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光共振器

1958
  • Charles H. Townes
  • Arthur L. Schawlow
レーザー物理学研究室にある、ミラーとゲイン媒質を備えた光共振器のセットアップ。.

(画像はイメージです)

光共振器、または光キャビティとは、光波のための定在波キャビティを形成する鏡の配列のことです。レーザーにおいては、光共振器は利得媒体を取り囲み、正のフィードバックを提供します。誘導放出された光は、利得媒体を何度も通過しながら反射を繰り返すことで、大幅な増幅とコヒーレントな出力ビームの形成につながります。

光共振器は、ほとんどのレーザーにおいて重要な構成要素であり、光強度を高め、出力ビームの特性を決定する役割を担っています。最も単純で一般的なタイプはファブリ・ペロー共振器で、利得媒体の両側に配置された2枚の平行ミラーで構成されています。一方のミラーは高反射率(ほぼ100%の反射率)を持ち、もう一方のミラー(出力結合器)は部分反射率(例えば99%の反射率)を持ち、光の一部がレーザービームとして放出されるようになっています。

誘導放出によって生成された光子は、共振器内を伝搬します。ミラー間の軸に沿って伝搬する光子は、利得媒体に反射され、さらなる放出を誘導して光を増幅します。軸に沿っていない光子は共振器から失われます。このプロセスは光を増幅するだけでなく、フィルターとしても機能します。共振器内に定在波を形成する特定の周波数の光波(つまり、共振器の長さが波長の半分の整数倍である光波)のみが維持されます。この共振条件がレーザーの縦モードを決定します。ミラーの形状(平面、凹面など)は、共振器の安定性と、基本ガウスモード(TEM00)などの出力ビームの空間プロファイル(横モード)を決定します。

UNESCO Nomenclature: 2210
光学

タイプ

物理デバイス

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ファブリ・ペロー干渉計
  • メーザーで使用されるマイクロ波空洞共振器
  • 光の反射と干渉の原理

アプリケーション

  • レーザー構造
  • 光パラメトリック発振器
  • 光干渉計(例:ファブリ・ペロー干渉計)
  • gravitational wave detectors like ligo
  • 高精度光周波数標準

特許:

  • US2929922A

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

光共振器

1950
1950
1957
1958
1960
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1957
1957
1959-11
1960
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1960

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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