2012 Fiscal Year Annual Research Report
周波数標準の精度をもつ真空紫外広帯域波長可変レーザー
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24244065
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
桂川 眞幸 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10251711)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 真空紫外 / 誘導ラマン / 光周波数標準 / レーザー分光 |
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| Research Abstract |
本研究は、これまでに確立してきた誘導ラマン散乱過程の断熱操作技術をもとに、真空紫外域（< 200 nm）において、光周波数標準の周波数精度（13桁以上）をもつ、高強度･広帯域連続波長可変レーザー光源を実現することを目的としている。初年度に当たる平成24年度は、システム全体における各要素技術を確立することに専念した。特に、互いに位相同期し、かつ、高精度に波長調整が可能な、二波長の高強度レーザー光源を開発した。二波長の高強度レーザー光源は、既に確立している注入同期Ti:sレーザーをもとに、一つは、これをさらに高強度化すること、もう一つは、これに外部共振器で周波数安定化された半導体レーザーを組み合わせ、それを種光とする非線形光学過程を通して生成することを試みた。また、これに並行して、「高いラマンコヒーレンスの生成に関する理論」を発展させる作業を進めた。高いラマンコヒーレンスの生成に関する理論は、解析的にはこれまでに検討済みである。ここでは、実際の系で予想される様々なパラメーターのもとで、数値計算実験を系統的に実施した。すでに検討済みの解析的に得られた理解と併せて、実験を進めるための指針を明瞭にする作業を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度にあたる平成24年度は、システム全体における各要素技術を確立することに専念した。高強度レーザー光源は、既に確立している注入同期Ti:sレーザーをもとに、その性能を高める作業を実施した。3Wの出力を達成し、出力としては目標を達成した。出力安定度については、1秒以内の短時間では充分な性能が得られたが、数十分に渡る長期安定度については、誘導ラマン散乱実験をおこなうにはまだ不十分であった。2年目に継続して長期安定度に関する改善作業を進め、本来の目標値の達成を目指す。また、横モードについては、ビームプロファイル上でのパターンが非常に良好であることが確認された。平成25年度は、引き続きM＾2値の定量的な評価を実施し、共振器への結合度を含めての評価を実施する。このレーザー光源をもとに、非線形光学過程を通してもう一波長を発生させる作業を進めた。システムは、ほぼ立ち上げることができ、初期的な実験は実施したが、まだ、条件の追い込みや出力の定量的な評価までは到っていない。さらに、これらの作業と並行して、「高いラマンコヒーレンスの生成に関する理論」を発展させる作業を進めた。実際の系で予想される様々なパラメーターのもとでの数値計算実験を網羅的に実施し、半経験的に最適な実験条件を明らかにした。また、得られた最適条件の物理的な解釈を明瞭にすることができ、ほぼ、目標とした作業を完了することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度も平成24年度に引き続きシステム全体における各要素技術を確立することに専念する。特に、互いに位相同期し、かつ、高精度に波長調整が可能な、二波長の高強度レーザー光源の開発と、それらの光源への光周波数標準の精度の転写技術を確立することを目指す。また、これに並行して、「高いラマンコヒーレンスの生成に関する理論」に関して初年度得られた網羅的な数値計算結果をもとに、その探索範囲をさらに広げ、より多角的な視点からの系統的な検討作業を進める。二波長の高強度レーザー光源を発生させるシステムの概略は平成24年度にほぼ立ち上げた。平成25年度はそのシステムをさらに詰めて予定のスペックを安定に生成することを目指す。この二波長のレーザー光への光周波数標準の精度の転写は、（光周波数標準に安定化された）光周波数コムへの位相同期技術を用いて実現する。注入同期増幅、さらに、高次の誘導ラマン過程を経てもその精度が維持されることを示唆する結果が得られている。今年度の主たる作業は、その転写精度を精密に評価することにある。
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