(57)【要約】【課題】  ポンプ光の波面及び入射角度を微調整することなく、早い立ち上がり時間で強い位相共役光を得られる位相共役器を提供する。【解決手段】  非線形光学媒質７ａ，７ｂにより、互いに間隔を介した第１と第２の領域８，９を形成する。前進ポンプ光１７を第１の領域８を直線的に通過させて第２の領域９に入射し、前進ポンプ光１７に対してインコヒーレントな後進ポンプ光１８を前進ポンプ光１７と交わる方向から第２の領域９に入力し、相互励起型位相共役器を形成し、前進ポンプ光１７と同一波面で逆方向の位相共役光２１を発生させて第１の領域８に入射する。前進ポンプ光１７に対してコヒーレントなプローブ光１９を前進ポンプ光１７と交わる方向から第１の領域８に入力し、前記位相共役光２１とプローブ光１９と前進ポンプ光１７との三つの光波による４光波混合によってプローブ光１９に対する位相共役光２０を発生させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形光学媒質により形成されて互いに間隔を介した第１と第２の領域のうち、第１の領域を直線的に通過して第２の領域に入射する前進ポンプ光を前記第１の領域に入力する前進ポンプ光入力部と、前記前進ポンプ光に対してインコヒーレントな後進ポンプ光を前記前進ポンプ光と交わる方向から前記第２の領域に入力する後進ポンプ光入力部と、前記前進ポンプ光に対してコヒーレントなプローブ光を前記前進ポンプ光と交わる方向から前記第１の領域に入力するプローブ光入力部とを有し、前記後進ポンプ光と前記前進ポンプ光とによって前記第２の領域に相互励起型位相共役器を形成し、該相互励起型位相共役器により前記前進ポンプ光と同一波面で逆方向の位相共役光を発生させて前記第１の領域に入射し、該第１の領域に入射した前記位相共役光と前記プローブ光と前記前進ポンプ光との三つの光波による４光波混合によって前記プローブ光に対する位相共役光を発生させる位相共役光発生装置。
【請求項２】
第１の領域を第１の非線形光学媒質により形成し、第２の領域を前記第１の非線形光学媒質と分離した別個の第２の非線形光学媒質により形成することを特徴とする請求項１記載の位相共役光発生装置。
【請求項３】
単一の非線形光学媒質中に第１の領域と第２の領域とを形成したことを特徴とする請求項１記載の位相共役光発生装置。
【請求項４】
プローブ光と前進ポンプ光と後進ポンプ光は、複数の波長を持つ光としたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の位相共役光発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発信器の横モード安定化装置、補償光学システム、自由空間光通信などに用いられる、位相共役光を迅速に発生させる位相共役光発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位相共役光とは、ある光に対して空間的に同一の波面を持って、逆方向に進行する光のことを言う。また、位相共役光を発生させる物体を位相共役器という。光が伝搬している間に位相擾乱物体によって空間的な波面の歪みを受けても、位相共役光として同一の光路上を戻されると、戻ってきた光は、その空間的な歪みを逆方向に受けるため、歪みが打ち消され、元の波面に戻る。
【０００３】
図６に位相共役器の概要を模式的に示す。同図に示すように、きれいな平面波の入射光１が位相擾乱物体２を通過すると位相が乱され、波面が乱れて光波３となる。なお、位相擾乱物体２は、プラスチック板、熱で揺らぐ空気などである。乱れた光波３の入射に対して、位相共役器４では反射波の波面が共役の関係となり、入射光１の位相共役光５が形成される。
【０００４】
この反射波の位相共役光５は、光波３と同一の波面を持って逆方向に進行するので、これまでたどった道を引き返すが、途中でふたたび位相擾乱物体２を通ることにより、乱れが打ち消され元のきれいな平面波の位相共役光（位相共役波）６となる（例えば非特許文献１、参照。）。
【０００５】
位相共役光は、いろいろな非線形現象によって発生することが知られているが、特にフォトリフラクティブ効果を用いた場合、位相共役光を発生させるのに光強度の閾値が低いという利点を有する。
【０００６】
