高出力真空紫外・極端紫外高調波光源の開発とレーザー光電子分光の確立

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24246022
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 渡部 俊太郎 東京理科大学, 総合研究機構, 教授 (50143540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 昌良 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (00175697) ; 張 贇 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (00508830)
• Project Period (FY): 2012-05-31 – 2015-03-31
• Keywords: 高次高調波 / 超短パルス / 高出力レーザー / ＫＢＢＦ / 波長変換 / 光電子分光 / 軟Ｘ線分光 / 外部共振器

Outline of Annual Research Achievements

繰り返し周波数１ｋＨｚのフェムト秒チタンサファイアレーザーシステムの中心波長を再生増幅器の中にぺリクルを挿入することにより８８０nm（ω） に同調し、ＢＢＯを用いた二重広帯域波長変換法により２２０nm 光（４ω）を発生し、ＣａＦ２の２光子蛍光法によりパルス幅を測定した(Appl. Phys. Express).パルス幅は45fs であった。 ωと４ωの合成電場を相互位相変化により制御するためのディレイラインを構築した。またガスジェットチェンバー、Ｘ線分光器、ＭＣＰチェンバーの差動排気システムを完成し、2波長電場による高出力高調波の発生を目指した。繰り返し周波数６ｋＨｚの単一モードチタンサファイアレーザーを開発し、９０４ｎｍで１０Ｗ以上の出力を得た(Jpn. J. Appl. Phys. )。この４倍波と１３４２ｎｍ光の光混合により、１９３ｎｍにおいて、２３０ｍＷの出力を得た(Photonic Westで発表) 。この光源を用いて中性子シンチレーター材料であるＡＰＬＦ＋Ｐｒの蛍光寿命測定を行った。ピコ秒モード同期チタンサファイアレーザー(800nm)の4倍波をKBBFを用いて発生し、その安定化と高出力化を行い、基本波と4倍波の光混合により、準CW１６０nmの発生を目指した。高性能プリズムカップルKBBF素子を開発し、準CW7eVおよび8eV 光源の高出力化を行い、東大物性研における高分解能光電子分光に供した。開発された超高分解能子電子分光は分解能において放射光を用いた従来法をはるかにしのぎ、新規超伝導体のみならず、様々な新物質に適用され、世界的な成果をあげた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Development of high-power, 6 kHz, single-mode Ti:sapphire laser at 904 nm for generating 193 nm light (2015)
  • Author(s): Mizuki Tsuboi, Tomoharu Nakazato, Takashi Onose, Yuichi Tanaka, Nobuhiko Sarukura, Kouji Kakizaki and Shuntaro Watanabe
  • Journal Title: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS Volume: 54 Pages: 042702-1-7
  • DOI: 10.7567/JJAP.54.042702
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of high coherence 200mW 193nm solid state laser at 6 kHz (2015)
  • Author(s): T. Nakazato, M. Tsuboi, T. Onose, Y. Tanaka, N. Sarukura, S. Ito, K. Kakizaki, and S. Watanabe
  • Journal Title: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering Volume: 9342 Pages: 93420P-1-13
  • DOI: 10.1117/12.2078601
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Wavefront Analysis of High-Efficiency, Large-Scale, Thin Transmission Gratings (2015)
  • Author(s): Chun Zhou, Takashi Seki, Tsuyoshi Kitamura, Yoshiyuki Kuramoto, Takashi Sukegawa, Nobuhisa Ishii, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Yohei Kobayashi, Shuntaro Watanabe
  • Journal Title: Proceedings of the 19th International Conference (Ultrafast Phenomena XIX) Volume: 162 Pages: 779 -782
  • DOI: 10.1007/978-3-319-13242-6_191
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of ultrashort 90μJ deep-ultraviolet pulses by dual broadband frequency doubling with β-BaB2O4 crystals at 1 kHz (2014)
  • Author(s): Chun Zhou, Teruto Kanai and Shuntaro Watanabe
  • Journal Title: Applied Physics Express Volume: 8 Pages: 012701-1-4
  • DOI: 10.7567/APEX.8.012701
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Nd(O,F)BiS2超伝導体の角度分解光電子分光 (2015)
  • Author(s): 大田由一、岡崎浩三、山本遇哲、山本貴士、渡部俊太郎、C. -T. Chen、長尾雅則、綿打敏司、田中功、高野義彦、辛埴
  • Organizer: 日本物理学会第70回年次大会
  • Place of Presentation: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] BIBO-OPCPAによるサブ2サイクルミリジュール赤外パルス発生 (2015)
  • Author(s): 石井順久、金島圭佑、金井輝人、渡部俊太郎、板谷治郎
  • Organizer: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県）
  • Year and Date: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [Presentation] Development of high coherence 200mW 193nm solid state laser at 6 kHz (2015)
