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分子周波数変調器の実現と超短パルス光発生への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15340130
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関電気通信大学

研究代表者

桂川 眞幸  電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (10251711)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
16,200千円 (直接経費: 16,200千円)
2005年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2003年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードラマン / 誘導ラマン散乱 / 断熱 / 変調 / サイドバンド / コヒーレンス / 水素 / 分子
研究概要

本研究はレーザーの短パルス化の極限を大きく押し進め、それによって切り開かれる新分野を展望して実行された。具体的には、ナノ秒の単一周波数レーザー光を基本として、それをコヒーレントに運動する高密度分子集団を用いて広帯域に変調させることで超短パルス光を発生させようというものである。そのような分子状態(最大コヒーレンス状態)は、単一周波数化した二波長のナノ秒ロングパルスレーザーを用いて、分子のラマン遷移を断熱的(数百MHzの非共鳴)に時間発展させることで実現可能である。ひとたび最大コヒーレンス状態が実現されると、効率の良い広帯域サイドバンド光の発生が1コヒーレント長内でおこり、結果としてサイドバンド光は「位相整合の制約を受けずに」励起レーザー光と同軸に発生する。本研究において、200nm〜1.9μmの広帯域(45,000cm^<-1>)にわたる光変調を実現し、さらに、その一部を位相制御することで、10fsの超短パルス列を安定に形成できることを、よく確立した手法である二倍波発生自己相関法を用いて定量評価した。
以下、この三年間で得た成果の要点をまとめる。
1)125THz(振動)、及び10THz(回転)の超高周波分子変調器(媒質を構成するすべての分子がコヒーレントに振動、回転する最大に近いコヒーレンス状態)を実現した。
2)1)の成果をベースに真空紫外〜赤外(〜70,000cm^<-1>=〜2,100PHz)にわたる超広帯域の変調サイドバンド光を高効率に発生させた。
3)発生した超広帯域サイドバンド光に対して周波数位相制御をおこなうことで、10フェムト秒の超短パルス光を10THzの超高繰り返しで安定に発生させた。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Generation of a 10.6-THz ultrahigh-repetition-rate train by synthesizing phase-coherent Raman-sidebands2005

    • 著者名/発表者名
      M.Katsuragawa, K.Yokoyama, T.Onose, K.Misawa
    • 雑誌名

      Optics Express Vol.13, No.15

      ページ: 5628-5634

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dual-Wavelength Injection-Locked, Pulsed Laser2005

    • 著者名/発表者名
      M.Katsuragawa, T.Onose
    • 雑誌名

      Optics Letters Vol.30, No.18

      ページ: 2421-2423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of a 10.6-THz ultrahigh-repetition-rate train by synthesizing phase-coherent Raman-sidebands2005

    • 著者名/発表者名
      M.Katsuragawa, K.Yokoyama, T.Onose, K.Misawa
    • 雑誌名

      Optics Express. Vol.13,No.15

      ページ: 5628-5634

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dual-Wavelength Injection-Locked, Pulsed Laser2005

    • 著者名/発表者名
      M.Katsuragawa, T.Onose
    • 雑誌名

      Optics Letters. Vol.30,No.18

      ページ: 2421-2423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Dual-Wavelength, Injection-Locked, Pulsed Laser

    • 著者名/発表者名
      M.Katuragawa, T.Onose
    • 雑誌名

      Optics Letters in press

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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