フォトリフラクティブ効果とは、フォトリフラクティブ結晶等のフォトリフラクティブ媒質に光を照射したときに、その媒質中に空間電界が発生し、ポッケルス効果を介して媒質の屈折率が変化する現象である。比較的低出力のレーザ光により屈折率格子を形成できるという特長を有しており、光により制御可能な光能動素子への応用が期待されている。
【０００７】
位相共役光を発生させるためには、大きく分けて、縮退４波混合、自己励起型、相互励起型と呼ばれる方法がある。
【０００８】
図７に、縮退４波混合による位相共役光発生の概念図を示す。同図において、入射光１は位相擾乱物体２によって位相が乱され、乱れた光波３の状態でフォトリフラクティブ媒質としての非線形光学媒質７に入射される。縮退４波混合では、非線形光学媒質７に対して、波面が乱れて入射する光波３と、この光波３に対してコヒーレントな前進ポンプ光１７を照射し、さらに前進ポンプ光１７に対して対向に伝搬する後進ポンプ光１８を入射することで、光波３と逆方向に伝搬する位相共役光５を発生させる。
【０００９】
この位相共役光５は、再度、位相擾乱物体２を透過することで、元の入射光の平面波１と同一の波面を持つ光波の位相共役光６となる。
【００１０】
ここで、高効率に良質な位相共役光５を発生させるためには、前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８とが、互いに対向に伝搬し、かつ、波面が一致している必要がある。したがって、前進ポンプ光１７および後進ポンプ光１８として平面波を用いるのが一般的である。
【００１１】
図８に、代表的な自己励起型位相共役器としてＣＡＴ型の概念図を示す。自己励起型の位相共役器は、入射光のみをBaTiO３などの高効率な非線形光学結晶に入射することにより、その入射光に対する位相共役光を自動的に発生させる。
【００１２】
図８に示すように、入射光１は、位相擾乱物体２を透過することにより波面が乱され、乱れた光波３の状態で非線形光学媒質７に入射される。非線形光学媒質７内では光波３とその散乱光が結合し、結晶のc軸方向に向かう散乱光が増幅されるというファニング現象が生じ、このファニング現象の発生過程を経て、非線形光学媒質７内部のビームがループ状に収束する（光のループ１０を形成する）。このビームの収束により、４波混合の光路配置が非線形光学媒質７の内部にできることで位相共役光５が発生する。
【００１３】
この位相共役光５が位相擾乱物体２を再度透過することにより、歪みが相殺され、入射光１と同一の波面を持つ光波の位相共役光６となる。
【００１４】
したがって、自己励起型位相共役器は、縮退４波混合のように、外部からのポンプ光を必要とせず、非線形光学媒質７内で入射光が自動的に適切な光のループ１０を形成するため、入射光１の角度及び波面を調整することなく、簡便に位相共役光５を得て、入射光１と同一の波面を持つ位相共役光６を得ることが可能である。
【００１５】
図９に、代表的な相互励起型位相共役器の概念図を示す。相互励起型では、互いにインコヒーレントな二本の光をBaTiO３などの高効率な非線形光学結晶に入射すると、自動的に互いの位相共役光に変換される。図９に示す例は、２重位相共役鏡の概念図であり、入射光１，１３は、それぞれ、位相擾乱物体２によって、光波３及び光波１４のように位相が乱された状態で非線形光学媒質７に入射される。
【００１６】
ある一定時間が経過すると、光波３，１４をそれぞれ互いの位相共役光１１，５に変換するような回折格子が非線形光学媒質７中に形成され、この回折格子によって変換された位相共役光（回折光）１１，５がそれぞれ光波３，１４と逆方向に伝搬する。そして、これらの位相共役光１１，５がそれぞれ位相擾乱物体２を再度透過することにより、歪みが相殺され、入射光１，１３と同一の波面を持つ光波（回折光）の位相共役光１２，６となる。
【００１７】
相互励起型位相共役器においては、入射光が自動的に最適な回折格子分布を形成するため、各入射光の入射角度や波面を調整する必要はなく、簡便に位相共役光を発生させることが可能である。
【００１８】
また、相互励起型の場合、自己励起型と異なり、非線形光学媒質７から入射光１側に向けて発生する位相共役光６は、入射光１３の回折光であり、入射光１３の強度をある程度大きく設定することで、入射光１の強度を超える位相共役光６を得ることが可能である。
