2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of coherent combine technique of high power laser pulses and its diagnostics for generating few cycle laser pulse
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21K04918
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岩崎 純史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30447073)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フェムト秒ファバレーザー / CFBG / パルス伸長器 / 半導体光増幅器 / コヒーレントビーム結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度には、既存イッテルビウム（Yb）フェムト秒ファイバ発振器出力をパルス伸長器に導入し、レーザーパルスをチャープさせた。パルス伸長器として、透過型回折格子とチャープファイバブラッググレーティング（Chirped fiber blagg grating, CFBG)を用いた2つのパルス伸長器を構築した。フェムト秒ファイバ発振器の出力パルス幅を測定したところパルス圧縮後に200フェムト秒が得られていることがわかった。それぞれのパルス伸長器にこのパルスを導入した場合のパルス伸長後パルス幅設計仕様は、透過型回折格子を用いた場合には450ピコ秒、CFBGを用いた場合には430ピコ秒と見積もられた。
CFBGの出力を高速動作する半導体光増幅器で任意の繰返し周波数で増幅することを可能とした。これは、フェムト秒ファイバ発振器の一部をフォトダイオードに導入してレーザー繰返し周波数をモニターし、市販のトリガ回路によって周波数を分周して1ナノ秒のパルス幅をもつ電気パルス信号を半導体光増幅器の駆動電気信号として導入した。そのうえで、コア励起とダブルクラッド励起の2つのファイバー前置増幅器を用いて増幅を行い、増幅器出力8W以上の出力を得た。また、2つのYbロッドファイバ増幅器を波長安定化した100W出力のレーザーダイオード2台で励起する増幅光学系を構築した。一方で、コヒーレントビーム結合のための光学系として、偏光依存ビームスプリッターと波長板からなるビーム分離光学系、およびビーム結合光学系を構築を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画通りレーザーシステムの構築を進めたが、実験室整備遅れにより構築を行なったロッド増幅器の性能評価を行うことができなかった。現在進めている前置増幅器出力とビーム分離・結合光学系を用いたフィードバック制御系の構築を進めた上で、高出力Ybロッド増幅器出力のコヒーレントビーム結合に着手する。
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| Strategy for Future Research Activity |
前置増幅器出力とビーム分離・結合光学系を用いた計測系の評価、およびフィードバック制御系の構築を進める。CFBGと透過型回折格子を用いたパルス伸長器のいずれがコヒーレントビーム結合に優れているか、評価を行う。また、高速FPGAを導入してレーザー増幅器の制御も含めたコヒーレントビーム結合制御系の構築も行なう。更に、1030 nm, 100 uJパルス出力を高帯域化するための光学系構築を行う。
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