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スーパーコンティニューム光とは

スーパーコンティニューム(SC:Supercontinuum)光は連続で広帯域なレーザー光であり、超短パルス光を非線形光学材料に入射した 際、自己位相変調、相互位相変調、四光波混合、ラマン散乱等の非線形光学効果によって生成される。従来の白熱灯などの白色光源と比較すると,指向性・可干 渉性・集束性・エネルギー密度・輝度などレーザの特徴をポテンシャルとして有している。現在は、非線形材料として高非線形ファイバーが用いられ、1オク ターブ以上の広帯域性を有するSC光も生成されている。

可視域スーパーコンティニューム光

SC光の歴史

1970年:R.R.AlfanoらによってSC光の発生が発見され、それ以降も気体、固体、液体を用いてSC光発生が確認された。当時は主に分光計測用のインコヒーレントな白色光源として用いられてきた。
1992年:非線形光学材料としてシングルモードファイバを用いたSC光発生が行われ、通信用光源としての取り組みが始まった。これまでに多波長パルス光 源や光周波数標準光源などへの応用が検討され、製品化が始まった。2000年頃:フォトニック結晶ファイバを非線形光学材料として用いることにより、1オ クターブ以上の光スペクトル広がりが実現され、これを利用した絶対光周波数安定化技術が提案されて定着しつつある。

SC光の応用分野

  • 光通信分野:波長分割多重、時間分割多重 →1012-15ビット光通信
  • 高精度の周波数・時間計測分野:光周波数標準、時間標準 →10-18秒の精度
  • 超高速分光計測
  • 蛍光顕微鏡
  • 光コヒーレンストモグラフィ →細胞レベルの観察(サブミクロンの分解能)

高品質なSC光発生

SC光は極めて優れた性質を有していながら、未だに広く普及していない。その原因としてSC光の持つ下記の問題点が挙げられる。

  • スペクトル平坦性の欠如
  • スペクトルの微細構造
  • 雑音の増加
  • コヒーレンスの劣化

そしてこれらの問題は、SC光の生成過程での自己位相変調、相互位相変調、四光波混合、誘導ラマン散乱の相互作用によって起こることがわかっている。よって、高品質なSC光を生成するためには高精度なシミュレーションが必要である。

スーパーコンティニューム光レーザ」のメーカ



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