2014 Fiscal Year Annual Research Report
オゾン励起状態を利用した高強度レーザー用回折光学素子の開発
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25600112
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
米田 仁紀 電気通信大学, 学内共同利用施設等, 教授 (00210790)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 超短パルスレーザー / 大型レーザー / 回折格子 / プラズマデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、回折の原理実証にとどまっていたこの研究であるが、今回、以下のことを明らかにした。
（１）オゾン光励起状態の長寿命性の確認。オゾンを深紫外レーザーで励起した際に、屈折率変動が生じるが、その膨張は極めて遅く、さらに、その励起状態はμsを超える長寿命であることがわかった。しかし、回折効率は、ΔnL積の変化が波長になるたびに起きており、振動することもわかった。
（２）kJ/cm2までのレーザー耐力の確認。実際にレーザーを集光し、回折実験を行う状態で、入射強度を増加させた結果、光励起されたオゾンガスでも、ナノ秒レーザーで880J/cm2の強度までレーザー耐力があることがわかった。これは通常の回折格子の１桁以上高い値であり、kJのレーザーでも1cm^2の断面積で制御できることが明らかになった。
（３）高回折効率の実現。高回折効率には、以下に０次光を減少させるかが重要になる。計算機シミュレーションを行った結果、現状で入射角度の詳細な制御と、被回折光のコリメーション度合いにより大きく変わることがわかった。その条件を実験に反映させ、最高効率75%を達成した。
これらをもとに、新しい高強度レーザービーム光学を考案した。これは、これまでの光学系では取り扱えなかった高強度ビームを回折、反射、部分反射させることでできる光学であり、新しい非線形光学に発展できるものとなる。
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