(57)【要約】【課題】アイドラ光の波長を計測可能な低コストの光波長計測器及びそれを備えた光パラメトリック発振装置並びに光波長計測方法。【解決手段】励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶１１を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器２から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測可能な計測部３と、計測部３により得られる、ポンプ光の第２高調波の波長と、ポンプ光とシグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する演算部４とを備えて光波長計測器１を構成し、この光波長計測器１と光パラメトリック発振器２とを備えて光パラメトリック発振装置を構成する。【選択図】図１
2011017911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射されるレーザ光の波長を計測する光波長計測器において、
励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測可能な計測部と、
前記計測部によって得られる、前記ポンプ光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光と前記シグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する演算部と、
を備えて構成することを特徴とする光波長計測器。
【請求項２】
前記演算部は、前記計測部により前記シグナル光の第２高調波の波長が計測される場合は、該シグナル光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づき、アイドラ光の波長を演算することを特徴とする請求項１に記載の光波長計測器。
【請求項３】
前記光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光から、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域の光を分離する分離手段を備えて、分離した後の前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を前記計測部に入射する事を特徴とする請求項１又は２に記載の光波長計測器。
【請求項４】
前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光のみ透過する短波長透過フィルタであり、前記光パラメトリック発振器と前記計測部の間に設けることを特徴とする請求項３に記載の光波長計測器。
【請求項５】
前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域のレーザ光を透過し、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を反射する短波長反射型反射鏡であることを特徴とする請求項３に記載の光波長計測器。
【請求項６】
前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域のレーザ光を反射し、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を透過する長波長反射型反射鏡であることを特徴とする請求項３に記載の光波長計測器。
【請求項７】
前記短波長反射型反射鏡を透過したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタを設けることを特徴とする請求項５に記載の光波長計測器。
【請求項８】
前記長波長反射型反射鏡で反射したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタを設けることを特徴とする請求項６に記載の光波長計測器。
【請求項９】
前記光パラメトリック発振器は、出射する前記アイドラ光の波長を変更する波長変更手段を備えて構成される場合であって、
該光パラメトリック発振器から出射する前記アイドラ光の波長の目標値を予め設定し、前記演算部により得られるアイドラ光の波長の演算値と前記目標値を比較し、出射するアイドラ光の波長が前記目標値に近づく様に前記波長変更手段を制御する波長校正部を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の光波長計測器。
【請求項１０】
前記波長変更手段は、前記非線形光学結晶の温度を変更可能な温度調整手段の場合であって、
前記波長校正部は、前記演算値が前記目標値より長い場合は、前記非線形光学結晶の温度を上げ、前記演算値が前記目標値より短い場合は、前記非線形光学結晶の温度を下げる制御信号を前記温度調整手段に出力することを特徴とする請求項９に記載の光波長計測器。
【請求項１１】
励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器と、
前記請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光波長計測器と、
を備え、前記アイドラ光を外方へ出射することを特徴とした光パラメトリック発振装置。
【請求項１２】
前記光パラメトリック発振器は、出射する前記アイドラ光の波長を変更する波長変更手段を備えて構成することを特徴とする請求項１１に記載の光パラメトリック発振装置。
【請求項１３】
前記波長変更手段は、前記非線形光学結晶の温度を変更可能な温度調整手段により構成することを特徴とする請求項１２に記載の光パラメトリック発振装置。
【請求項１４】
レーザ光の波長を計測する光波長計測方法において、
励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測する計測ステップと、
前記計測ステップで得られる、前記ポンプ光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光と前記シグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する演算ステップと、
を備えて構成することを特徴とする光波長計測方法。
【請求項１５】
前記演算ステップは、前記計測ステップにより前記シグナル光の第２高調波の波長が計測される場合は、該シグナル光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づき、アイドラ光の波長を演算することを特徴とする請求項１４に記載の光波長計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の波長を計測する光波長計測器に関し、詳しくは、光パラメトリック発振器から出射されたアイドラ光の波長を演算する光波長計測器に係るものである。また、前記光波長計測器と光パラメトリック発振器を備えた光パラメトリック発振装置に係るものである。さらに、光パラメトリック発振器から出射されるアイドラ光の波長を求める波長計測方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