【００１９】
【非特許文献１】光エレクトロニクス  展開編  原著５版  １７章  ＡＭＮＯＮ  Ｙａｒｉｖ著  丸善株式会社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、縮退４波混合、自己励起型、相互励起型の位相共役器には、それぞれ、以下のような問題があった。
【００２１】
すなわち、縮退４波混合では、位相共役光の立ち上がり時間は速いが、前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８の入射角度及び波面を一致させるように微調整する必要がある。例えば距離を隔てた場所から伝搬してきた光を使用したい場合、前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８の波面と入射角度をかなりの精度で調整することは困難であり、この制約が縮退４波混合におけるデバイスの実現を困難なものとしていた。
【００２２】
一方、自己励起型及び相互励起型では、自動的に適切な光線配置が形成されるため、比較的簡単に位相共役光を発生させることができるが、位相共役器を形成するのにある一定の時間を必要とした。
【００２３】
つまり、自己励起型では、光路が収束する（適切な光のループ１０を形成される）までにかなりの時間を要し、位相共役光６の発生までに、通常の４波混合と比べ、数倍から数十倍の時間を必要とした。また、相互励起型では、最適な回折格子分布が形成されるまでに、多くの時間を要し、位相共役光の発生までには、自己励起型と同様に、通常の４波混合と比べ、数倍から数十倍の時間を必要とした。
【００２４】
さらに、自己励起型においては、入射光自身（入射光１の一部）が位相共役光５に変換されるため、入射光１の強度を超える位相共役光は原理的に得られず、高い位相共役反射率を得ることは難しかった。
【００２５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、位相共役光の立ち上がりが早く、強い位相共役光を簡便に得ることができる位相共役光発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために、本発明は、次のような構成をもって課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明は、非線形光学媒質により形成されて互いに間隔を介した第１と第２の領域のうち、第１の領域を直線的に通過して第２の領域に入射する前進ポンプ光を前記第１の領域に入力する前進ポンプ光入力部と、前記前進ポンプ光に対してインコヒーレントな後進ポンプ光を前記前進ポンプ光と交わる方向から前記第２の領域に入力する後進ポンプ光入力部と、前記前進ポンプ光に対してコヒーレントなプローブ光を前記前進ポンプ光と交わる方向から前記第１の領域に入力するプローブ光入力部とを有し、前記後進ポンプ光と前記前進ポンプ光とによって前記第２の領域に相互励起型位相共役器を形成し、該相互励起型位相共役器により前記前進ポンプ光と同一波面で逆方向の位相共役光を発生させて前記第１の領域に入射し、該第１の領域に入射した前記位相共役光と前記プローブ光と前記前進ポンプ光との三つの光波による４光波混合によって前記プローブ光に対する位相共役光を発生させる構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】
また、第２の発明は、上記第１の発明の構成に加え、前記第１の領域を第１の非線形光学媒質により形成し、第２の領域を前記第１の非線形光学媒質と分離した別個の第２の非線形光学媒質により形成する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】
さらに、第３の発明は、上記第１の発明の構成に加え、単一の非線形光学媒質中に第１の領域と第２の領域とを形成した構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２９】
