の高出力モード同期レーザーを組み合わせることで、レーザーパルスを直接使用することが可能である[4]。

光パラメトリック発振器と比較すると、パラメトリック発生器のセットアップは、共振器を必要としないのでとてもシンプルである。シグナル光およびアイドラー光の波長は、例えば、(クリティカル位相整合に対して)結晶温度を変えたり結晶を回転させたり、単に位相整合条件に影響を与えることで調整することができる。共振器を同期させたり、十分に整列させたりする必要がない点が便利である。一方、パラメトリック発生器は、同期励起の光パラメトリック共振器で可能である程度よりかは、パルスの特性をあまりコントロールすることができず、より低い閾値の励起パワーを有している。また、OPGのセットアップにおいて必要とされる高い光学強度は、非線形材料の光学損傷閾値に近い動作を引き起こすことがある。

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