光周波数逓倍器

光周波数逓倍器は、非線形材料と相互作用する光子が効果的に「結合」され、より高いエネルギーを持つ新しい光子、つまりより高い周波数（およびより短い波長）を形成する非線形光学デバイス です。現在、2 種類のデバイスが一般的です。1 つは周波数逓倍器で、通常はニオブ酸リチウム(LN)、タンタル酸リチウム(LT)、チタン酸カリウム(KTP)、または三ホウ酸リチウム(LBO)をベースにしており、もう 1 つは周波数逓倍器で、通常はリン酸二水素カリウム(KDP)で作られています。どちらも、レーザーを光源として 使用する光学実験で広く使用されています。

変換を実現するために一般的に使用されるプロセスは 2 つあります。第 2 高調波発生( SHG、周波数倍増とも呼ばれる) と、2 つの類似しない周波数を加算する和周波発生です。直接第 3 高調波発生 ( THG、周波数 3 倍増とも呼ばれる) も存在し、異なる興奮性の材料間の界面を検出するために使用できます。たとえば、胚の細胞が水で隔てられている場合、胚の細胞の輪郭を抽出するために使用されています。^[1]

光周波数逓倍器は高出力レーザー、特に慣性閉じ込め核融合(ICF) 実験で使用されるレーザーでは一般的です。ICF はレーザーを使用して核融合燃料を含むターゲットを加熱および圧縮するものであり、Shiva レーザーの実験では、レーザーによって生成された赤外線周波数は、加熱プロセスの初期に生成される熱い電子でエネルギーのほとんどを失うことがわかりました。この問題を回避するには、はるかに短い波長を使用する必要があり、OMEGA レーザーとNovette レーザーの実験では、周波数 3 倍KDP結晶を使用してレーザー光を紫外線に変換することが検証されました。このプロセスは、それ以来、国立点火施設を含むほぼすべてのレーザー駆動 ICF 実験で使用されています。