光パラメトリック発振器
光パラメトリック発振器(ひかりパラメトリックはっしんき、英:Optical Parametric Oscillator、略称OPO)とは、光周波数領域のパラメトリック発振器である。OPOに周波数 ω p {\displaystyle \omega _{p}} のレーザー光(ポンプ光と呼ばれる)を入力すると、2次の非線形光学効果により、周波数の低い二つの光が出力される。(その周波数を ω s , ω i {\displaystyle \omega _{s},\omega _{i}} とする。)出力される二つの光の周波数の和は、入力された光の周波数に等しい( ω s + ω i = ω p {\displaystyle \omega _{s}+\omega _{i}=\omega _{p}} )。歴史的な経緯から、二つの出力光は周波数の高い方をシグナル光と呼び、もう一方をアイドラー光と呼ぶ。 出力される周波数がポンプ光の周波数の半分になるとき( ω s = ω i = ω p / 2 {\displaystyle \omega _{s}=\omega _{i}=\omega _{p}/2} )は縮退OPOと呼ばれ、シグナル光とアイドラー光が同じ偏波の場合には、第二低調波発生となる。
最初のOPOは、レーザーの発明から5年後の1965年にベル研究所で Joseph A. Giordmaine と Robert C. Miller によって作られた。 また、同年にはソビエトにおいても報告されている 。 OPOは、さまざまな目的のためのコヒーレントな光源として使われたり、量子力学の研究でスクイーズド光を生成するために使われたりする。
OPOは出力光の線幅が狭く、分光に広く用いられる。
OPOは連続変数領域における光のスクイーズドコヒーレント状態と量子もつれ状態を生成するのに広く使われている。連続変数の量子情報のデモンストレーションはOPOによって実現された。
OPOは、原子がスクイーズド光とどのように相互作用するかを研究するための、原子の遷移に同調したスクイーズド光の光源として利用されている。
また、縮退OPOを後処理の不要で全てが光学的に構成された量子ハードウェア乱数生成器として使えたということも示された。