本发明专利技术提供一种宽频带光放大器（１０）、光脉冲发生装置及光学机器，其能够实现宽频带的信号放大。宽频带光放大器（１０）具备：第一放大器（ＮＯＰＡ１），其由具有规定的波长范围的被放大光（ＷＨ）和第一波长的第一激发光（Ｌ２），射出规定的波长范围中的第一范围的波长得到放大的被放大光；和第二放大器（ＮＯＰＡ２），其由该第一范围的波长得到放大的被放大光和与第一波长不同的第二波长的第二激发光（Ｌ３），射出与第一范围不同的第二范围的波长得到放大的被放大光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于产生超短光脉冲的宽频带光放大器、使用了该放大器的光脉冲发 生装置及使用了该光脉冲发生装置的光学机器。
技术介绍
作为飞秒脉冲激光器的应用例，有在利用了高时间分辨率的分光方面的应用。相 位缓和、内部转换、光化学反应、分子振动等在飞秒领域特征性的现象难以计数，飞秒脉冲 激光器的应用性正在不断拓展。由于此种现象是在数十飞秒以下的非常快的时间区域中观 察到的现象，因此要求有更快的时间区域的飞秒脉冲激光源。专利文献1 日本特开2001-066653号公报但是，从进一步的短脉冲化的观点考虑，为了观测更快的现象，要求有更高的时间 分辨率。也就是说，需要作为5飞秒以下的超短光脉冲或阿秒脉冲的光脉冲发生装置的飞 秒脉冲激光源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种宽频带光放大器，其为了产生超短光脉冲，可以实现 宽频带的信号放大。另外，本专利技术的目的还在于，提供使用了该宽频带光放大器的光脉冲发 生装置及使用了该光脉冲发生装置的光学机器。第一观点的宽频带光放大器具备第一放大器，其由具有规定的波长范围的被放 大光和第一波长的第一激发光，射出规定的波长范围中的第一范围的波长得到放大的被放 大光；第二放大器，其由第一范围的波长得到放大的被放大光和与第一波长不同的第二波 长的第二激发光，射出与第一范围不同的第二范围的波长得到放大的被放大光。第二观点的光脉冲发生装置具备输出规定频率的基本激光源；将来自基本激光 源的激光变换为第N高次谐波而射出第一激发光的第一变换器；将来自基本激光源的激光 变换为第N+1高次谐波而射出第二激发光的第二变换器；射入具有规定的可见范围的被放 大光、被放大光和第一激发光而射出第一范围的波长得到放大的被放大光的第一放大器； 射入该第一范围的波长得到放大的被放大光和第二激发光而射出与第一范围不同的第二 范围的波长得到放大的被放大光的第二放大器。第三观点的光学机器是使用了第二观点的光脉冲发生装置的光学机器。根据本专利技术，可以提供能够实现宽频带的信号放大的宽频带光放大器。附图说明图1是第一实施例的宽频带光放大器10的概略图。图2是表示信号光被利用激发光放大的图。图3是第二实施例的宽频带光放大器30的概略图。图4是涉及第一实施例及第二实施例的白光线WH的放大的概念图。图5是第三实施例的宽频带光放大器30的概略图。图6是第四实施例的宽频带光放大器40的概略图。图7是将使用了第一到第四实施方式的宽频带光放大器的飞秒脉冲激光源作为 光源利用的双光子激发荧光显微镜装置51的概略构成图。图8是将使用了第一到第四实施方式的宽频带光放大器的飞秒脉冲激光源作为 光源利用的非线性光学显微镜装置53的显微镜部分的构成图。附图标记说明=BS. · ·光束分离器，Ν0ΡΑ. · ·非共线光参量放大器，M1、M2、M3、M4、 M5...平面反射镜，SHG...第二高次谐波发生器，THG...第三高次谐波发生器，FHG...第 四高次谐波发生器，TSL...掺钛蓝宝石激光源，CL...柱面透镜，PR...棱镜，WH...白 光线，Lll、L12、L13、L21、L22...放大了的信号光，Li、L2、L3、L4...作为激发光的光线 (790nm)、光线(395nm)、光线(263nm)、光线(198nm),SM. · ·标本，110. · ·飞秒脉冲激光源， 111...载台，113...光束扩展器，114...中继光学系统，115. . . 二向色镜，117A、119...光 圈，117···物镜，118...成像透镜，120、124、127、129...透镜，121...飞秒脉冲激光源， 122...激光源，125...反射镜，126...分光元件，128...遮光构件，130...控制组件， 200,300...检测部，201...光电倍增管(PMT)，211...双光子激发观察用的带通滤波器， 211’ ...透过第二高次谐波而阻断除此以外的光的带通滤波器具体实施例方式〈第一实施例〉参照图1，针对本专利技术的第一实施例的宽频带光放大器10的实施方式进行详细说 明。图1是宽频带光放大器10的概略图。上述宽频带光放大器10在壳体11内具备掺钛蓝宝石激光源TSL、光束分离器 (beam splitter) BS、由光束分离器BS分支的一方的光线Ll所入射的第一频率变换器以及 第二频率变换器。第一频率变换器例如为第二高次谐波发生器SHG，而第二频率变换器例如 为第三高次谐波发生器THG。