同一ホトリフラクティブ結晶内での自己励起位相共役と4光波混合に関する研究-自己励起位相共役による対向伝搬波発生の4光波混合への応用-

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650379
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 三島 瑛人 北海道大学, 工学部, 教授 (30091507)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小柳 幸二郎 北海道大学, 工学部, 助手 (00001347) ; 岡本 淳 北海道大学, 工学部, 助教授 (40224068)
• Keywords: 位相共役 / 自己励起位相共役器 / 4光波混合 / ホトリフラクティブ結晶 / 応答時間 / チタン酸バリウム結晶 / 自己励起型4光波混合

Research Abstract

本年度は,自己励起位相共役(SPPCM)の反射率の理論解析,およびアルゴンレーザの放電管を交換し実験を行った.この解析と実験の比較により,入射角が小さい場合には入射面のすぐ近傍でファニングが起きることがわかった.また,大きな反射率を得るためには入射角を大きくすると良いことが分かった.以上の結果より,(本来SPPCMは入射ビームが1本のみのため制御性が悪いが,)SPPCMのループの発生位置と対向伝搬波の発生をある程度制御することが可能となった.
本年度は更に、自己励起位相共役により対向伝搬光を発生させ,それらをポンプ光として用いる位相共役器(自己励起型4光波混合:SPFWM)を同一の結晶内で実現した.当初,反射率が不安定で再現性も乏しかったが,その原因が主として複数の屈折率格子の競合によるものであることを見いだした.これらの不安定要因を取り除くため,SPPCMの相互作用領域とSPFWMのそれを結晶内で空間的に分離することにより安定に動作させることが可能となった.SPFWMの立ち上がり時間と反射率を測定した.SPFWMの立ち上がり時間は秒のオーダであり,SPPCMのそれ(分のオーダ)に比較して非常に短いものであることが実験的に確認された.また反射率測定により,ポンプ光とプローブ光の重なりとその交差角が反射率特性に影響を与えることが明らかになった.
以上をまとめると,同一のホトリフラクティブ結晶内で自己励起位相共役と4光波混合を同時に動作させ比較的簡単な光学系(入射ビームが2本のみ)で安定な4光波混合が実現できた.従って,SPPCMの簡単な光学系とSPFWMの早い応答速度を併せ持つ位相共役器が実現でき,その性能を明らかにできた.

Research Products

• [Publications] Teruhito Mishima: "Origins of unstable operations and properties of self-pumped four wave mixing in a BaTiO_3 crystal" Optical Review. 2(5). 383-387 (1995)
• [Publications] 山田 博,岡本 淳,圓佛晃次,佐藤邦宏,三島瑛人,桜庭一郎: "CAT形位相共役器における反射率の解析と実験" 電子情報通信学会論文誌 C-I. J78-C-I. 609-615 (1995)