中間赤外線の波長域のレーザ光を出射する発振器として、例えば光パラメトリック発振（Optical Parametric Generation：以下において「ＯＰＯ」と呼ぶ。）を利用した光パラメトリック発振器が知られている。光パラメトリック発振器は、ＯＰＯ用非線形光学結晶を備えこの結晶にポンプ光を入射すると、ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生するものであり、アイドラ光を用いて、例えば、ガスを遠隔検出する用途に使用され、検出目的のガス種に応じて決まる中間赤外線の波長域のアイドラ光を発生する様に構成されている。
【０００３】
ここで、この種の光パラメトリック発振器は、例えばＯＰＯ用非線形光学結晶の製造上等の原因により品質にばらつきが生じる。このため、この種の光パラメトリック発振器において、波長変換されて出射されるレーザ光（シグナル光とアイドラ光）の波長は、製造する発振器毎に異なり、ばらついてしまうため、発振器を製造し出荷する前には、目的とする波長のレーザ光が出射するかどうかを光波長計測器により確認している。
【０００４】
ところで、レーザ光の波長を計測する光波長計測器は、例えば、照明、通信、映像などに使用する可視光から近赤外線までの波長域の波長を計測するものや、中間赤外線の波長域の波長を計測するものがある。可視光線から近赤外線用の波長計測器は、市販品が流通しており一般的に安価である。一方、中間赤外線用の波長計測器は、一般的に可視光から近赤外線用の光波長計測器の受光素子として使用される安価なＳｉフォトダイオードを使用できないため、Ｓｉフォトダイオードの替わりに特殊な材質（ＰｂＳｅやＩｎＳｂやＭＣＴ等）の受光素子を使用するため高価で特殊なものである。
【０００５】
ここで、可視光線から近赤外線用の安価な波長計測器を利用することにより、中間赤外線の波長を計測可能な光波長計測器が求められている。
【０００６】
従来、可視光線から近赤外線用の光波長計測器を利用して中間赤外線の波長を計測できる光波長計測器としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された光波長計測器は、可視光線から近赤外線までの波長域の波長を計測する計測部と、和周波発振（Sum-Frequency Generation：以下において「ＳＦＧ」と呼ぶ。）する和周波発生用非線形光学結晶を備えて構成されている。この様な構成により、光パラメトリック発振器から出射されるレーザ光を和周波発生用非線形光学結晶に入射し、発生した和周波光の波長を計測部により計測し、この和周波光の波長の計測値と予め分かっているものとしたポンプ光の波長λｐに基づき、光パラメトリック発振器から出射されたシグナル光の波長λｓ及び中間赤外線であるアイドラ光の波長λi（ＯＰＯ）を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２４１９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のこの種の光波長計測器は、中間赤外線であるアイドラ光の波長を計測するために、可視光線から近赤外線用の計測部に、和周波発生用非線形光学結晶を備える構成であるため、光波長計測器のコストが高くなるという問題がある。また、この種の光波長計測器を備えた光パラメトリック発振装置についてもコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は前記問題点に着目してなされたもので、アイドラ光の波長を計測可能な低コストの光波長計測器及びそれを備えた光パラメトリック発振装置並びに光波長計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による光波長計測器は、入射されるレーザ光の波長を計測する光波長計測器において、励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測可能な計測部と、前記計測部によって得られる、前記ポンプ光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光と前記シグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する演算部と、を備えて構成する。
【００１１】
このような構成により、計測部によって、光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測し、演算部によって、前記計測部によって得られる、前記ポンプ光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光と前記シグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する。
【００１２】
また、請求項２の様に、前記演算部は、前記計測部により前記シグナル光の第２高調波の波長が計測される場合は、該シグナル光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づき、アイドラ光の波長を演算する構成にするとよい。
【００１３】
さらに、請求項３の様に、前記光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光から、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域の光を分離する分離手段を備えて、分離した後の前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を前記計測部に入射する構成にするとよい。
【００１４】
また、請求項４の様に、前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光のみ透過する短波長透過フィルタであり、前記光パラメトリック発振器と前記計測部の間に設ける構成にするとよい。
【００１５】
さらに、請求項５の様に、前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域のレーザ光を透過し、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を反射する短波長反射型反射鏡で構成してもよい。この場合、請求項７の様に、前記短波長反射型反射鏡を透過したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタを設ける構成にするとよい。
【００１６】
また、請求項６の様に、前記分離手段は、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域のレーザ光を反射し、前記ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を透過する長波長反射型反射鏡で構成してもよい。この場合、請求項８の様に、前記長波長反射型反射鏡で反射したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタを設ける構成にするとよい。
【００１７】
さらに、請求項９の様に、前記光パラメトリック発振器は、出射する前記アイドラ光の波長を変更する波長変更手段を備えて構成される場合であって、該光パラメトリック発振器から出射する前記アイドラ光の波長の目標値を予め設定し、前記演算部により得られるアイドラ光の波長の演算値と前記目標値を比較し、出射するアイドラ光の波長が前記目標値に近づく様に前記波長変更手段を制御する波長校正部を備える構成にしてもよい。
