半導体レーザーフェムト秒光パルス発生

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555010
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山下 幹雄 北海道大学, 工学部, 教授 (10240631)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土屋 裕 浜松ホトニクス, 中央研究所, 研究所長 ; 上宮 崇文 住友電気工業, 新化学研究所, 主任研究員 ; 森田 隆二 北海道大学, 工学部, 講師 (30222350)
• Keywords: フェムト秒光パルス / 有機材料 / 非線形屈折率 / パルス圧縮 / 自己位相変調 / 半導体レーザー / ファイバー

Research Abstract

極限的な短パルスを発生させるためには、自己位相変調効果を用いた光パルス圧縮法が用いられる。しかし、従来の光パルス圧縮素子である石英ファイバーは、非線形屈折率が小さいことから、そのパルス圧縮効率は低く、増幅をともなった高出力のレーザーパルスを必要とする。これには、高度の調整を必要とする大きな増幅システムが不可欠となり、パルスの強度不安定化、繰り返し周波数の激減、ファイバーの光損傷といった欠点を招くことになる。これらの欠点を克服するため、われわれは非線形の大きな有機材料を用いた光パルス圧縮用ファイバーを提案している。
本年度は、非線形性が大きいとして期待される有機材料DEANST(4-(N,N-diethylamino)-β-nitrostyrene)に着目し、その溶液を用いた液体ファイバーによる自己変調効果実験を試みている。この液体ファイバーは、中空ガラスキャピラリーを溶液に浸すことにより作製した。この際、溶液の濃度を制御することにより効率よく単一モード伝搬させることに成功している。また、縮退4光波混合法によりこのDEANSTの非線形屈折率の応答を測定し、1ps以下の分極による応答の寄与が支配的であり、その非線形性の大きさが、石英の数百倍であることを見いだした。
さらに、理論解析を行うことにより、非線形屈折率の応答時間効果が存在する場合でも、3次まで位相補償を行えば、効率よくパルス圧縮ができることを明らかにしている。

Research Products

• [Publications] R.Morita and M.Yamashita: "Compensation for the influence of the delayed nonlinear response on an organic crystal cored fiber for femtosecond optical pulse compression" Nonlinear Optics. in press (1994)
• [Publications] R.Morita and M.Yamashita: "Effect of delayed nonlinear response on femtosecond optical pulse compression by use of an organic crystal cored fiber in the normal dispersion region" Opt.Lett.19. 1459-1461 (1994)