さらに、第４の発明は、上記第１または第２または第３の発明の構成に加え、前記プローブ光と前進ポンプ光と後進ポンプ光は、複数の波長を持つ光とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、非線形光学媒質により形成されて互いに間隔を介した第１と第２の領域のうち、第１の領域を直線的に通過して第２の領域に入射する前進ポンプ光と、該前進ポンプ光と交わる方向から第２の領域に入射される後進ポンプ光とによって第２の領域に相互励起型位相共役器を形成し、該相互励起型位相共役器により前記前進ポンプ光と同一波面で逆方向の位相共役光（前進ポンプ光の位相共役光）を発生させるので、プローブ光を入射する前に、第２の領域から前進ポンプ光の位相共役光を発生しておき、この前進ポンプ光の位相共役光を第１の領域において（後進ポンプ光として）利用することにより、第１の領域における４光波混合によって迅速にプローブ光の位相共役光を発生することができる。
【００３１】
また、本発明は、上記のように、第２の領域の相互励起位相共役器から発生する、前進ポンプ光の位相共役光を（後進ポンプ光として）第１の領域に入射することにより、この前進ポンプ光の位相共役光と前記前進ポンプ光とを、第１の領域において正確に対向伝搬させることができるので、従来の縮退４光波混合のように、前進ポンプ光と後進ポンプ光の入射角度や波面を一致させるための微調整を行わなくてもすむ。
【００３２】
したがって、本発明によれば、第１の領域において、前進ポンプ光と後進ポンプ光（第２の領域側から入射する、前進ポンプ光の位相共役光）の波面及び伝搬角は、第２の領域に形成される相互励起型位相共役器により自動的に最適に調整され、第１の領域からプローブ光に対する強い位相共役光を容易に発生させることが可能となる。
【００３３】
つまり、本発明によれば、光デバイス中の伝搬路の光学部品における様々な位相歪みを自動的に補正することを可能とし、雑音光の低減に求められる各光学素子における位置の微調整及び高精度なアライメントに対する要求条件を緩和することができ、前進ポンプ光と後進ポンプ光との波面及び入射角度を微調整することなく、プローブ光の位相共役光が高強度で得られ、かつ、プローブ光の位相共役光発生の立ち上がり時間を早くできる。
【００３４】
また、本発明において、第１の領域を第１の非線形光学媒質により形成し、第２の領域を前記第１の非線形光学媒質と分離した別個の第２の非線形光学媒質により形成する構成によれば、第１の非線形光学媒質と第２の非線形光学媒質の配置構成の自由度が高く、容易に、所望の位相共役光発生装置を構成できる。
【００３５】
さらに、本発明において、単一の非線形光学媒質中に第１の領域と第２の領域とを形成した構成によれば、単一の非線形光学媒質を用いて位相共役光発生装置を形成することにより、部品点数を少なくでき、装置の簡便化を図ることができる。
【００３６】
さらに、本発明において、プローブ光と前進ポンプ光と後進ポンプ光は、複数の波長を持つ光とした構成によれば、複数波長を持った位相共役光を、プローブ光と前進ポンプ光と後進ポンプ光の強度の適切な設定に対応した適宜の強度で、迅速に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。図１には、本発明に係る位相共役光発生装置の第１実施形態例の要部構成が、その動作と共に模式的に示されている。
【００３８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態例は、互いに間隔を介して配置された第１と第２の非線形光学媒質７（７ａ，７ｂ）を有しており、これらの非線形光学媒質７ａ，７ｂは、非線形光学結晶のBaTiO３結晶により形成されている。また、非線形光学媒質７ａ，７ｂは、互いに分離して設けられた別個の媒質であるが、いずれも同じ性質を有する。第１の非線形光学媒質７ａには第１の領域８が形成され、第２の非線形光学媒質７ｂには第２の領域９が設けられており、それにより、これら第１と第２の領域８，９は、互いに間隔を介している。
【００３９】
本実施形態例では、これら第１と第２の領域８，９のうち、第１の領域８を直線的に通過（透過）して第２の領域に入射する前進ポンプ光１７を第１の領域８に入力する前進ポンプ光入力部２７と、前進ポンプ光１７に対してインコヒーレントな後進ポンプ光１８を前進ポンプ光１７と交わる方向から前記第２の領域９に入力する後進ポンプ光入力部２８を有している。また、前記前進ポンプ光１に対してコヒーレントなプローブ光１９を前記前進ポンプ光１７と交わる方向から前記第１の領域に入力するプローブ光入力部２９とを有している。