【００１８】
また、請求項１０の様に、前記波長変更手段は、前記非線形光学結晶の温度を変更可能な温度調整手段の場合であって、前記波長校正部は、前記演算値が前記目標値より長い場合は、前記非線形光学結晶の温度を上げ、前記演算値が前記目標値より短い場合は、前記非線形光学結晶の温度を下げる制御信号を前記温度調整手段に出力する構成にしてもよい。
【００１９】
次に、前記目的を達成するために、本発明による光パラメトリック発振装置は、請求項１１の様に、励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器と、前記請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光波長計測器と、を備え、前記アイドラ光を外方へ出射する構成とする。
【００２０】
このような構成により、光パラメトリック発振器によって、ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生し、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光波長計測器によって、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長を演算する。
【００２１】
また、本発明による光パラメトリック発振装置は、請求項１２の様に、前記光パラメトリック発振器は、出射する前記アイドラ光の波長を変更する波長変更手段を備えて構成してもよい。
【００２２】
さらに、本発明による光パラメトリック発振装置は、請求項１３の様に、前記波長変更手段は、前記非線形光学結晶の温度を変更可能な温度調整手段により構成にしてもよい。
【００２３】
また、前記目的を達成するために、本発明による光波長計測方法は、請求項１４の様に、レーザ光の波長を計測する光波長計測方法において、励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射し、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする光パラメトリック発振器から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測する計測ステップと、前記計測ステップで得られる、前記ポンプ光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光と前記シグナル光の和周波光の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づきアイドラ光の波長を演算する演算ステップと、を備える構成とする。
【００２４】
このような構成により、光パラメトリック発振器から出射されるポンプ光の第２高調波の波長と、ポンプ光とシグナル光の和周波光の波長を、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測し、計測結果に基づきアイドラ光の波長を演算する。
【００２５】
さらに、本発明による波長計測方法は、請求項１５の様に、前記演算ステップは、前記計測ステップにより前記シグナル光の第２高調波の波長が計測される場合は、該シグナル光の第２高調波の波長と、前記ポンプ光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、前記ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づき、アイドラ光の波長を演算する構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明の光波長計測器によれば、光パラメトリック発振器から出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測し、計測部によって得られる、ポンプ光の第２高調波の波長と、ポンプ光とシグナル光の和周波光の波長の計測結果、又はポンプ光の第２高調波の波長と、シグナル光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長を演算することができる。これにより、従来のように、アイドラ光の波長を計測するために、可視光線から近赤外線用の計測部に、和周波発生用非線形光学結晶を備える必要がない。したがって、光波長計測器のコストを低くすることができる。このようにして、アイドラ光の波長を計測する低コストの光波長計測器及びそれを備えた光パラメトリック発振装置を提供することができる。
【００２７】
また、本願発明の光波長計測方法によれば、可視光線から近赤外線の波長を計測する安価な光波長計測器により得られる計測結果に基づき、光パラメトリック発振器から出射される中間赤外線の波長を求めることができるため、本光波長計測方法を使用することにより低コストの光波長計測器及びそれを備えた光パラメトリック発振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る光波長計測器の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】上記第１実施形態における光波長計測器の概略動作を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る光波長計測器の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る光波長計測器の第３実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る光波長計測器の第４実施形態を示す概略構成図である。
【図６】目標波長と演算波長にずれが生じる状況を説明する図で、（Ａ）は温度誤差が原因の場合の状況図で、（Ｂ）は分極反転周期の誤差が原因の場合の状況図である。
【図７】上記第４実施形態における光波長計測器の概略動作を示すフロー図である。
【図８】本発明に係る光波長計測器の第５実施形態を示す概略構成図である。
【図９】本発明に係る光波長計測器の第６実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る光波長計測器の第１実施形態を示す概略構成図である。
図１において、本実施形態の光波長計測器１は、光パラメトリック発振器２から出射されるレーザ光の波長を計測するもので、計測部３と、演算部４と、表示部５を備えて構成する。
【００３０】
前記光パラメトリック発振器２は、レーザ光の波長変換をする一般的なものであり、例えば、図１に示す様に、ポンプ光発振器６と、集光レンズ７と、共振器８とを備えて構成される。なお、図１において破線は、レーザ光の光路を示す。
【００３１】
前記ポンプ光発振器６は、図示しない外部の励起光源から出射される励起光を入射するとポンプ光を発生するものであり、ポンプ光を発振させるために、図示しないが共振器と、レーザ結晶とを備えて構成される一般的なものであり、レーザ結晶は、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４(ネオジウム添加バナジン酸イットリウム)で形成されている。この場合、波長が約８０８ｎｍの励起光の入射により、例えば、波長λｐが約１０６４ｎｍのポンプ光を発生する。なお、図１の下図は、第１実施形態の波長計測器１及び光パラメトリック発振器２の各区間（二点鎖線で、図１の上図との対応関係を示す。）で伝播するレーザ光の主な波長の一例を示す説明図であり、ポンプ光発振器６で発生するポンプ光は、図１の下図に示すλｐの区間を主に伝播する。
