2016 Fiscal Year Research-status Report
非線形光学効果を用いた高出力ベクトルレーザービームの短波長化と偏光状態の多様化
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16K04975
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
張本 鉄雄 山梨大学, 総合研究部, 教授 (80273035)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 非線形光学効果 / 第二高調波発生 / 径偏光ビーム発生 / ドーナツビーム発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エルミートガウシアンビームに対応する第二高調波発生に関する非線形波動方程式の数値計算コードに偏光回転をベクトル量に対応させると同時に、ベクトルビームの空間分布と偏光分布及び方位方向の位相分布を新たに加えた。複雑な偏光状態のベクトルビームを用いた非線形光学の理論及び数値解析に必要な基礎的な数値解析手段をほぼ確立できた。
アキシコンレンズを用いたドーナツ型レーザービームの発生の実証実験を詳細に行った。一般的に広く利用されている基本角度10度のアキシコンレンズによるドーナツ型レーザービームの発生実験を実施し、ドーナツビーム径の制御方法を確認できた。また、レンズ内における多重全反射を用いたドーナツビーム径を制御するために、これまでほとんど利用されていない基本角度の大きなアキシコンレンズを取り入れ、直径50mm、高さ70mmと50mmの二種類アキシコンレンズを用いた基礎実験でこれらレンズの応用可能性を明らかにした。更に、アキシコンレンズによるレーザービーム偏光特性への影響も確認できた。
第二高調波を発生させると同時に、その偏光状態も制御するため、アレイ式の結晶セルの設計を行った。また、径偏光ビーム発生に必要なアレイ式偏光子の設計も完了し、試作段階に入ってきた。このアレイ式の径偏光の試作にあたって、マイケルソン干渉計に偏光特性を利用した光の波動性と粒子性の同時測定も成功した。
方形型光ファイバーを用いて方形型ビームの発生実験を行った。発生した方形型レーザービームのスペックル特性、偏光特性、時間及び空間コヒーレンス等を実験で明らかにし、ビーム制御方式としてレーザー核融合への応用可能性を確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定したアキシコンレンズによるドーナツビームの発生や径偏光ビームに対応できる非線形波動方程式を用いた数値解析コードの確立がほぼ計画通り実現できた。特に多重全反射を利用したアキシコンレンズによるリング型ビーム制御は新しい方式として当初計画以上の成果を得ることができた。また、アレイ式径偏光ビームに対応する第二高調波発生セルの設計もおおむね予定通りに進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は基本的に当初提案の通り実施していくが、多重全反射を利用したアキシコンレンズによるリング型ビーム発生に必要な数値解析を新たに緊急課題として取り上げ、次年度でその解析結果を実験結果とともに完成させたい。
当初計画の通り次年度は以下の研究内容を進めたい。
(1)マッハツェンダー型干渉計を基にした複雑な偏光状態発生の光学系の設計・構築・特性実験 (2)二段階の非線形光学過程による高調波発生の光学系の設計と高効率化の理論と実験実証 (3)二つのエルミートガウシアンビームを用いた高調波発生の高効率化と偏光状態の多様化の実験実証
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