2018 Fiscal Year Research-status Report
Spectral dynamics of broadband laser pulse using a time stretch dispersive Fourier transform
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18K04985
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| Research Institution | Aichi Medical University |
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Principal Investigator |
鈴木 将之 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (60622371)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 時間伸長フーリエ分光 / モード同期ファイバレーザ / 超高速分光 / ソリトン / 光孤立波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究提案は時間伸長フーリエ分光を用いて広帯域ファイバレーザにおける8000フレームのシングルショットスペクトル計測を行い、光パルス形成の物理機構理解に取り組むものである。
初年度は、可飽和吸収体を用いたモード同期ファイバレーザにおけるcw発振からモード同期動作に変遷する際のシングルショットスペクトルの計測を行った。その結果、安定なモード同期動作直前において干渉縞が観測され、その干渉縞の間隔は狭帯域化し、ピーク波長が短波長側にシフトてしていることを確認した。これは相対位相と時間間隔が異なる2つのパルスが存在することを示唆しており、これらはSoliton Moleculesであることを実験的に確認することに成功した。この内容については現在論文化を進行中である。また散逸ソリトンの共振器構成を有するモード同期ファイバレーザにおいて同様の計測を行った。散逸ソリトンの構成においてはSoliton Moleculesは観測されなかったが、安定なモード同期動作の直後に周期的にスペクトルが変化する現象が観測された。詳細な物理機構に関しては現在解析中である。
また近赤外から可視領域で使用できる時間伸長フーリエ分光器の開発に着手した。高出力Ybファイバレーザをフォトニック結晶ファイバに入射して波長600nmから1500nmまで広帯域化された光のシングルショットスペクトル計測を行った。その結果、ショットごとに異なるスペクトル形状を有することを確認した。このとき得られたシングルショットスペクトルの信号強度が低く、スペクトル変化を鋭敏に検出することが困難であることが判明した。この問題を解決するために、高い時間分解能を維持しながら信号を電気的に増幅する電圧アンプを導入して高ダイナミックレンジ化に取り組み、新しく導入したシステムが良好に動作することを確認できた。
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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
初年度は可飽和吸収帯を用いたモード同期レーザーのスターティングダイナミクスの計測を行い、パルス形成の直前にSoliton Moleculesが観測されることを確認できた。この結果に関しては論文執筆中である。また近赤外から可視域における時間伸長フーリエ分光器の開発に着手し、シングルショットスペクトルを計測できることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
二年目は異動に伴い実験装置を最立ち上げるする必要がある。しかし実験装置は移動させ、本研究テーマを再開できる準備は整いつつある。研究は、広帯域モード同期レーザのパルス形成計測を引き続き進めていく。昨年度、開発した可視および赤外域用の時間伸長フーリエ分光器において信号強度が低いことが判明した。そこで電気信号の増幅器を導入して、高時間分解能かつ高ダイナミックレンジを実現できるシステムの構築に取り組む。
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| Causes of Carryover |
当初、初年度に赤外域のシングルショットスペクトル計測に用いる光検出器を導入する予定があった。しかし以前から所有している光検出器に電圧アンプを組み合わせることで高額な光検出器を導入する必要が無くなった。そのため研究予算の支出に差額がでた。研究自身は前述の検出器と電圧アンプを組み合わせることで実験を行うことができるため、研究の進展に支障はない。
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| Remarks |
研究成果の一部はカナダのリサーチ会社 Advances in Engineering社のサイトで紹介されました。
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