【００３２】
前記集光レンズ７は、図１に破線で示す様に、ポンプ光発振器６から出射されるポンプ光を後述するＯＰＯ用非線形光学結晶１１の中心に集光するように構成するレンズである。
【００３３】
前記共振器８は、シグナル光を共振させると共にアイドラ光を外方へ出射するものであり、図１に示す様に、入力側共振器ミラー９と、出力側共振器ミラー１０と、ＯＰＯ（光パラメトリック発振）用非線形光学結晶１１とを備えている。
【００３４】
前記入力側共振器ミラー９は、共振器８の反射鏡となるもので、図１に示す様に、集光レンズ７と後述するＯＰＯ用非線形光学結晶１１の間に位置され、ポンプ光を透過すると共にシグナル光を反射するように、例えば、反射率がポンプ光に対しては低く、シグナル光に対しては高く形成されている。そして、入力側共振器ミラー９は、例えば、後述する出力側共振器ミラー１０側に凹面部を向けて配置されて成る凹面鏡で構成されている。
【００３５】
前記出力側共振器ミラー１０は、共振器８の反射鏡となるもので、図１に示す様に、入力側共振器ミラー９と対向して位置され、アイドラ光とポンプ光を透過すると共にシグナル光を反射するように、例えば、反射率がアイドラ光に対しては低く、シグナル光に対しては高く形成されている。そして、出力側共振器ミラー１０は、例えば、入力側共振器ミラー９側に凹面部を向けて配置されて成る凹面鏡で構成されている。この出力側共振器ミラー１０と入力側共振器ミラー９により、シグナル光を共振させる。このようにシグナル光を共振させることにより、従来から行われている様に、後述するＯＰＯ用非線形光学結晶１１を発振させるために必要なポンプ光の出力値（発振閾値）を低くしている。なお、シグナル光の大半は共振器８内で共振するが、一部は図１に示す様に、出力側共振器ミラー１０を透過する。
【００３６】
前記ＯＰＯ用非線形光学結晶１１は、二次の非線形光学効果を利用した波長変換素子であり、分極反転構造を有する強誘電体の結晶からなり、ポンプ光発振器６から出力されるポンプ光（波長λｐ）を入射すると、そのポンプ光の一部を、シグナル光（波長λｓ）とアイドラ光（波長λi（ＯＰＯ））とに変換し出力する一般的なものであり、各波長の大小関係は、λｐ＜λｓ＜λi（ＯＰＯ）であり、下記の（１）式を満たす事が知られている。
１／λｐ＝１／λｓ＋１／λi（ＯＰＯ）  ・・・・・（１）
また、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１は、図１に示す様に、入力側共振器ミラー９と出力側共振器ミラー１０との間に配置され、例えば、分極反転構造を持つニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ３（PPLN：Periodically-Poled LN）を用いて形成されている。この場合、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１において、波長（λｐ）約１０６４ｎｍのポンプ光に基づき波長変換されるシグナル光とアイドラ光は、図１に示すλｓ及びλi（ＯＰＯ）の区間を主に伝播し、その波長は、例えば、それぞれ約１３８４ｎｍ（λｓ）と約４６０２ｎｍ（λi（ＯＰＯ））である。
【００３７】
そして、一般的に、二次の非線形光学効果を利用した波長変換は、光パラメトリック発振を利用したものに限らず、第２高調波発振（Second Harmonic Generation：以下において「ＳＨＧ」と呼ぶ）や、差周波発振（Difference Frequency Generation：以下において「ＤＦＧ」と呼ぶ）や、前述した和周波発振（ＳＦＧ）を利用したものが知られている。そして、他の発振現象と比べ発振閾値が高いため、出力値の高いポンプ光が必要な光パラメトリック発振は、和周波発振及び第２高調波発振と共に起こることが知られている。
【００３８】
前記計測部３は、光パラメトリック発振器２から外方へ出射されるレーザ光の内、可視光線から近赤外線の波長域の波長を計測可能なものであり、従来より市販されている比較的安価な、例えば、分散型赤外分光光度計である。そして、図１に示す様に、計測部３は、光パラメトリック発振器２から出射されるレーザ光が入射されるように配置されている。そして、計測部３は、入射されるレーザ光の波長を計測し、下記の（２）式を満たすことが知られているポンプ光の第２高調波の波長λｐ（ＳＨＧ）と、下記の（３）式を満たすことが知られているポンプ光とシグナル光の和周波光の波長λi（ＳＦＧ）を計測する様に構成されている。
１／λｐ（ＳＨＧ）＝２／λｐ  ・・・・・・・・・・（２）
１／λi（ＳＦＧ）＝１／λｐ＋１／λｓ  ・・・・・（３）
【００３９】
前記演算部４は、計測部３によって得られる、ポンプ光の第２高調波の波長λｐ（ＳＨＧ）と、ポンプ光とシグナル光の和周波光の波長λi（ＳＦＧ）の計測結果に基づき、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１に入射したポンプ光の波長λｐと、光パラメトリック発振器２から出射されたシグナル光の波長λｓを演算し、演算結果に基づき出射されたアイドラ光の波長λi（ＯＰＯ）を演算するものである。なお、演算部４は、計測部３により得られるλｐ（ＳＨＧ）とλi（ＳＦＧ）に基づき、λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ）を演算するものとしたが、計測部３により、下記の（４）式を満たすことが知られているシグナル光の第２高調波の波長λｓ（ＳＨＧ）が計測される場合は、計測部３によって得られる、λｓ（ＳＨＧ）と、λｐ（ＳＨＧ）に基づき、λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ）を演算する構成であってもよい。
１／λｓ（ＳＨＧ）＝２／λｓ  ・・・・・・・・・・（４）
【００４０】
λｐ（ＳＨＧ）と（２）式によりλｐを演算し、λi（ＳＦＧ）とλｐに基づきλｓを演算する場合は、（３）式から分かる様に、演算過程において除算が必要である。一方、λｓ（ＳＨＧ）と（４）式によりλｓを演算する場合は、（４）式から分かる様に、λｓ（ＳＨＧ）を倍の値にするだけであるため、（３）式に基づきλｓを演算する場合に比べ、除算による演算誤差が無くなるためλｓの演算精度を高めることができる。なお、シグナル光の第２高調波は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１に入射するポンプ光の出力値が高い場合に発振するものであり、常に発振するものではなく、ポンプ光の第２高調波に比べて発振し難いものである。本実施形態において、演算部４は、計測部３からシグナル光の第２高調波の波長λｓ（ＳＨＧ）の計測結果が得られたかどうかを確認し、得られた場合は、λｓ（ＳＨＧ）と（４）式に基づきλｓを演算し、得られない場合は、λi（ＳＦＧ）とλｐと（３）式に基づきλｓを演算するように構成されている。
【００４１】
前記表示部５は、計測部３の測定結果と、演算部４の演算結果を表示するものであり、例えば、演算部４から演算結果を得ると共に、演算部４を介して計測部３の計測結果を得るように接続されている。
【００４２】
