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2013 Fiscal Year Annual Research Report

誘導ラマン散乱を利用した超短波長真空紫外光の発生

Research Project

Project/Area Number 24656048
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉村 政志  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60314382)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森 勇介  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90252618)
Keywords非線形光学 / 応用光学・量子工学 / 光源技術 / 先端機能デバイス / 量子エレクトロニクス
Research Abstract

非線形光学結晶CLBOの180nm台の真空紫外光発生特性に着目し、これを活用した新しい光源開発を試みた。CLBOを用いた213nm光源から水素の誘導ラマン散乱(SRS)を励起すると、1次アンチストークス(AS)光として波長195.7nmが、最短波長として8次AS光(125nm)の発生が確認されていた。そこで先ず励起用185nm光源(213nmと1407nmの和周波発生)を構築し、次にそれを用いて水素SRSの最短波長真空紫外光発生を目指した。
Nd:YAGレーザーω光(パルス繰り返し周波数:10Hz、パルスエネルギー:2J、ビーム直径:12mm)を用いるため、大型の波長変換素子が必要となる。2ω発生にはLBO素子を用い、後段の大型CLBO素子は独自に開発してきた育成法で単結晶を作製し、素子加工を行った。検証試験として、ビーム中央部直径8.7mmを切り出し、平均出力8.6Wのω光を用いて変換特性を調べた。2ω部では最大変換効率51%、2ωから4ωの変換効率はCLBOを用いて最大37%、4ωから5ω(213nm光)の最大変換効率はCLBOを用いて44%、平均出力0.75Wを得ることができた。ωからの変換効率は各段の効率を乗じて8.3%となり、ほぼ期待通りの効率が得られた。
一方、1407nm光発生には、4ω発生後の残留2ω光を励起に使うKTP-OPOを選択した。赤外光820nmのシグナル共振、平行平板ミラー共振器では、2ω発生直後の出力2.3Wを使うと変換効率9%の200mW超の出力が得られるが、4ω変換後の残留光を利用する光学系では出力が150mWに低下し、後段の185nm光発生に至らなかった。この検討結果を踏まえ、期間終了後も185nm光源構築とSRSの研究開発を継続する予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Sub-180 nm generation with borate crystal2014

    • Author(s)
      C. Qu, M. Yoshimura, J. Tsunoda, Y. Kaneda, M. Imade, T. Sasaki, and Y. Mori
    • Journal Title

      Optical Materials

      Volume: (In Press)

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2014.01.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ultraviolet laser-induced degradation of CsLiB6O10 and β-BaB2O42014

    • Author(s)
      K. Takachiho et al.
    • Journal Title

      Optical Materials Express

      Volume: Vol.4, Issue3 Pages: 559-567

    • DOI

      10.1364/OME.4.000559

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 不純物・欠陥制御を用いた非線形光学結晶CsLiB6O10の紫外レーザー損傷耐性向上2013

    • Author(s)
      高千穂 慧 他
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: Vol.41, No.10 Pages: 830-834

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] VUV light generation with borate crystals

    • Author(s)
      C. Qu et al.
    • Organizer
      The 2nd Advance Lasers and Photon Sources (ALPS’13)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Kanagawa
  • [Presentation] Ultraviolet laser-induced degradation in CsLiB6O10

    • Author(s)
      M. Yoshimura et al.
    • Organizer
      The 2nd Advance Lasers and Photon Sources (ALPS’13)
    • Place of Presentation
      Yokohama, Kanagawa
  • [Presentation] 179 nm generation with borate crystal

    • Author(s)
      C. Qu et al.
    • Organizer
      The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR & OECC/PS) 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
  • [Presentation] UV laser-induced degradation in CsLiB6O10

    • Author(s)
      K. Takachiho et al.
    • Organizer
      The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR & OECC/PS) 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
  • [Presentation] 波長変換結晶CLBO, BBO の266nm紫外光損傷に関する研究

    • Author(s)
      吉村 政志 他
    • Organizer
      レーザー学会第445回研究会「高機能固体レーザーとその応用」
    • Place of Presentation
      大阪
  • [Presentation] Impurity control of CsLiB6O10 for improving UV-induced damage tolerance

    • Author(s)
      K. Takachiho et al.
    • Organizer
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-17)
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland
  • [Presentation] The correlation of point defects and UV induced degradation of CsLiB6O10

    • Author(s)
      K. Masuda et al.
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
  • [Presentation] The correlation between optical properties and electrical properties of CsLiB6O10 crystal

    • Author(s)
      Z. Lu et al.
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
  • [Presentation] VUV light generation with CLB6O10 and LiB3O5

    • Author(s)
      C. Qu et al.
    • Organizer
      JSAP-OSA Joint Symposia 2013
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
  • [Presentation] Recent Progress in Nonlinear Optical Crystal CsLiB6O10

    • Author(s)
      Y. Mori et al.
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Lasers, Scintillators and Non-Linear Optical Materials (ISLNOM-6)
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Invited
  • [Presentation] VUV generation below 200 nm with borate crystals

    • Author(s)
      C. Qu et al.
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Lasers, Scintillators and Non-Linear Optical Materials (ISLNOM-6)
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
  • [Presentation] Improvement of UV laser-induced degradation resistance of CsLiB6O10

    • Author(s)
      K. Masuda et al.
    • Organizer
      The 6th International Symposium on Lasers, Scintillators and Non-Linear Optical Materials (ISLNOM-6)
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
  • [Presentation] Recent Progress in Nonlinear Optical Crystal CsLiB6O10

    • Author(s)
      Y. Mori et al.
    • Organizer
      International Symposium on Nanophotonics and Nanomaterials 2014 (ISONP2014)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Invited
  • [Presentation] 波長変換結晶CLBO, BBOの紫外光誘起経時劣化特性

    • Author(s)
      高千穂 慧 他
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第34回年次大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 福岡
  • [Presentation] 非線形光学結晶CLBO,BBOの紫外光誘起経時劣化特性

    • Author(s)
      高千穂 慧 他
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川

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Published: 2015-05-28  

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