2015 Fiscal Year Annual Research Report
超高強度超短パルスボーティクス・ベクトルビームを用いた非線形光学の新展開
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25390094
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
張本 鉄雄 山梨大学, 総合研究部, 教授 (80273035)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ボーティクスベクトルビーム / 第二高調波発生 / 光パラメトリックチャープパルス増幅 / ビーム形状最適化 / 非線形光学効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ボーティクス・ベクトルビームの高強度化と短波長化を目指して、ボーティクス・ベクトルビームの非線形光学の特徴を明らかにすることが目的である。
平成27年度では、非線形波動方程式に基づいた二次の非線形光学過程における規格化された位相整合ファクターΔSと変換効率との解析関係を用いて、複雑な数値計算をせずに位相整合ファクター及び入射ボーティクス・ベクトルビームの先頭強度に対応する最適な非線形光学結晶の長さを解析的に設計することができるようになった。また、螺旋状位相分布と径偏光及び方位方向偏光分布を考慮したΔSパラメータによる非線形光学システムの最適化設計法を探り、それに関する課題をほぼ解決し、高強度サイクルパルスボーティクス・ベクトルビームに関するΔSパラメータ光学設計法を確立した。
一方、高出力ボーティクス・ベクトルビームを用いた材料加工への応用では、レーザービームの集光サイズ及び集光場所に関する精密制御の技術開発を新たに行い、材料加工の実用化に欠かせないレーザービームの自動制御の再現性に関わる技術課題を明らかにした。ビーム自動制御の実例として半導体ウェハーのレーザーダイシングに用いる楕円ビーム自動制御システムの特性を明らかにし、レーザーパワーの調整及び楕円ビームの形成に自動制御を取り入れることによって半導体ウェハーに集光したレーザービームのスポットサイズとその位置を高精度にコントロールすることが可能になった。更に回折限界レベルの集光特性が得られ、実用化に必要とする自動制御システムの再現性及び正確性も確認されたことで、ボーティクス・ベクトルビームへの応用の道筋をつけた。
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