なお、本実施形態においては、光パラメトリック発振器２から出射されるレーザ光から、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域（λｐ、λｓ、λi）の光を分離する分離手段１２として、例えば、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光のみ透過する短波長透過型フィルタ１３を、光パラメトリック発振器２と計測部３の間に設け、分離した後のポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長のレーザ光を計測部３に入射するように構成されている。これにより、図１に示す様に、演算部４でλｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ）を演算する上で必要な、λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ）よりも短波長であるλｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ）のレーザ光を、計測部３に入射することができるため、効率的に波長を計測することができる。
【００４３】
次に、このように構成された第１実施形態の光波長計測器１が、光パラメトリック発振器２から出射されるアイドラ光の波長を演算する動作について、図１，２に基づき説明する。
【００４４】
まず、光パラメトリック発振器２を起動させて、発振したレーザ光を入射させる（ステップＳ１）。短波長透過型フィルタ１３は、入射されたレーザ光のうち、シグナル光の第２高調波及びポンプ光とシグナル光との和周波光及びポンプ光の第２高調波の波長域（λｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ））のレーザ光を透過する（ステップＳ２）。計測部３は、透過したレーザ光の波長を計測する（ステップＳ３）。次に、演算部４は、計測部３により得るλｐ（ＳＨＧ）と（２）式に基づき、ポンプ光の波長λｐを演算する（ステップＳ４）。そして、演算部４は、計測部３からシグナル光の第２高調波の波長λｓ（ＳＨＧ）の計測結果が得られたかどうかを確認する（ステップＳ５）。ここで、λｓ（ＳＨＧ）の計測結果が得られた場合は、ステップＳ６に進み、得られない場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ６に進んだ場合は、計測部３により得るλｓ（ＳＨＧ）と（４）式に基づき、λｓを演算して、次のステップＳ８に進む。また、ステップＳ７に進んだ場合は、計測部３により得るλi（ＳＦＧ）と演算したλｐと（３）式に基づき、シグナル光の波長λｓを演算して、次のステップＳ８に進む。そして、ステップＳ８として、演算したλｐ及びλｓと（１）式に基づき、アイドラ光の波長λi（ＯＰＯ）を演算する（ステップＳ８）。最後に、表示部５は、計測部３により計測した波長と演算部４により演算した波長を表示する（ステップＳ９）。
【００４５】
このような構成により、本実施形態における光波長計測器１は、光パラメトリック発振器２から出射されるポンプ光の第２高調波の波長と、ポンプ光とシグナル光の和周波光の波長の計測結果、又はポンプ光の第２高調波の波長と、シグナル光の第２高調波の波長の計測結果に基づき、ポンプ光とシグナル光の波長を演算し、演算結果に基づいてアイドラ光の波長を演算することができる。これにより、従来のように、中間赤外線（アイドラ光）の波長を計測するために、可視光線から近赤外線用の計測部に、和周波発生用非線形光学結晶を備える必要がない。したがって、可視光線から近赤外線の波長を計測する市販の安価な計測部を使用することができるため、光波長計測器のコストを低くすることができる。このようにして、中間赤外線の波長を計測する低コストの光波長計測器を提供することができる。
【００４６】
そして、このように構成した光波長計測器を使用することにより、光パラメトリック発振器を製造し出荷する前に、目的とするアイドラ光が出射されるかどうかを、容易に検査することができる。また、和周波発生用非線形光学結晶を、可視光線から近赤外線用の計測部に備えた従来の光波長計測器においては、ＯＰＯ用非線形光学結晶に入射するポンプ光の波長は既知のものとしているが、本発明に係る光波長計測器は、ポンプ光の波長も演算することができる。
【００４７】
図３は、本発明に係る光波長計測器１の第２実施形態を示す概略構成図である。尚、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４８】
本実施形態における分離手段１２は、図３に示す様に、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域（λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ））のレーザ光を透過し、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長（λｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ））のレーザ光を反射して計測部３に入射する短波長反射型反射鏡１４で構成されている。
【００４９】
このように構成することにより、本実施形態における光波長計測器１は、光パラメトリック発振器２から出射されるポンプ光、シグナル光及びアイドラ光を、第１実施形態における分離手段１２である短波長透過型フィルタ１３の様に遮断（図１参照）することなく、図３に示す様に、外方へ出射すると共に、各波長を演算することができる。したがって、本実施形態における光波長計測器１を使用することにより、光パラメトリック発振器２からポンプ光、シグナル光及びアイドラ光を外方へ出射する運転中に、各波長をモニタリングすることができる。
【００５０】
図４は、本発明に係る光波長計測器１の第３実施形態を示す概略構成図である。尚、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
本実施形態における分離手段１２は、図４に示す様に、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域（λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ））のレーザ光を反射し、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長域より短波長（λｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ））のレーザ光を透過して計測部３に入射する長波長反射型反射鏡１６で構成されている。
【００５２】
このように構成することにより、第２実施形態と同様に、光パラメトリック発振器２から出射されるポンプ光、シグナル光及びアイドラ光を遮断することなく、図４に示す様に、外方へ出射すると共に、各波長を演算しモニタリングすることができる。
【００５３】
図５は、本発明に係る光波長計測器１の第４実施形態を示す概略構成図である。尚、図１の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
本実施形態における光波長計測器１は、波長校正部１７を備えて構成され、光パラメトリック発振器２が、出射するアイドラ光の波長を変更する波長変更手段を備えて構成される場合に、特に適用するものである。
【００５５】
