光パラメトリック発振器
パルスは高強度の光が短時間しか続かないので、高強度の連続波に比べて非線形光学結晶やミラーへのダメージが少なく、作成が比較的容易である。
OPOにおいて、シグナル光やアイドラー光は背景雑音から生じる。アイドラー光がポンプ光と共に外から与えられたとき、この過程は差周波発生(DFG)と呼ばれる。DFGはOPOよりも効率的な過程で、原理的には閾値が存在しなくても良い。
ポンプ光の周波数や、非線形光学結晶の位相整合特性を変えると、出力光の周波数を変えることができる。温度や方向や疑似位相整合の周期を変えることで、位相整合条件を変えることができる。 また、出力光の周波数は、共振器長を変化させることで微調整できる。
非線形光学結晶の位相整合が取れない時には、疑似位相整合を用いることができる。これは、結晶の非線形光学特性(一般的には分極)を周期的に変えることによって達成される。適切な周期の周期分極反転ニオブ酸リチウム(PPLN)を用いれば、700nmから5000nmまでの波長の光を作ることができる。一般的なポンプ光の光源は波長が1.064μmか0.532μmのNd:YAGレーザーである。
OPOの重要な特徴は、生成される光のコヒーレンスとスペクトル幅である。ポンプ光のパワーが閾値を大きく上回る時、二つの出力光は、コヒーレント状態とみなせる。共鳴している光の線幅は数kHzととても狭い。ポンプ光の線幅が狭ければ、出力光のうち共鳴していない方の光も狭い線幅を持つ。OPOの狭い線幅は分光に広く用いられる。