另外，宽频带光放大器10还具备由光束分离器BS分支的另一 方的光线Ll所入射的自相位调制器SPM、作为使光线折曲的折射光学元件的棱镜PR、第一 非共线光参量放大器(Non-collinear Optical Parametric Amplifier)N0PA1、第二非共 线光参量放大器N0PA2。非共线光参量放大器NOPA的原理，是将普遍所知的OPA的原理扩 展而成的，简单地说如下所示。OPA是利用非线性光学晶体的2次的非线性极化的放大，在 非线性光学晶体内激发光、信号光和闲频光同时满足能量守恒定律和动量守恒定律的条件 下引起放大。动量守恒定律是和激发光与信号光的相位匹配条件等价的。在利用激发光的 照射将非线性光学晶体激发期间，如果信号光入射，则该信号光就会因光参量效应而得到 放大。在该情况下，由于折射率的各向异性未达到足够大，因此满足相位匹配条件的频带被 限定为很窄的范围，脉冲宽度不能窄到20fs程度以下。能够去除此种制约而进行像白光那 样的宽频带光的放大的是Ν0ΡΑ。如果使信号光和激发光以某个非同轴角入射到非线性光学 晶体中，则闲频光的群速度的信号光方向的投影成分就与信号光的群速度一致，信号光与 闲频光的群速度不匹配消失，与同轴配置相比可以获得大出一个数量级的带宽。一般来说， 在相位匹配中有type-I和type-II两种，然而在本实施方式中，以将激发光设为异常光线、 将信号光设为闲频光的寻常光线的type-I的相位匹配来构成Ν0ΡΑ。放大所致的增益和增4益频带依赖于非线性光学晶体的切割角、激发光与信号光的非同轴角、激发光的入射角等 参数，它们的最佳值可以利用数值计算来算出。掺钛蓝宝石激光源TSL发出功率1. 4w、脉冲宽度lOOfs、重复脉冲IkHz及波长 790nm的光线Li。该掺钛蓝宝石激光源TSL所发出的光线Li，被光束分离器BS分支。掺钛 蓝宝石激光源TSL所发出的光线Ll的大约百分之九十的光线Ll朝向第二高次谐波发生器 SHG，大约百分之十以下的光线Ll朝向自相位调制器SPM。由光束分离器BS分支的一方的光线Li，入射到第二高次谐波发生器SHG中，从该 第二高次谐波发生器SHG中射出光线Ll和作为396nm的波长的第二高次谐波光的光线L2。 另外，光线Ll和光线L2入射到第三高次谐波发生器THG中，从该第三高次谐波发生器THG 中射出光线Li、光线L2及263nm的波长的光线L3。光线L2及光线L3成为后述的白光线 WH的激发(pump)光。光线Li、光线L2及光线L3入射到折射光学元件中。折射光学元件，例如为棱镜 ra。棱镜ra利用波长所致的折射率的不同，分别分离光线Li、光线L2及光线L3。分离出 的光线L2被按照以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种宽频带光放大器，其特征在于，具备：第一放大器，其由具有规定的波长范围的被放大光和第一波长的第一激发光，射出所述规定的波长范围中的第一范围的波长得到放大的被放大光；第二放大器，其由所述第一范围的波长得到放大的被放大光和与所述第一波长不同的第二波长的第二激发光，射出与所述第一范围不同的第二范围的波长得到放大的被放大光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-21 2008-010071一种宽频带光放大器，其特征在于，具备第一放大器，其由具有规定的波长范围的被放大光和第一波长的第一激发光，射出所述规定的波长范围中的第一范围的波长得到放大的被放大光；第二放大器，其由所述第一范围的波长得到放大的被放大光和与所述第一波长不同的第二波长的第二激发光，射出与所述第一范围不同的第二范围的波长得到放大的被放大光。2.根据权利要求1所述的宽频带光放大器，其特征在于，所述第一范围的波长是所述规定的波长范围中的长波长侧的范围的波长， 所述第二范围的波长是所述规定的波长范围中的短波长侧的范围的波长。3.根据权利要求1或2所述的宽频带光放大器，其特征在于，所述具有规定的波长范围 的被放大光是白光。4.根据权利要求1或2所述的宽频带光放大器，其特征在于，所述规定的波长范围包括 从 350nm 到 790nm。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的宽频带光放大器，其特征在于，具备 将规定波长的激光变换为第N高次谐波而作为所述第一激发光的第一变换器；将所述规定波长的激光变换为第N+1高次谐波而作为所述第二激发光的第二变换器。6.根据权利要求3所述的宽频带光放大器，其特征在于，具备将规定波长的激光变换 为所述白光的非线性变换器。7.根据权利要求5或6所述的宽频带光放大器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：西村久美子，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：
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