波長変更手段は、例えば、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度を変更可能な温度調整手段１８により構成され、この温度調整手段１８は、図示しないが、熱源としてのペルチェ素子と、温度センサーとしてのサーミスタと、ペルチェ素子を制御する温度コントローラを備えて構成される一般的なものであり、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度は、温度コントローラに予め設定する設定温度になるように構成されている。
【００５６】
ここで、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度Ｔとアイドラ光の波長λi（ＯＰＯ）の関係について説明する。ＯＰＯ用非線形光学結晶１１におけるポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の各波長（λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ））と各波長に対する非線形光学結晶１１内での各屈折率（ｎｐ、ｎｓ、ｎi）、及びＯＰＯ用非線形光学結晶１１の分極反転周期Λは下記の（５）式を満たすことが知られている。
２π（ｎｐ／λｐ−ｎｓ／λｓ−ｎi／λi(OPO)＋１／Λ）＝０  ・・・・（５）
なお、各屈折率（ｎｐ、ｎｓ、ｎi）は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度Ｔによって変化し、分極反転周期ΛはＯＰＯ用非線形光学結晶１１の製造上の条件で決まる固定値である。したがって、図６（Ａ）に示す様に、目標波長λ０のアイドラ光を出射するための設計温度Ｔ０と、実際の温度（Ｔ１、Ｔ２）が異なる場合、例えば、実際の温度が設計温度Ｔ０より低い場合、温度誤差ΔＴ１に応じて各屈折率は変化し、上記（５）式において各屈折率の変化分、アイドラ光の波長は目標波長λ０より高い波長λ１となる。また、実際の温度が設計温度Ｔ０より高い場合、温度誤差ΔＴ２に応じて各屈折率は変化し、上記（５）式において各屈折率の変化分、アイドラ光の波長は目標波長λ０より低い波長λ２となる。また、図６（Ｂ）に示す様に、温度誤差はないが、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の製作精度のばらつきにより、目標波長λ０のアイドラ光を出射するための設計上の分極反転周期Λ０（設計値）と、実際の分極反転周期が異なる場合、例えば、実際の分極反転周期が設計値Λ０より小さい場合、分極反転周期の誤差ΔΛ１に応じて、アイドラ光の波長は目標波長λ０より高い波長λ３となる。また、実際の分極反転周期が設計値Λ０より大きい場合、分極反転周期の誤差ΔΛ２に応じて、アイドラ光の波長は目標波長λ０より低い波長λ４となる。
【００５７】
前記波長校正部１７は、光パラメトリック発振器２から出射するアイドラ光の波長の目標値（目標波長λ０）を予め設定し、演算部４により得られるアイドラ光の波長の演算値と目標値を比較し、出射するアイドラ光の波長が目標値に近づく様に波長変更手段を制御するものである。本実施形態において、波長校正部１７は、図６（Ａ），（Ｂ）に示す様に、演算値が目標値（目標波長λ０）より長い場合（λ１、λ３）は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度を、例えば、予め設定する所定温度上げ、アイドラ光の波長が徐々に目標値に近づく様に、制御信号を温度調整手段１８に出力する。また、演算値が目標値（目標波長λ０）より短い場合（λ２、λ４）は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度を、例えば、予め設定する所定温度下げ、アイドラ光の波長が徐々に目標値に近づく様に、制御信号を温度調整手段１８に出力するように構成されている。
【００５８】
次に、このように構成された第１実施形態の光波長計測器１が、光パラメトリック発振器２から出射されるアイドラ光の波長を演算し、出射するアイドラ光の波長が目標波長に近づく様に校正する動作について、図５，７に基づき説明する。なお、目標波長λ０のアイドラ光を出射するための設計温度Ｔ０が、温度コントローラに設定温度として予め設定されているものとして説明する。また、図７において、ステップＳ１〜ステップＳ９の動作は、第１実施形態と同じであるため説明を簡略化する。
【００５９】
まず、光パラメトリック発振器２を起動してレーザ光を入射し、短波長透過型フィルタ１３は、シグナル光の第２高調波及びポンプ光とシグナル光との和周波光及びポンプ光の第２高調波の波長域のレーザ光を透過し、計測部３は、透過したレーザ光の波長を計測する。そして、演算部４は、第１実施形態で説明した手順と同じ手順で、λｐとλｓとλi（ＯＰＯ）を演算し、表示部５は、各波長を表示する（ステップＳ１〜Ｓ９）。次に、波長校正部１７は、例えば、アイドラ光の波長の演算値と目標値が同じであるか判定する（ステップＳ１０）。ここで、演算値と目標値が異なる場合は、ステップＳ１１に進み、演算値が目標波長より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１）。そして、演算値が目標値より大きい場合は、温度調整手段１８の温度コントローラにＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度を予め設定する所定温度上げる制御信号を出力し（ステップＳ１２）、演算値が目標値より小さい場合は、温度コントローラに予め設定する所定温度下げる制御信号を出力し（ステップＳ１３）、ステップＳ１２又はＳ１３の動作完了後、再び計測動作（ステップＳ１〜Ｓ９）を行う。そして、演算値と目標値が同じになるまで、波長校正動作（ステップＳ１１〜Ｓ１３）と計測動作（ステップＳ１〜Ｓ９）を継続し、例えば、演算値が目標値に徐々に近づく様に制御する。最後に、演算値と目標値が同じになった場合は、ステップＳ１４に進み、例えば、光パラメトリック発振器２のレーザ発振を停止させる（ステップＳ１４）と共に、この時に温度調整手段１８のサーミスタにより計測したＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度を、目標波長のアイドラ光を出射するための最適温度として、例えば、波長校正部１７に設けるメモリ内に記録し、表示部５によりその最適温度を表示（ステップＳ１５）する。そして、例えば、表示された最適温度やメモリ内に記録された最適温度を参照し、この最適温度を、温度コントローラに設定温度として再設定し、アイドラ光の波長の校正動作を終了する。そして、以降、光パラメトリック発振器２は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度が、再設定された最適温度になる様に設定され、目標とする波長のアイドラ光を出射できるようになる。
【００６０】
このように構成することにより、本実施形態における光波長計測器１は、例えば、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の製作精度のばらつきにより、実際の分極反転周期と設計上の分極反転周期Λ０に誤差がある場合や、設計温度Ｔ０が温度コントローラに設定温度として設定されていても、温度調整手段１８の温度調整精度のばらつきにより、実際のＯＰＯ用非線形光学結晶１１の温度と設計温度に誤差がある場合であっても、製造される光パラメトリック発振器毎に、最適温度を設定することができる。このようにして、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１の製作精度のばらつきや温度調整手段１８の温度調整精度のばらつき等を原因とするアイドラ光の波長のずれを校正することができる。
