Stabile and ultra-broadband optical parametric chirped pulse amplification by optimizing idler laser pulse

• Project/Area Number: 19560033
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied optics/Quantum optical engineering
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: HARIMOTO Tetsuo University of Yamanashi, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (80273035)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2008: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2007: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: レーザー / 超高出力レーザー / 非線形光学効果 / チャープパルス増幅 / 光パラメトリック増幅 / 超広帯域化 / 出力安定化

Research Abstract

本研究は二ビーム励起およびアイドラ光の最適化制御による光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化と安定化の新しい方式を考案し、ペタワット(1PW=10^<15>W)・サイクル(数フェムト秒)パルスレーザー光の発生を目的とした。研究成果として、スペクトルバンド幅400nmを超えるレーザーパルスの増幅を実現した。また、光パラメトリックチャープパルス増幅に関する簡易な光学設計法を開発した。

Research Products

• [Journal Article] Yamakawa, Analytical expressions for small-signal and saturation processes of optical parametric chirped pulse amplification (2009)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, Kazutaka Ikegaya, K. Yamakawa
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 48
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 光パラメトリックチャープパルス増幅における飽和過程の近似解析 (2009)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Journal Title: レーザー研究 37 Pages: 312-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 光パラメトリックチャープパルス増幅における飽和過程の近似解析 (2009)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, その他
  • Journal Title: レーザー研究 37 Pages: 312-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analytical expressions for small-signal and saturation processes of optical parametric chirped pulse amplification (2009)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, et.al.
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys 48
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical analysis of near and far field patterns of second-harmonic generation with tiling nonlinear optical crystals (2008)
  • Author(s): T. Harimoto, H. Shiraga
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series 112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] タイリングKDP結晶を用いた第二高調波発生における大口径基本波レーザーのパルス及び位相フロントの数値評価 (2008)
  • Author(s): 友田香織、張本鉄雄、白神宏之
  • Journal Title: 光学 37 Pages: 538-544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高強度励起によるYb系固体レーザーの光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化の数値解析 (2008)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴、張本鉄雄、山川考一
  • Journal Title: 光学 37 Pages: 478-483
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bandwidth Enhancement of Optical Parametric Chirped Pulse Amplification by Temporally Delayed Two Pump Beams (2008)
  • Author(s): Kanade Ogawa, Makoto Aoyama, Yutaka Akahane, Koichi Tsuji, Junji Kawanaka, Tetsuo Harimoto, Hajime Nishioka, Masayuki Fujita, Koichi Yamakawa
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 47 Pages: 4592-4594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recompression of a femtosecond second-harmonic laser pulse based on combined action of group-velocity dispersion and phase modulations in a potassium dihydrogen phosphate crystal. (2008)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 47 Pages: 4547-4551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 光パラメトリックチャープパルス増幅における位相シフトの数値解析 (2008)
  • Author(s): 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Journal Title: レーザー研究 36 Pages: 374-378
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analytical expression for second-harmonic phase in frequency-doubling process with a type I potassium dihydrogen phosphate crystal. (2008)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 47 Pages: 1609-1611
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 光パラメトリックチヤープパルス増幅における位相シフトの数値解析 (2008)
  • Author(s): 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Journal Title: レーザー研究 36 Pages: 374-378
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recompression of a femtosecond second-harmonic laser pulse based oncombined action of group-velocity dispersion and phase modulations in a potassium dihydrogen phosphate crystal (2008)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 47 Pages: 4547-4551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bandwidth Enhancement of Optical Parametric Chirped Pulse Amplificationby Temporally Delayed Two Pump Beams (2008)
  • Author(s): Kanade OGAWA, Makoto AOYAMA, Yutaka AKAHANE, Koichi TSUJI, Junji KAWANAKA, Tetsuo Harimoto, Hajime NISHIOKA, Masayuki FUJITA, Koichi YAMAKAWA
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys 47 Pages: 4592-4594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高強度励起によるYb系固体レーザーの光パラメトリックチヤープパルス増幅の超広帯域化の数値解析 (2008)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Journal Title: 光学 37 Pages: 478-483
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] タイリングKDP結晶を用いた第二高調波発生における大口径基本波レーザーのパルス及び位相フロントの数値評価 (2008)
  • Author(s): 友田香織, 張本鉄雄, 白神宏之
  • Journal Title: 光学 37 Pages: 538-544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical analysis of near and far field patterns of second-harmonicgeneration with tiling nonlinear optical crystals (2008)
  • Author(s): T. Harimoto, H. Shiraga
  • Journal Title: Journal of Physics : Conference Series 112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analytical expression for second-harmonic phase in frequency-doubling process with atype I potassium dihydrogen phosphate crystal (2008)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. Vol.47 Pages: 1609-1611
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical simulation of self-compressed second-harmonic generation in type II potassium dihydrogen phosphate with a time predelay for Yb-doped solid-state lasers (2007)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, M. Aoyama, K. Yamakawa
