二色誘導ラマン効果を利用した分析化学用超短パルス光源の開発

• Project/Area Number: 09750888
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工業分析化学
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 平川 靖之 九州大学, 工学部, 助手 (80238344)
• Project Period (FY): 1997 – 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 1998: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000); Fiscal Year 1997: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 超短パルス / 誘導ラマン / 回転ラマン / Fourier限界パルス / 誘導ラマン散乱 / Ti:サファイアレーザー

Research Abstract

1. 準備
本研究では、fs領域において効率よく誘導ラマン・四波ラマン混合光を発生させ、そのうちの3本の光が位相同期をしているのか否かを調べる必要がある。まず、研究に不可欠なパルス幅測定器の設計を行った。要求される性能を満たすには、周波数分解光グート法(FROG)が最適と考えられ、この方式に基づき設計、製作を行った。また、fs領域においては、ラマンセル内の高圧水素の分散の影響により、容易にパルスが広がってしまうため、ラマンセル直後、あるいは直前にパルス圧縮器をおくことが必要となる。この設計も合わせて行った。
2. FROGによるパルスの観測
パルス幅800fs程度のチャープした励起光により、ラマン光を複数本発生させ、製作したFROGにより観測を行った。その結果、励起光、並びに1次ストークス光を同時に観測することはできたが、本装置の問題点が明らかとなった。従来のSHG結晶を用いたFROGの装置の構成では、測定する第2高調波光だけでなく、和周波光まで発生してしまうことが分かった。これは、FROGの構成とソフトウェアを大幅に変更することで対処可能である。しかしながら、ソフトウェアの変更は予想以上に時間を要し、最終的な実験にその完成は間に合わなかった。
3. Fourier限界(FL)光の発生
本方式では、励起光としてFL光であることが、効率の上からも好ましい。そこで、その発生方法を検討し、実験を行った。原理は、nsの比較的単色なシード光を用意し、これと800fsのチャープした励起光により、四波ラマン混合光を発生させるものである。実験の結果、発生した光は予想通り、パルス幅は800fs励起光により、線幅はnsシード光により決定され、FL光に近いパルス光を得ることができた。
4. 今後の計画
今後は、FROGの完成を急ぐとともに、作り出したFL光により実験を行い、ラマン光の位相同期を確認する計画である。