【００６１】
なお、本実施形態において、波長校正部１７は、ステップＳ１０で説明した様に、アイドラ光の波長の演算値と目標値が同じであるかを判定し、演算値と目標値が、異なる場合は、ステップＳ１１に進み、同じである場合は、ステップＳ１４に進む構成としたが、演算値と目標値が同じであるかという判定に限らず、目標値に許容範囲を設定し、その許容範囲内で有るかを判定する構成であってもよく、この場合、許容範囲内でない場合は、ステップＳ１１に進み、許容範囲内で有る場合は、ステップＳ１４に進む構成とする。
【００６２】
図８は、本発明に係る光波長計測器１の第５実施形態を示す概略構成図である。本実施形態における光波長計測器１は、図３に示す第２実施形態に係る光波長計測器１に、図５に示す第４実施形態における波長校正部１７を、追加して構成したものである。尚、図３の第２実施形態及び図５の第４実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６３】
このように構成することにより、本実施形態における光波長計測器１は、光パラメトリック発振器２が、波長変更手段（温度調整手段１８）を備えて構成される場合に、光パラメトリック発振器２からアイドラ光を外方へ出射する運転中に、波長をモニタリングすることができると共に、製造上等の原因により生じるアイドラ光の波長のずれを校正することができる。
【００６４】
図９は、本発明に係る光波長計測器１の第６実施形態を示す概略構成図である。本実施形態における光波長計測器１は、図４に示す第３実施形態に係る波長計測器１に、図５に示す第４実施形態における波長校正部１７を、追加して構成したものである。尚、図４の第３実施形態及び図５の第４実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００６５】
このように構成することにより、本実施形態における光波長計測器１は、第５実施形態と同様に、光パラメトリック発振器２が波長変更手段（温度調整手段１８）を備えて構成される場合に、レーザ光を出射運転中に、各波長をモニタリング可能であると共に、アイドラ光の波長校正をすることができる。
【００６６】
なお、上記に説明した全ての実施形態の波長計測器１は、後述するアイドラ光透過フィルタ１５を設け、アイドラ光を外方へ出射させる構成であってもよい。これにより、後述する様に、例えば、アイドラ光を用いてガスの遠隔検出を行う場合のガス検出精度を高くすることができる。
【００６７】
次に、本発明の光パラメトリック発振装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図８は、本発明に係る光パラメトリック発振装置の実施形態を示す概略構成図でもある。
図８において、本実施形態の光パラメトリック発振装置１９は、光波長計測器１と、光パラメトリック発振器２を備え、アイドラ光を外方へ出射するものである。
【００６８】
光パラメトリック発振器２は、本実施形態においては、図８に示す様に、第５実施形態で説明した光パラメトリック発振器で構成されている。
【００６９】
光波長計測器１は、本実施形態においては、図８示す様に、第５実施形態で説明した波長計測器１で構成されている。
【００７０】
なお、本実施形態においては、図８に二点鎖線で示す様に、短波長反射型反射鏡１４を透過したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタ１５を設け、アイドラ光を外方へ出射させる構成である。
【００７１】
次に、このように構成された光パラメトリック発振装置１９が、アイドラ光を出射すると共に、ポンプ光とシグナル光とアイドラ光の波長を演算し、出射するアイドラ光の波長が目標波長に近づく様に校正する動作について説明する。なお、目標波長λ０のアイドラ光を出射するための設計温度Ｔ０が、温度コントローラに設定温度として予め設定されているものとして説明する。
【００７２】
まず、図示しない外部の励起光源から出射される励起光をポンプ光発振器６に入射し、ポンプ光発振器６は、ポンプ光を発生する。そして、集光レンズ７は、図８に破線で示す様にポンプ光を集光し、ポンプ光は、入力側共振器ミラー９を透過しＯＰＯ用非線形光学結晶１１の中心に集光される。ＯＰＯ用非線形光学結晶１１は、集光されるポンプ光の一部をシグナル光とアイドラ光に波長変換する。そして、シグナル光の大半は、出力側共振器ミラー１０で反射し、入力側共振器ミラー９と共振する。また、シグナル光の一部とアイドラ光と波長変換されなかったポンプ光は、出力側共振器ミラー１０を透過する。また、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１は、光パラメトリック発振以外に、シグナル光の第２高調波発振及びポンプ光とシグナル光との和周波発振及ポンプ光の第２高調波発振による波長変換を行い、発生したシグナル光の第２高調波及びポンプ光とシグナル光との和周波光及びポンプ光の第２高調波は、出力側共振器ミラー１０を透過する。次に、短波長反射型反射鏡１４は、ポンプ光とシグナル光とアイドラ光の波長域（λｐ、λｓ、λi（ＯＰＯ））のレーザ光を透過し、シグナル光の第２高調波及びポンプ光とシグナル光との和周波光及びポンプ光の第２高調波の波長域（λｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ））のレーザ光を反射して計測部３に入射する。そして、アイドラ光透過フィルタ１５は、アイドラ光を透過させ、アイドラ光を外方へ出射する。次に、計測部３は、短波長反射型反射鏡１４で反射したレーザ光の波長を計測する。そして、第４実施形態で説明した手順と同じ手順で、目標波長のアイドラ光を出射するための最適温度を測定して、例えば、この最適温度データを、温度コントローラに出力し、温度コントローラは、入力された最適温度データにも基づき設定温度を再設定し、アイドラ光の波長の校正動作を終了する。
【００７３】
このような構成により、本実施形態における光パラメトリック発振装置１９は、従来のように、中間赤外線（アイドラ光）の波長を計測するために、可視光線から近赤外線用の計測部に、和周波発生用非線形光学結晶を備える必要がないため光波長計測器のコストの低くすることができる。このようにして、中間赤外線の波長を計測する低コストの光波長計測器を備えた光パラメトリック発振装置を提供することができる。
【００７４】
また、本実施形態における光パラメトリック発振装置１９は、波長校正部１７及び温度調整手段１８を備えた構成である。このような構成により、アイドラ光を外方へ出射する運転中に、波長をモニタリングすることができると共に、製造上等の原因により生じるアイドラ光の波長のずれを、例えば、自動校正することができる。
【００７５】
また、本実施形態における光パラメトリック発振装置１９は、アイドラ光透過フィルタ１５を設けた構成である。このような構成により、中間赤外線の波長域のレーザ光であるアイドラ光のみを、外方へ出射することができるため、例えば、アイドラ光を用いてガスの遠隔検出を行う場合の検出精度を高くすることができる。
【００７６】