【００４０】
そして、本実施形態例は、図１（ｂ）に示すように、前記前進ポンプ光１７と前記後進ポンプ光１８とによって、前記第２の領域９（非線形光学媒質７ｂ）に相互励起型位相共役器を形成し、該相互励起型位相共役器により前記前進ポンプ光１７と同一波面で逆方向の位相共役光２１を発生させて前記第１の領域８に入射する。なお、第２の領域９には、前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８との入射から一定時間が経過したときに、相互励起型位相共役器が形成される。
【００４１】
位相共役光２１は、前記後進ポンプ光１８の回折光であり、第１の領域８において後進ポンプ光として機能し、図１（ｃ）に示すように、この位相共役光２１と前記プローブ光１９と前記前進ポンプ光１７とが第１の領域８（非線形光学媒質７ａ）に入射して、これら三つの光波による４光波混合によって、第１の領域８から前記プローブ光１９に対する位相共役光を発生させる。
【００４２】
言い換えれば、本実施形態例は、第２の領域９に形成される相互励起型位相共役器と、この相互励起位相共役器から発生する理想的なポンプ光（位相共役光２１）を利用して、前進ポンプ光１７とコヒーレンスを持つプローブ光１９との三つの光波により形成される４波混合とを直列的に接続して形成されている。
【００４３】
つまり、本実施形態例においては、非線形光学媒質７ｂの相互励起型位相共役器により、後進ポンプ光１８は前進ポンプ光１７の位相共役光２１（第１の領域８に入射する後進ポンプ光）に自動的に変換されるため、従来の縮退４波混合のように前進ポンプ光と後進ポンプ光の入射角度及び波面を一致するように微調整する必要がない。
【００４４】
したがって、前進ポンプ光１７および後進ポンプ光１８の波面が時間的に大きく変化しない場合、その波面の空間分布が不均一であっても、第２の領域９に形成される相互励起型位相共役器によって、常に理想的なポンプ光の状態が保たれる。
【００４５】
また、本実施形態例では、相互励起型位相共役器が形成されている状態で、プローブ光１９を入射するようにすれば、発生する位相共役光２０の立ち上がり時間は、通常の縮退４波混合による回折格子の形成時間にほぼ一致し、相互励起型位相共役器のみを用いた場合よりも格段に早くすることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態例では、プローブ光１９の強度及び位相分布を変化させた場合にも、非線形光学媒質７ａにおける第１の領域８（４波混合領域）の回折格子のみが書き換えられるだけであるため、早い応答が得られ、変化後のプローブ光１９の位相共役光を迅速に得ることができる。
る。
【００４７】
なお、本実施形態例において、プローブ光１９と前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８の波長は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものであるが、例えば、これらの光を、複数の波長を持つ光とすると、複数波長を持った位相共役光を、プローブ光と前進ポンプ光と後進ポンプ光の強度の適切な設定に対応した適宜の強度で、迅速に得ることができる。
【００４８】
次に、本発明に係る位相共役光発生装置の第２実施形態例について説明する。第２実施形態例は、上記第１実施形態例とほぼ同様に構成されており、第２実施形態例が上記第１実施形態例と異なる特徴的なことは、図２に示すように、単一の非線形光学媒質中７に第１の領域８と第２の領域９とを形成したことである。
【００４９】
第２実施形態例は以上のように構成されており、第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態例は、単一の非線形光学媒質７中に第１の領域８と第２の領域９とを形成しているので、部品点数を少なくでき、装置の簡便化を図ることができる。
【実施例】
【００５０】
