アイドラ光の最適制御による光パラメトリックチャープパルス増幅の安定化と超広帯域化

• 研究課題/領域番号: 19560033
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 張本 鉄雄 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (80273035)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2007年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: レーザー / 超高出力レーザー / 非線形光学効果 / チャープパルス増幅 / 光パラメトリック増幅 / 超広帯域化 / 出力安定化

研究概要

本研究は二ビーム励起およびアイドラ光の最適化制御による光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化と安定化の新しい方式を考案し、ペタワット(1PW=10^<15>W)・サイクル(数フェムト秒)パルスレーザー光の発生を目的とした。研究成果として、スペクトルバンド幅400nmを超えるレーザーパルスの増幅を実現した。また、光パラメトリックチャープパルス増幅に関する簡易な光学設計法を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Yamakawa, Analytical expressions for small-signal and saturation processes of optical parametric chirped pulse amplification (2009)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, Kazutaka Ikegaya, K. Yamakawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光パラメトリックチャープパルス増幅における飽和過程の近似解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 雑誌名: レーザー研究 37 ページ: 312-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光パラメトリックチャープパルス増幅における飽和過程の近似解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, その他
  • 雑誌名: レーザー研究 37 ページ: 312-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical expressions for small-signal and saturation processes of optical parametric chirped pulse amplification (2009)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, et.al.
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of near and far field patterns of second-harmonic generation with tiling nonlinear optical crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Harimoto, H. Shiraga
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイリングKDP結晶を用いた第二高調波発生における大口径基本波レーザーのパルス及び位相フロントの数値評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 友田香織、張本鉄雄、白神宏之
  • 雑誌名: 光学 37 ページ: 538-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度励起によるYb系固体レーザーの光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴、張本鉄雄、山川考一
  • 雑誌名: 光学 37 ページ: 478-483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bandwidth Enhancement of Optical Parametric Chirped Pulse Amplification by Temporally Delayed Two Pump Beams (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanade Ogawa, Makoto Aoyama, Yutaka Akahane, Koichi Tsuji, Junji Kawanaka, Tetsuo Harimoto, Hajime Nishioka, Masayuki Fujita, Koichi Yamakawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 47 ページ: 4592-4594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recompression of a femtosecond second-harmonic laser pulse based on combined action of group-velocity dispersion and phase modulations in a potassium dihydrogen phosphate crystal. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 47 ページ: 4547-4551
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光パラメトリックチャープパルス増幅における位相シフトの数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 雑誌名: レーザー研究 36 ページ: 374-378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical expression for second-harmonic phase in frequency-doubling process with a type I potassium dihydrogen phosphate crystal. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 47 ページ: 1609-1611
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光パラメトリックチヤープパルス増幅における位相シフトの数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 雑誌名: レーザー研究 36 ページ: 374-378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recompression of a femtosecond second-harmonic laser pulse based oncombined action of group-velocity dispersion and phase modulations in a potassium dihydrogen phosphate crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 47 ページ: 4547-4551
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bandwidth Enhancement of Optical Parametric Chirped Pulse Amplificationby Temporally Delayed Two Pump Beams (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanade OGAWA, Makoto AOYAMA, Yutaka AKAHANE, Koichi TSUJI, Junji KAWANAKA, Tetsuo Harimoto, Hajime NISHIOKA, Masayuki FUJITA, Koichi YAMAKAWA
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 47 ページ: 4592-4594
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高強度励起によるYb系固体レーザーの光パラメトリックチヤープパルス増幅の超広帯域化の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 雑誌名: 光学 37 ページ: 478-483
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイリングKDP結晶を用いた第二高調波発生における大口径基本波レーザーのパルス及び位相フロントの数値評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 友田香織, 張本鉄雄, 白神宏之
  • 雑誌名: 光学 37 ページ: 538-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of near and far field patterns of second-harmonicgeneration with tiling nonlinear optical crystals (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Harimoto, H. Shiraga
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analytical expression for second-harmonic phase in frequency-doubling process with atype I potassium dihydrogen phosphate crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. Vol.47 ページ: 1609-1611
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of self-compressed second-harmonic generation in type II potassium dihydrogen phosphate with a time predelay for Yb-doped solid-state lasers (2007)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, M. Aoyama, K. Yamakawa
  • 雑誌名: Opt. Express 15 ページ: 17529-17535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self compression of Yb-doped solid-state lasers by combination of self-phase modulation and group-velocity dispersion in KDP crystal. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, K. Yamakawa
  • 雑誌名: Opt. Express 15 ページ: 15438-15443