なお、本実施形態において、分離手段１２は、光波長計測器１の第５実施形態に示す短波長反射型反射鏡１４で構成された場合で説明したが、短波長反射型反射鏡１４で構成する場合に限らず、図９に示す様に光波長計測器１の第６実施形態に示す長波長反射型反射鏡１６で構成してもよい。この場合、計測部３は、長波長反射型反射鏡１６を透過したレーザ光の波長を計測する構成となる。さらに、分離手段１２を長波長反射型反射鏡１６で構成する場合についても、図９に二点鎖線で示す様に、長波長反射型反射鏡１６で反射したレーザ光の内、アイドラ光のみを透過させるアイドラ光透過フィルタ１５を設け、アイドラ光を外方へ出射させる構成にしてもよい。
【００７７】
また、本実施形態において、光パラメトリック発振器２は、光波長計測器１の第４〜６実施形態で説明した波長変更手段を備えた構成のもので説明したが、波長変更手段を備えた構成に限らず、図１，３，４に示す光波長計測器１の第１〜３実施形態の様に波長変更手段を備えない構成であってもよい。この場合、アイドラ光の波長を変更することはできないが、運転中に、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長をモニタリングすることができる。
【００７８】
さらに、本実施形態において、光波長計測器１は、第４〜６実施形態で説明した波長校正部１７を備えた構成のもので説明したが、波長校正部１７を備えた構成に限らず、図１，３，４に示す第１〜３実施形態の様に波長校正部１７を備えない構成であってもよい。この場合についても、アイドラ光の波長を校正することはできないが、アイドラ光を外方へ出射する運転中に、ポンプ光、シグナル光及びアイドラ光の波長をモニタリングすることができる。
【００７９】
また、本実施形態において、光波長計測器１は、アイドラ光透過フィルタ１５を設けた構成で説明したが、設けない構成であってもよい。
【００８０】
次に、本発明に係る光波長計測方法の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図２は、本発明に係る光波長計測方法の実施形態を示すフロー図でもある。図１は、本実施形態における光波長計測方法を使用する光波長計測器の一例を示す概略構成図でもある。
【００８１】
本実施形態における光波長計測方法は、中間赤外線（アイドラ光）の波長を計測する方法であり、計測ステップと、演算ステップとを備えて構成される。以下に、アイドラ光の波長を計測する手順を説明する。
【００８２】
初めに計測ステップ（ステップＳ１〜Ｓ３）について説明する。まず、光パラメトリック発振器２から出射されるレーザ光を入射させる（ステップＳ１）。そして、入射されたレーザ光のうち、シグナル光の第２高調波及びポンプ光とシグナル光との和周波光及びポンプ光の第２高調波の波長域（λｓ（ＳＨＧ）、λi（ＳＦＧ）、λｐ（ＳＨＧ））のレーザ光を透過する（ステップＳ２）。次に、透過したレーザ光の波長を計測する（ステップＳ３）。次に演算ステップ（ステップＳ４〜Ｓ９）について説明する。まず、計測ステップにより得るλｐ（ＳＨＧ）と（２）式に基づき、ポンプ光の波長λｐを演算する（ステップＳ４）。さらに、計測ステップにおいてシグナル光の第２高調波の波長λｓ（ＳＨＧ）の計測結果が得られたかどうかを確認する（ステップＳ５）。ここで、λｓ（ＳＨＧ）の計測結果が得られた場合は、ステップＳ６に進み、得られない場合は、ステップＳ７に進む。ステップＳ６に進んだ場合は、計測ステップにより得るλｓ（ＳＨＧ）と前述した（４）式に基づき、λｓを演算して、次のステップＳ８に進む。また、ステップＳ７に進んだ場合は、計測ステップにより得るλi（ＳＦＧ）と演算したλｐと前述した（３）式に基づき、シグナル光の波長λｓを演算して、次のステップＳ８に進む。そして、ステップＳ８として、演算したλｐ及びλｓと前述した（１）式に基づき、アイドラ光の波長λi（ＯＰＯ）を演算する（ステップＳ８）。最後に、計測結果と演算結果を表示する（ステップＳ９）。
【００８３】
このように構成する本実施形態における光波長計測方法を使用することにより、可視光線から近赤外線の波長を計測する計測部は、中間赤外線（アイドラ光）の波長を計測するために、和周波発生用非線形光学結晶を備える必要がないため、本実施形態における波長計測方法によれば、アイドラ光の波長を計測可能な低コストの光波長計測器及びそれを備えた光パラメトリック発振装置を提供することができる。
【００８４】
なお、以上の全ての説明において、光パラメトリック発振器２は、第１実施形態において説明したポンプ光発振器６と、集光レンズ７と、入力側共振器ミラー９と、出力側共振器ミラー１０と、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１を備えて構成する場合で説明したが、このような構成に限らず、例えば、ポンプ光発振器６と、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１で構成してもよく、光パラメトリック発振器２は、外部の励起光源から出力される励起光に基づいて発生するポンプ光を入射すると、該ポンプ光の波長と異なる波長のシグナル光とアイドラ光を発生する非線形光学結晶を備えレーザ光の波長変換をする構成であればよい。したがって、光パラメトリック発振器２は、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１のみで構成してもよく、この場合、励起光源に加え、励起光源から出力される励起光に基づいてポンプ光を発生するポンプ光発振器６についても外部に設け、外部からポンプ光をＯＰＯ用非線形光学結晶１１に入射する構成とする。
【００８５】
また、光パラメトリック発振器２に波長変更手段を備える構成については、波長変更手段は温度調整手段１８で構成される場合で説明したが、波長変更手段は、温度調整手段１８に限らず、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１を透過するレーザ光の光路上の分極反転周期Λが変わる様に、例えば、図１の上下方向に移動調整可能な手段により構成してもよい。この場合、ＯＰＯ用非線形光学結晶１１を予め定める所定量移動させる制御信号を波長校正部１７から波長変更手段に出力し、移動量に応じてレーザ光の光路上の分極反転周期を変化させて、アイドラ光の波長の演算値が目標波長に近づく様に構成する。
【００８６】
また、波長変更手段は、例えば、ポンプ光発振器６とＯＰＯ用非線形光学結晶１１の間に、レーザ光が透過する方向の厚みに応じてレーザ光の波長を変化させるものとしてよく知られているエタロン板を配置し、このエタロン板を透過するポンプ光の透過長さが変化する様に、エタロン板を回転可能な手段により構成してもよい。この場合、エタロン板を予め定める所定角度回転させる制御信号を波長校正部１７から波長変更手段に出力し、回転角度に応じてエタロン板を透過するポンプ光の透過長さを変化させて、アイドラ光の波長の演算値が目標波長に近づく様に構成する。
【符号の説明】
【００８７】
１…光波長計測器
２…光パラメトリック発振器
３…計測部（計測器）
４…演算部
５…表示部
１１…ＯＰＯ用非線形光学結晶（非線形光学結晶）
１２…分離手段
１３…短波長透過フィルタ
１４…短波長反射型反射鏡
１５…アイドラ光透過フィルタ
１６…長波長反射型反射鏡
１７…波長校正部
１８…温度調整手段（波長変更手段）
１９…光パラメトリック発振装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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