Optogama, UAB (Lithuania)：オプトガマ社 (リトアニア)：光学機器メーカー
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非線形結晶
Nonlinear Crystals
Optogamaは、レーザー光の波長変換および光制御に使用される非線形結晶を提供しています。
これらの結晶はSHG(第二高調波発生)、和周波・差周波発生、光パラメトリック発振(OPO)などに利用され、紫外から赤外までの広い波長帯に対応します。
BBO、LBO、KTPをはじめ、赤外・中赤外領域に対応したAgGaS₂、GaSeなど多様な材料をラインアップしています。高い非線形係数、位相整合特性、優れた耐レーザー損傷性を備え、加工、計測、研究用途に幅広く適用可能で、各種カスタムにも対応します。
製品の選定
非線形結晶の選定には、使用するレーザー波長、目的とする変換プロセス(SHG、THG、OPOなど)、出力パワーおよびパルス特性を考慮することが重要です。
可視～紫外への高効率変換にはBBOやLBOが広く使用され、特に高出力レーザーにはLBOが適しています。KTPは高い非線形性と扱いやすさから、Nd:YAGレーザーの周波数変換などに広く利用されます。
中赤外域ではAgGaS₂やAgGaSe₂、GaSeなどが適しており、波長帯や出力条件に応じて最適な材料を選定します。また、透過範囲、位相整合条件、非線形係数、損傷閾値などの特性が性能に大きく影響します。
中赤外領域では、用途や波長帯に応じてAgGaS₂、AgGaSe₂、GaSe、CdSeなどの結晶が使い分けられます。
| 材料 | 波長帯域 | 主な特長 | 主な用途 | 特性のポイント |
|---|---|---|---|---|
| BBO | UV～可視～近赤外 | 高非線形・広帯域 | SHG、OPO、超短パルス | UV用途に最適 |
| LBO | UV～近赤外 | 高耐損傷・安定性 | 高出力SHG、THG | 高出力向け |
| KTP | 可視～近赤外 | 高効率・扱いやすい | Nd:YAG倍波 | 汎用性が高い |
| KDP/DKDP | UV～可視 | 大口径対応 | 高エネルギーパルス・大口径ビーム対応 | 大型光学系向け |
| LiNbO₃ | 可視～近赤外 | 電気光学特性 | EO変調、OPO | 多機能材料(非線形波長変換にも対応) |
| AgGaS₂ | 中赤外 | 広いIR透過 | IR変換 | 中赤外標準 |
| AgGaSe₂ | 中赤外 | 長波長対応 | IR-OPO | 長波長側に強い |
| GaSe | 中赤外 | 非常に高非線形 | IR変換 | 高非線形(設計難易度高) |
| CdSe | 中赤外 | 広帯域IR透過 | IR用途 | 長波長中赤外用途向け |
選定の目安
- 可視・紫外への波長変換 → BBO、LBO
- 高出力安定運用 → LBO
- 汎用的な倍波変換 → KTP
- 高エネルギーパルス → KDP/DKDP
- 中赤外波長変換 → AgGaS₂、GaSe、AgGaSe₂、CdSe
- 多機能（EO・OPO） → LiNbO₃
技術的補足
非線形結晶は、入射光の強度に応じて誘電分極が非線形に応答する性質を利用し、新しい波長成分を生成します。位相整合条件を満たすことでエネルギー変換効率が最大化され、目的とする波長の光を高効率で得ることが可能です。
結晶の透過特性、複屈折、非線形係数、損傷閾値は変換効率や出力安定性に大きく影響するため、レーザー条件に最適化した材料選定が重要です。
製品一覧（非線形結晶）
| BBO結晶 BBO crystals 188 nmから5.2µmまでの広い透過帯域と高い非線形係数を持つ代表的な非線形結晶です。優れた位相整合特性により、SHGやTHG、OPOなど幅広い用途に対応し、特に紫外域で高い性能を発揮します。超短パルスレーザーや波長可変光源にも適した材料です。 |
| LBO結晶 LBO crystals 広い透過帯域と極めて高いレーザー損傷閾値を特徴とする結晶で、高出力レーザーの周波数変換に適しています。温度制御による非臨界位相整合が可能で、安定した変換効率を実現します。SHG、THG、OPOなど高出力用途に広く利用されます。 |
| KTP結晶 KTP crystals 高い非線形係数と良好な機械的安定性を持ち、扱いやすい非線形結晶です。Nd:YAGレーザーの周波数変換に広く使用され、低～中出力のSHG用途に適しています。広い透過帯域と高い効率を兼ね備えた汎用性の高い材料です。 |
| KDP / DKDP結晶 KDP / DKDP crystals 大口径結晶の製造が可能な非線形結晶で、高エネルギーレーザーシステムに適しています。特に高ピークパワーや大面積ビームでの波長変換用途に使用され、レーザー核融合や大型レーザー設備などで広く利用されています。 |
| LiNbO₃結晶（リチウムニオベート結晶） Lithium niobate crystals 優れた非線形光学特性に加え、電気光学特性を兼ね備えた多機能結晶です。光変調器やOPO、周波数変換素子などに広く使用され、通信・計測・研究分野で重要な役割を担います。波長変換と光制御を同時に必要とする用途に適しています。 |
| AgGaS₂結晶 AgGaS₂ crystals 中赤外領域まで広い透過特性を持つ非線形結晶で、赤外波長変換やOPO用途に適しています。比較的高い非線形性を持ち、1µm帯レーザーを用いた中赤外光生成に適した材料です。 |
| AgGaSe₂結晶 AgGaSe₂ crystals AgGaS₂よりもさらに長波長側まで対応可能な中赤外用非線形結晶です。広い透過範囲と良好な非線形特性により、長波長IR-OPOや波長変換用途に利用されます。中赤外域の拡張に適した材料です。 |
| GaSe結晶 GaSe crystals 非常に高い非線形係数を持つ中赤外用結晶で、高効率な波長変換が可能です。広い透過帯域と強い非線形応答を活かし、赤外領域の高効率変換や特殊波長生成用途に用いられます。 |
| CdSe結晶 CdSe crystals 中赤外域において広い透過特性を持つ非線形結晶で、特定のIR波長変換用途に使用されます。比較的限られた用途ながら、特定波長帯で有効な非線形特性を発揮する材料です。 |