以下、本発明の位相共役光発生装置の実施例について説明する。この実施例は、上記第２実施形態例の実施例であり、相互励起型位相共役器としての第２の領域９と縮退４波混合としての第１の領域８とを、一つの非線形光学媒質７に形成している。図３に、その実験系が示されている。この実験系は、波長５１４[nm]のアルゴンイオンレーザ２５を用いて、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９を形成している。
【００５１】
図３において、２６ａ〜２６ｃはミラーを示し、３７ａ〜３７ｄは半波長板、３８ａ〜３８ｄは偏光ビームスプリッタ、３９ａ，３９ｂは、約半分の光を透過し、残りの半分の光を反射するビームスプリッタ、３０ａ，３０ｂは光検出器をそれぞれ示す。この実験系において、アルゴンイオンレーザ２５より出力されたレーザ光を、偏光ビームスプリッタ３８ａ〜３８ｄを用いて複数本に分け、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９として、それぞれ非線形光学媒質７に照射する。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ３８ａ〜３８ｄを用いて、光波（前進ポンプ光）１７と光波（後進ポンプ光）１８、光波（プローブ光）１９は偏光が等しくなるように調整されている。ここで、光波（前進ポンプ光）１７と光波（プローブ光）１９のアルゴンイオンレーザから非線形光学媒質７までの光路長が等しくなるように設定されており、また、光波（後進ポンプ光）１８とその他の光波の光路長が大きく異なるように設定されている。したがって、非線形光学媒質７において，光波（前進ポンプ光）１７と光波（プローブ光）１９は互いにコヒーレントになっており、一方光波（後進ポンプ光）１８は他の光波とはインコヒーレントになっている。
【００５３】
同図の実験系を用いて、実験を行う際、まず、プローブ光１９の光路上に遮蔽物を置き、プローブ光１９の非線形光学媒質７への入力を遮断する。そうすると、非線形光学媒質７には前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８の２本のみが照射される。したがって、非線形光学媒質７中では第２の領域９に相互励起型位相共役器が形成され、互いの位相共役波が発生する。なお、ここで、後進ポンプ光１８より発生した、前進ポンプ光１７の位相共役波２１を光検出器３０ａで観測した。
【００５４】
次に、その状態から、プローブ光１９の光路上に置かれた遮蔽物を取り除き、プローブ光１９を非線形光学媒質７に照射した。そうすると、非線形光学媒質７中には、第２の領域９に形成されていた前記相互励起型位相共役器と間隔を介し、第１の領域８に縮退４波混合が形成され、前進ポンプ光１７と位相共役光２１とプローブ光１９とより発生したプローブ光１９に対する位相共役波２０が発生する。なお、ここで、この位相共役光２０を光検出器３０ｂで観測した。
【００５５】
なお、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９の入射強度をそれぞれ３[mW]、６[mW]及び２[mW]とした。また、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９の入射角度は、結晶端面に対して、それぞれ、８５°、５６°、３７°とした。
【００５６】
上記実施例により、縮退４波混合と相互励起型位相共役器の組み合わせを用いた場合の発生する位相共役光を観測し、その特性について、相互励起型位相共役器のみを用いた場合（比較例）と比較した。
【００５７】
図４（ａ）には光波（前進ポンプ光）１７と光波（後進ポンプ光）１８のみを入射し、第２の領域９で相互励起型位相共役器を形成し、発生する前進ポンプ光１７の位相共役波２１を光検出器３０ａで観測した結果を、一方、図４（ｂ）には第２の領域９に前記相互励起型位相共役器が形成された状態で、光波（プローブ光）１９を入射して第１の領域８に縮退４波混合を形成し、発生するプローブ光の位相共役光２１を光検出器３０ａで観測した結果を示す。図４（ａ）において、横軸は前進ポンプ光１７と後進ポンプ光１８とが入射されてからの経過した時間、図４（ｂ）においては、相互励起型位相共役器がすでに形成されている状態でプローブ光１９が入射されてからの経過した時間を示す。
【００５８】