  • 査読あり
• [雑誌論文] 励起光の発散角を利用した超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川奏, 赤羽温, 張本鉄雄, 青山誠, 辻公一, 河仲準二, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • 雑誌名: レーザー研究 35 ページ: 596-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degenerate optical parametric chirped-pulse amplifier pumped by an Yb:LiYLF chirped-pulse amplification laser (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita, K. Yamakawa
  • 雑誌名: レーザー研究 35 ページ: 398-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイリング結晶を用いた大口径高出力レーザーにおける第二高調波の遠視野分布に関する数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 湯川博基, 張本鉄雄, 白神宏之
  • 雑誌名: 光学 36 ページ: 273-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using an Yb:LiYF4 chirped-pulse amplification pump laser (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yamakawa, M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita
  • 雑誌名: Opt. Express 15 ページ: 5018-5023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using an Yb: LiYF_4 chirped-pulse amplification pump laser (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yamakawa, M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, and M. Fujita
  • 雑誌名: Opt. Express Vol.15 ページ: 5018-5023
  • 査読あり
• [雑誌論文] タイリング結晶を用いた大口径高出力レーザーにおける第二高調波の遠視野分布に関する数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 湯川博基, 張本鉄雄, 白神宏之
  • 雑誌名: 光学 Vol.36 ページ: 273-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degenerate optical parametric chirped-pulse amplifier pumped by an Yb: LiYLF chirped-pulse amplification laser (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Aoyama, Y. Akahane, K. Ogawa, K. Tsuji, A. Sugiyama, Tetsuo Harimoto, J. Kawanaka, H. Nishioka, M. Fujita and K. Yamakawa
  • 雑誌名: レーザー研究 Vol.35 ページ: 398-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] 励起光の発散角を利用した超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小川奏, 赤羽温, 張本鉄雄, 青山誠, 辻公一, 河仲準二, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • 雑誌名: レーザー研究 Vol.35 ページ: 596-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self compression of Yb-doped solid-state lasers by combination of self-phase modulation and group-velocity dispersion in KDP crystal (2007)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto and K. Yamakawa
  • 雑誌名: Opt. Express Vol.15 ページ: 15438-15443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of self-compressed second-harmonic generation in type II potassium dihydrogen phosphate with a time predelay for Yb-doped solid-state lasers (2007)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto, M. Aoyama, and K. Yamakawa
  • 雑誌名: Opt. Express Vol.15 ページ: 17529-17535
  • 査読あり
• [学会発表] BBO結晶を用いたQ-switched Nd : YVO_4レーザーの第四高調波の出力安定化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 楊牧, その他
  • 学会等名: 第10回レーザー学会東京支部研究会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Q-switched Nd:YVO4レーザーの第二高調波発生の高効率化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田孝介, 楊牧, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] BBO結晶を用いたQ-switched Nd:YVO4レーザーの第四高調波発生の出力安定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 楊牧, 内田孝介, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] BBO結晶を用いたQ-switched Nd : YVO_4レーザーの第四高調波発生の出力安定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 楊牧, その他
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Q-switched Nd : YVO_4レーザーの第二高調波発生の高効率化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田孝介, その他
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] BBO結晶を用いたQ-switch Nd:YVO4レーザーの第二高調波発生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内田孝介, 楊牧, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • 学会等名: 第9回レーザー学会東京支部研究会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2009-03-04
• [学会発表] S-BBO結晶を用いたQ-switch Nd:YVO4レーザーの第四高調波発生 (2009)
  • 著者名/発表者名: 楊牧, 内田孝介, 張本鉄雄, 土橋正典, 小佐野美樹, 佐藤孝志, 山田耕平, 松坂浩志, 小松利安, 藤原和徳, 細野高史, 秋山育也
  • 学会等名: 第9回レーザー学会東京支部研究会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2009-03-04
• [学会発表] 広帯域2ビーム励起によるOPCPA帯域の拡張 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小川奏, 青山誠, 赤羽温, 辻公一, 河仲準二, 張本鉄雄, 西岡一, 藤田雅之, 山川考一
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第29回年次大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2009-01-10
• [学会発表] 2ビーム励起光パラメトリックチャープパルス増幅の超広帯域化数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 2ビーム励起光パラメトリックチヤープパルス増幅の超広帯域化数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] BIBO結晶を用いたマイクロチップ固体ブルーレーザーの温度特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健太, 張本鉄雄
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 広帯域多段光パラメトリックチャープパルス増幅における周波数変調特性の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小澤祐貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-01-30
• [学会発表] タイリング光学系における遠視野分布の空間時間特性の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 友田香織, 張本鉄雄, 白神宏之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-01-30
• [学会発表] 回折格子圧縮器による2次分散補償の解析評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊光, 張本鉄雄, 白神宏之
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第28回年次大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2008-01-30
• [学会発表] ピコ秒パルスレーザーを用いたディジェネラシー光パラメトリックチャープパルス増幅の数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 池ヶ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2007)
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] ピコ秒パルスレーザーを用いたディジェネラシー光パラメトリックチャープパルス増幅の数値解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 池ケ谷一貴, 張本鉄雄, 山川考一
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan2007)
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2007-11-26