  • Journal Title: Opt. Express 15 Pages: 17529-17535
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self compression of Yb-doped solid-state lasers by combination of self-phase modulation and group-velocity dispersion in KDP crystal. (2007)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • Journal Title: Opt. Express 15 Pages: 15438-15443
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 励起光の発散角を利用した超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅法 (2007)
  • Author(s): 小川奏, 赤羽温, 張本鉄雄, 青山誠, 辻公一, 河仲準二, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • Journal Title: レーザー研究 35 Pages: 596-598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Degenerate optical parametric chirped-pulse amplifier pumped by an Yb:LiYLF chirped-pulse amplification laser (2007)
  • Author(s): M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita, K. Yamakawa
  • Journal Title: レーザー研究 35 Pages: 398-399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] タイリング結晶を用いた大口径高出力レーザーにおける第二高調波の遠視野分布に関する数値解析 (2007)
  • Author(s): 湯川博基, 張本鉄雄, 白神宏之
  • Journal Title: 光学 36 Pages: 273-279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using an Yb:LiYF4 chirped-pulse amplification pump laser (2007)
  • Author(s): K. Yamakawa, M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita
  • Journal Title: Opt. Express 15 Pages: 5018-5023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using an Yb: LiYF_4 chirped-pulse amplification pump laser (2007)
  • Author(s): K. Yamakawa, M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, and M. Fujita
  • Journal Title: Opt. Express Vol.15 Pages: 5018-5023
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] タイリング結晶を用いた大口径高出力レーザーにおける第二高調波の遠視野分布に関する数値解析 (2007)
  • Author(s): 湯川博基, 張本鉄雄, 白神宏之
  • Journal Title: 光学 Vol.36 Pages: 273-279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Degenerate optical parametric chirped-pulse amplifier pumped by an Yb: LiYLF chirped-pulse amplification laser (2007)
  • Author(s): M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita and K. Yamakawa
  • Journal Title: レーザー研究 Vol.35 Pages: 398-399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 励起光の発散角を利用した超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅法 (2007)
  • Author(s): 小川奏, 赤羽温, 張本鉄雄, 青山誠, 辻公一, 河仲準二, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • Journal Title: レーザー研究 Vol.35 Pages: 596-598
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Self compression of Yb-doped solid-state lasers by combination of self-phase modulation and group-velocity dispersion in KDP crystal (2007)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto and K. Yamakawa
  • Journal Title: Opt. Express Vol.15 Pages: 15438-15443
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical simulation of self-compressed second-harmonic generation in type II potassium dihydrogen phosphate with a time predelay for Yb-doped solid-state lasers (2007)
  • Author(s): Tetsuo Harimoto, M. Aoyama, and K. Yamakawa
  • Journal Title: Opt. Express Vol.15 Pages: 17529-17535
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BBO結晶を用いたQ-switched Nd : YVO_4レーザーの第四高調波の出力安定化 (2010)
  • Author(s): 楊牧, その他
  • Organizer: 第10回レーザー学会東京支部研究会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2010-03-03
• [Presentation] Q-switched Nd:YVO4レーザーの第二高調波発生の高効率化 (2009)
  • Author(s): 内田孝介, 楊牧, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] BBO結晶を用いたQ-switched Nd:YVO4レーザーの第四高調波発生の出力安定化 (2009)
  • Author(s): 楊牧, 内田孝介, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] BBO結晶を用いたQ-switched Nd : YVO_4レーザーの第四高調波発生の出力安定化 (2009)
  • Author(s): 楊牧, その他
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] Q-switched Nd : YVO_4レーザーの第二高調波発生の高効率化 (2009)
  • Author(s): 内田孝介, その他
  • Organizer: 第70回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] BBO結晶を用いたQ-switch Nd:YVO4レーザーの第二高調波発生 (2009)
  • Author(s): 内田孝介, 楊牧, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • Organizer: 第9回レーザー学会東京支部研究会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2009-03-04
• [Presentation] S-BBO結晶を用いたQ-switch Nd:YVO4レーザーの第四高調波発生 (2009)
  • Author(s): 楊牧, 内田孝介, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • Organizer: 第9回レーザー学会東京支部研究会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2009-03-04
• [Presentation] 広帯域2ビーム励起によるOPCPA帯域の拡張 (2009)
  • Author(s): 小川奏, 青山誠, 赤羽温, 辻公一, 河仲準二, 張本鉄雄, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • Place of Presentation: 徳島大学
  • Year and Date: 2009-01-10
• [Presentation] 2ビーム励起光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化数値解析 (2008)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] 2ビーム励起光パラメトリックチヤープパルス増幅の超広帯域化数値解析 (2008)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] BIBO結晶を用いたマイクロチップ固体ブルーレーザーの温度特性 (2008)
  • Author(s): 鈴木健太, 張本鉄雄
  • Organizer: 第69回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 中部大学
  • Year and Date: 2008-09-02
• [Presentation] 広帯域多段光パラメトリックチャープパルス増幅における周波数変調特性の数値解析 (2008)
  • Author(s): 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-01-30
• [Presentation] タイリング光学系における遠視野分布の空間時間特性の数値解析 (2008)
  • Author(s): 友田香織, 張本鉄雄, 白神宏之
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-01-30
• [Presentation] 回折格子圧縮器による2次分散補償の解析評価 (2008)
  • Author(s): 高橋俊光, 張本鉄雄, 白神宏之
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Year and Date: 2008-01-30
• [Presentation] ピコ秒パルスレーザーを用いたディジェネラシー光パラメトリックチャープパルス増幅の数値解析 (2007)
  • Author(s): 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2007)
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター
  • Year and Date: 2007-11-26
• [Presentation] ピコ秒パルスレーザーを用いたディジェネラシー光パラメトリックチャープパルス増幅の数値解析 (2007)
  • Author(s): 池ケ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan2007)
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター
  • Year and Date: 2007-11-26