図４（ａ）の相互励起型位相共役器のみ用いた比較例の場合、位相共役光の立ち上がりに約８秒、定常に至るまでに約１５秒の時間を要するのに対し、図４（ｂ）の相互励起型と４波混合の組み合わせを用いた上記実施例の場合、立ち上がりに約０.５秒、定常に至るまでに約１秒となり、応答が速いことが分かる。位相共役反射率の定常値については、比較例においては１５．８％、上記実施例においては６．９％となった。
【００５９】
次に、プローブ光１９の光路上にレンズを配置し、一度拡大して図５（ａ）に示すような画像を与え、再度レンズで集光して結晶に入射した。また、後進ポンプ光１８の光路上に位相を歪ませるようなフィルタを配置し、その波面を歪ませた。図５（ｂ）が位相共役光２０より得られた画像である。図５（ｂ）より、後進ポンプ光１８の波面がフィルタにより乱された場合でも、特に雑音光も観測されず入力した画像がほぼ完全な形で復元されていることが分かる。
【００６０】
これらの結果より、波面が不均一な光波を後進ポンプ光１８として用いたとしても、この後進ポンプ光１８が第２の領域９の相互励起型位相共役器によって、前進ポンプ光１７に対して波面が一致し、かつ、対向に伝搬する光に変換されることから、良好な位相共役光が得られていることが分かる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。例えば上記各実施形態例では、非線形光学媒質７を非線形光学結晶のBaTiO３結晶としたが、非線形媒質７はフォトリフラクティブ媒質であればよく、BaTiO３結晶以外の非線形光学結晶としてもよいし、非線形光学結晶以外の媒質としてもよい。
【００６２】
また、上記第１実施形態例では、第１の非線形光学媒質７ａと第２の非線形光学媒質７ｂとを同じ媒質により形成したが、第１の非線形光学媒質７ａと第２の非線形光学媒質７ｂとは互いに異なる媒質により形成してもよい。
【００６３】
さらに、上記実施例では、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９を、それぞれ、１つのアルゴンイオンレーザ２５を用いて形成したが、前進ポンプ光１７、後進ポンプ光１８、プローブ光１９の形成方法は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る位相共役光発生装置の第１実施形態例の構成（ａ）と、相互励起型位相共役器の形成過程（ｂ）、縮退４波混合の形成過程（ｃ）の説明図である。
【図２】本発明に係る位相共役光発生装置の第２実施形態例の構成を模式的に示す説明図である。
【図３】第２実施形態例の実施例の光学系を示す説明図である。
【図４】相互励起型のみを用いた比較例の位相共役反射率（ａ）と上記実施例の位相共役反射率（ｂ）を示すグラフである。
【図５】図３に示した実施例の実験系において、プローブ光１９に与えた入力画像（ａ）と位相共役光２０より得られた出力画像（ｂ）である。
【図６】位相共役器を模式的に示す説明図である。
【図７】縮退４波混合を模式的に示す説明図である。
【図８】自己励起型位相共役器を模式的に示す説明図である。
【図９】相互励起型位相共役器を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  入射光
２  位相擾乱物体
３  光波
４  位相共役器
５  光波３に対する位相共役光
６  入射光１に対する位相共役光
７  非線形光学媒質
８  第１の領域
９  第２の領域
１０  光のループ
１１  光波１４に対する位相共役光
１２  光波１３に対する位相共役光
１３  入射光
１４  光波
１７  前進ポンプ光
１８  後進ポンプ光
１９  プローブ光
２０  プローブ光１９に対する位相共役光
２１  前進ポンプ光１７に対する位相共役光
２６ａ〜２６ｄ  鏡
２７  前進ポンプ光入力部
２８  後進ポンプ光入力部
２９  プローブ光入力部
３０ａ，３０ｂ  光検出器
３７ａ〜３７ｄ  半波長板
３８ａ〜３８ｄ  偏光ビームスプリッタ
３９ａ，３９ｄ  ビームスプリッタ
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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