| 研究課題/領域番号 |
19K05317
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
石月 秀貴 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (90390674)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 水晶 / 擬似位相整合 / レーザー / 紫外光 / 極性反転 / 非線形光学 / 波長変換 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水晶は、高い光学透過特性とレーザー光耐久性を持つ優れた光学材料であると同時に非線形光学材料でもあるが、複屈折性が極小のため波長変換活用は通常は不可能である。しかし擬似位相整合(QPM)構造化を実現すれば、真空紫外域まで出力可能で、従来のUV用波長変換結晶の欠点を克服する高強度UVパルス光源が構築できる。
この高強度UVパルス光源は、高い空間分解能とフォトンエネルギーを備え、これを活かした光イオン化光源、微細加工、殺菌・洗浄や分光利用など、基礎研究から産業応用まで広範囲の分野での応用が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
水晶は高い光学透過特性とレーザー光耐久性を持つ優れた光学材料であると同時に、非線形光学材料でもある。しかし複屈折性極小のため高効率波長変換での有効活用は通常では不可能である。しかし非線形材料の周期構造化で実現できるQPM波長変換を可能とするQPM水晶を実現できれば、真空紫外域まで出力可能で、従来のUV用波長変換結晶の欠点を克服する高安定で高耐久な高強度UVパルス光源が構築できる。
本研究では水晶を用いた擬似位相整合（QPM）波長変換素子について、その実現のための作成手法の提案と実証、および実現したQPM水晶を用いた波長変換を実現し、新たな高強度紫外波長変換素子材料としての水晶の検討を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来のガスレーザーによる紫外レーザー光源や、大型のランプ励起レーザー励起光源を置き換える、小型高安定な高出力全固体式UVパルス光源を実現するため、水晶という古いからあるが波長変換素子材料としては有効利用されてこなかった結晶を用いた擬似位相整合（QPM）に基づく波長変換素子を実現する。
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