  • Author(s): T. Nakazato, M. Tsuboi, T. Onose, Y. Tanaka, N. Sarukura, S. Ito, K. Kakizaki, and S. Watanabe
  • Organizer: SPIE Photonics West
  • Place of Presentation: The Moscone Center, San Francisco, California, United States
  • Year and Date: 2015-02-07 – 2015-02-12
• [Presentation] CLBO結晶を利用した193nm光発生の高効率化 (2015)
  • Author(s): 中里智治、坪井瑞輝、小野瀬貴士、田中佑一、猿倉信彦、伊藤紳二、柿﨑弘司、渡部俊太郎
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学高輪校舎（東京都）
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-12
• [Presentation] 193nm光発生のための高出力狭帯域高繰り返し904nm Ti:sapphireレーザーの開発 (2015)
  • Author(s): 坪井瑞輝、中里智治、小野瀬貴士、田中佑一、猿倉信彦、伊藤紳二、柿﨑弘司、渡部俊太郎
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学高輪校舎（東京都）
  • Year and Date: 2015-01-11 – 2015-01-12
• [Presentation] サブ２サイクル位相保持赤外光源の高出力化 (2014)
  • Author(s): 石井順久、金島圭佑、金井輝人、渡部俊太郎、板谷治郎
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス（北海道）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] 高コヒーレンス193nm固体レーザーの開発 (2014)
  • Author(s): 中里智治、坪井瑞樹、小野瀬貴士、田中佑一、猿倉信彦、伊藤紳二、柿﨑弘司、渡部俊太郎
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス（北海道）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] Wavefront Analysis of High-Efficiency, Large-Scale, Thin Transmission Gratings (2014)
  • Author(s): Chun Zhou, Takashi Seki, Tsuyoshi Kitamura, Yoshiyuki Kuramoto, Takashi Sukegawa, Nobuhisa Ishii, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Yohei Kobayashi, Shuntaro Watanabe
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス（北海道）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] 高分解能ARPESによるBaドープKFe2As2のゾーンコーナーのフェルミ面における超伝導ギャップの異方性 (2014)
  • Author(s): 山本遇哲、岡崎浩三、大田由一、石田行章、伊藤功、木方邦宏、李哲虎、伊豫彰、永崎洋、深澤英人、小堀洋、Xiaoyan Wang、Chuangtian Chen、渡部俊太郎、小林洋平、辛埴
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 中部大学春日井キャンパス（愛知県）
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-10
• [Presentation] Development of High Coherence 193nm Solid State Laser (2014)
  • Author(s): T. Nakazato, M. Tsuboi, T. Onose, Y. Tanaka, N. Sarukura, S. Ito, K. Kakizaki, and S. Watanabe
  • Organizer: The 8th International Conference on Photonics and Applications
  • Place of Presentation: Duy Tan University, Da Nang city, Vietnam
  • Year and Date: 2014-08-12 – 2014-08-16
  • Invited
• [Presentation] Wavefront Analysis of High-Efficiency, Large-Scale, Thin Transmission Gratings (2014)
  • Author(s): Chun Zhou, Takashi Seki, Tsuyoshi Kitamura, Yoshiyuki Kuramoto, Takashi Sukegawa, Nobuhisa Ishii, Teruto Kanai, Jiro Itatani, Yohei Kobayashi, Shuntaro Watanabe
  • Organizer: The 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2014)
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
  • Year and Date: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [Presentation] Generation of Isolated Soft X-Ray Pulses Around the Carbon K-Edge Using CEP-Stabilized Few-Cycle IR Pulses (2014)
  • Author(s): Nobuhisa Ishii, Keisuke Kaneshima, Kenta Kitano, Teruto Kanai, Shuntaro Watanabe, Jiro Itatani
  • Organizer: The 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2014)
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県）
  • Year and Date: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] チタンサファイヤレーザ装置、及び露光装置用レーザ装置、並びにチタンファイヤ増幅器 (2014)
  • Inventor(s): 渡部 俊太郎
  • Industrial Property Rights Holder: 渡部 俊太郎
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2014/84618
  • Filing Date: 2014-12-26