2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study of a femtosecond single-shot transient absorption spectroscopy using discretely oscillating optical frequency comb
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17K19069
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
塩田 達俊 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 光計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2波長同時ヘテロダイン検波法によるシングルショット位相計測技術を200 GHzの光周波数コムのモード間の25GHzサンプリングにより、40ピコ秒の計測時間を実現してきた。これらの技術を過渡応答計測に適用することを考えた場合、時間分解能と時間領域の両立のためには、広範な帯域に渡る位相スペクトルの計測・制御技術が求められることになる。しかしながら従来の検波方式を用いた場合、計測に用いる光周波数コムの縦モードと同数の位相検出回路を用意する必要があり、システム全体が膨大なものとなってしまうため実現は容易ではなかった。この課題を解決するために考案した時間並列計測方式では、コムの各歯、すなわち各周波数成分が持つ位相情報に対して時間的な遅延を付与することにより、周波数軸を時間軸に変換する。この原理により、従来空間的に並列で計測する必要があった位相スペクトルを1台の位相検波回路によって時間並列で計測することが可能となった。これまでに、新規光遅延回路を制作し1.125THzに渡る光周波数コムの位相スペクトルについての一括計測を実証してきた。最終年度は、空間的に広がっている振幅・位相スペクトル情報に対して、40ps時間窓切り出しとスペクトル時分割多重化という操作を行い、検出器に入力されるスペクトル情報をモードごとに多重化して、多重化したスペクトル情報を一括でシングルショット計測することで、シングルショット計測とフェムト秒の時間分解能を同時に実現し、光周波数コムアナライザのシングルショット化を実現した．今回はレーザカオス波形計測のための“シングルショット”光周波数コムアナライザの検証として、375GHz (25GHz 、15modes)における振幅・位相スペクトルを測定し、2.7ps分解能、40ps時間レンジの超高速光電界波形計測が可能であることを実験的に示した。
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