周波数分解光ゲート法(FROG)は、fs、psのような超短レーザーパルスの強度分布と位相分布を測定する技術である。FROGはオートコリレーターの信号をさらにスペクトル分解する自己相関型測定で、オートコリレーターに分光計が追加した構成となる(図1)。

図1: FROGの一般的な構成

FROGでは、オートコリレーターと同様にレーザーパルスを2つに分割し、一方の光路にディレイラインを設ける。2つのレーザーパルスは、レンズで集光され、非線形光学結晶に入射される。図1では、非線形光学結晶に第2高調波発生(SHG)結晶が用いられている。2つのレーザーパルスが重なった時、非線形光学結晶から波長変換された信号パルスが発生する。この波長変換された信号パルスのスペクトルを分光計で検出する。さらにディレイラインを動かし、遅延時間と信号スペクトルに関する2次元データをプロットする。この2次元のスペクトル分布はスペクトログラムと呼ばれる。
超短レーザーパルスの強度と位相は、取得したスペクトログラムのデータを用いて、フーリエ変換とフーリエ逆変換の反復計算によって再構築される[1][2]。

以下にFROGの製品を紹介する。

Company Swamp Optics Mesa Photonics
Wavelength range 240 nm 〜 1620 nm 450 nm 〜 1800 nm
Pulse width range 8 fs 〜 1 ps 12 fs 〜 10 ps
Resolution 0.46 fs 〜 6.1 fs 1 fs
Reference Swamp Optics リンク(pdf)

 

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