1つの高周波光から2つの低周波数光(信号光・アイドラー光)に変換する方法で下記の式で表されます
ω1=ω2+ω3 （1/λ1=1/λ2+1/λ3）
波長変換には非線形光学効果を持つ結晶の複屈折性（屈折率）を利用し位相整合を行います。位相整合を行う為には主に入射ビームの光軸に対して結晶の軸角度を合わせる方法（CPM）と、温度調整により屈折率を合わせる方法（NCPM）の2通りの方法があります。
温度調整により屈折率を合わせる方法では結晶によってウォークオフ角度（入射光軸に対する出射光軸のズレ角）が0度になるためこれによる結晶サイズの制限が無くなります。
変換効率を得るために結晶長を長くする場合、CPMではウォークオフ角を考慮して外形サイズも大きくする必要がありますがNCPMでは外形を大きく取る必要が無く、また入射角度許容幅も大きくなります。一般に結晶は均質に大きく成長させる事が難しいため素子が大きくなる程コストが高くなってしまいますので、コスト面・使いやすさの点で有利です。
CPMかNCPMかは使用する基本レーザー波長や変換したい波長、使用する結晶によって選ばれます。
波長変換には非線形光学効果を持つ結晶の複屈折性(屈折率)を利用しているため効率的に行うには位相整合に合った結晶のカット角が必要となります。
波長変換効率は，結晶材料と位相整合角できまる実効非線形光学係数，結晶長，入射光強度の積の2乗に依存して増大するため、結晶のカット角（位相整合角）を正確に出す事が重要となります。
また，波長変換効率は吸収を原因とした発熱による屈折率の温度変化によって低下したり 吸収によるダメージによって低下するため結晶品質や研磨の表面精度も重要です。
表面付近のダメージは再研磨加工により再利用可能です。 |
