2013 Fiscal Year Research-status Report
異種ファイバレーザーのコヒーレント合成による高繰返し極短パルス光源の開発
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25390105
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉富 大 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (10392680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥塚 健二 独立行政法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究グループ長 (30357587)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | フェムト秒 / 超短パルスレーザー / アト秒 / ファイバレーザー / 同期 / コヒーレント合成 |
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| Research Abstract |
超短パルス光源は、光と物質の相互作用における超高速なダイナミクスを明らかにするツールとして、必要不可欠なものであり、光源としては、高繰り返し性・極短パルス性を有する光源が望まれている。さらに、低コスト・省エネルギー・高安定性の観点から、ファイバレーザーをベースとした極短パルス光源の実現が期待される。本研究では、異なる媒質（波長）のファイバレーザーのコヒーレント合成を用いて、低コスト・省エネルギーで高安定な高繰返し極短パルス光源を実現することを目指している。
平成２５年度は、本目的への重要なステップである異波長レーザーの高精度なタイミング同期に関して、チタンサファイア(TiS)レーザーとイッテルビウムファイバ(YbF)レーザーの間で高精度かつ長期安定なタイミング同期を実現した。我々は以前より、独自の受動的タイミング同期法によりサブフェムト秒精度のタイミング同期が可能であることを実証してきたが、長期安定性が課題であった。長期安定性に欠ける原因は、温度揺らぎによる共振器長変化が受動的方式の動作許容範囲を超えてしまうことにある。そこで、YbFレーザーの能動的な温度安定化を行うと同時に、TiSレーザーの能動的な繰返し安定化を行い、揺らぎを動作許容範囲内に抑制することにより、６時間以上のタイミング同期を実現することに成功した。また、１秒間で0.75フェムト秒という高い同期精度も得ることができた。
本方式の特長は、追加的に行う能動的制御が非常に簡便なものでよいという点である。受動的法方式を使わずに、能動制御のみでタイミング同期を行う場合は、通常、サブフェムト秒の同期精度を得るために、高周波を処理する非常に複雑な電子回路と高速なフィードバック系を必要とする。本方式は、能動制御の長期安定性と受動方式の高精度の両方の利点を融合することにより、簡便な構成で実現できたことに意義がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高精度なタイミング同期を実現することができ、長期安定性も確保できたことから、今後の光波位相同期にむけての準備が十分できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、イッテルビウムファイバレーザーとエルビウムファイバレーザーの間で同期を行うことにより、ファイバレーザーベースでの光源構築をめざす。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度に計画しているファイバレーザーベースの光源開発に当初想定よりも大きな予算が必要だと判明し、本年度の研究費を圧縮し、次年度に充てたいと考えたから。
次年度に計画しているファイバレーザーベースの光源開発に必要な部品の購入に使用する。
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