高出力・低ノイズの緑色レーザーを実現する、4波混合広帯域化された基本レーザーを用いた高調波発生の強化

科学分野:

• 光学およびフォトニクス
• レーザー物理学
• 非線形光学

背景:

• 単段第二高調波発生（SHG）は、高出力、連続波、狭線幅の可視光レーザーにとって重要です。
• SHG方式における変換効率の向上は、依然として大きな課題です。

研究 の 目的:

• 単段SHG変換効率の向上を実証すること。
• 可視光レーザー生成における従来の位相変調レーザー方式の限界を克服すること。

主な方法:

• 位相変調された基本レーザーのスペクトルを広帯域化するために、4波混合（FWM）を利用しました。
• イッテルビウム添加ファイバー増幅器で2つの位相変調シードをコ増幅しました。
• カスケードFWMを用いて、スペクトルへのパワーを再分配しました。

主要な成果:

• 和周波発生（SFG）において、従来の位相変調レーザー方式と比較して1.52倍高い効率を達成しました。
• 531.5 nmで最大76.9 Wの出力電力を持つ緑色レーザーを生成しました。
• 相対強度雑音（RIN）を2 kHz以上で-120 dBc/Hz未満に維持しながら、変換効率24.2%に達しました。

結論:

• FWM広帯域化された基本レーザーアプローチは、高出力の可視光レーザー生成のための堅牢な方法を提供します。
• この技術は、高出力・低ノイズの可視光レーザーを実現するための簡単なルートを提供します。
• 実証された方法は、SHG変換効率を大幅に向上させます。