フェムト秒時間分解能EOサンプリング計測のための超広帯域プローブ光源開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25600149
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 小川 奏 独立行政法人理化学研究所, 放射光科学総合研究センター, 特別研究員 (80634352)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 非線形光学 / 光パラメトリック増幅

Outline of Annual Research Achievements

フェムト秒電子バンチのバンチ長をEOサンプリング法によって計測するための超広帯域プローブ光開発を行っている。本年度は、前年度にフォトニック結晶ファイバーによる超広帯域光発生と音響光学素子による波形整形技術によって発生させた、帯域幅250nmに渡ってスペクトル形状の平坦な超広帯域光の増幅試験を行った。増幅にはプローブ光の発生元となるチタンサファイア発振器と238 MHzのRF信号で位相同期されたNd:YAGレーザーを励起光源として用いた。この励起レーザーの2倍高調波（波長532 nm）を用いた増幅実験では、750 nmから850 nmに渡ってフラットトップなスペクトル形状のプローブ光が得られた。また増幅後のパルスエネルギーは38 uJが得られた。音響光学素子に与えるパラメータを調整することで増幅後のスペクトルも平坦な形状が達成できており、本研究課題である高速EOサンプリング計測に使用可能なプローブ光を開発するという目標は達した。特にパルスエネルギーは、レーザー光を分割して使用する多点計測を行っても十分なS/N比が得られる事が見込まれる10 uJ以上が得られたことから、今後のEOサンプリング計測の基礎技術として意義のある成果が得られたと考えられる。一方、より広帯域なスペクトルを得るための増幅には課題も残した。励起光として計画していた波長460 nmのパルスは得られたものの、これによる超広帯域増幅を得ることはできなかった。しかし、フェムト秒電子バンチのバンチ長を非破壊かつリアルタイムに計測する手法としてEOサンプリング法は最適であることから、超広帯域プローブ光の必要性は依然として高い。広帯域光の発生方法や波長範囲なども含めた検討を今後も行っていく。