研究課題/領域番号 |
21H01850
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
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 |
研究代表者 |
高橋 栄治 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (80360577)
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研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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キーワード | 軟X線分光 / 超短パルスレーザー / アト秒科学 / 量子エレクトロニクス / 数サイクルレーザー / アト秒パルス発生 / アト秒パルス |
研究開始時の研究の概要 |
軟 X 線分光学は大型放射光を利用するという手法の特性上,超高速分光やポンプ・プローブ計測を不得意としており,放射光から発せられる軟 X 線のパルス幅程度で測定時間分解能が制限される.本課題では申請者が独自開発してきた超短パルス光技術を融合することで強力なコヒーレント軟 X 線ビームを発生させ,軟 X 線分光の時間分解能をこれまでより 4 桁以上高いアト秒域に向上し,且つ単一ショット分光イメージングを実現することで,超高速軟X 線科学のみならずアト秒科学の新たな展開へとつなげる.
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研究実績の概要 |
水の窓域を連続スペクトルでカバーし,且つナノジュールの出力を持つ単一アト秒パルスを得る為に,キャリアエンベロープ位相 (CEP) が安定化された出力 100 mJクラスの数サイクル中赤外レーザーをDC-OPA法を用いて開発した. 昨年度実施したシングルポンプの BiBO DC-OPA の結果,サブ2サイクルのパルス幅を実現できるスペクトル増幅帯域を実現できたことから,今年度は得られた光パルスの諸特性(強度分布,集光性能,出力安定度,キャリアエンベロープ位相:CEP)の評価,及びパルス圧縮実験を行った.単一アト秒パルス発生において CEP の安定度が重要となることから,パルス圧縮器として大口径無水石英及びサファイヤ結晶の二つをテストし,CEP に外乱を与えずパルス圧縮を実現した.パルス圧縮の結果,中心波長 1.7 um においてパルス幅 10 fs 得ることに成功した.f-2f 干渉計を用いた CEP の評価実験において,シングルショット下での CEP 安定度 210 mrad rms を達成した.また M^2 ~ 1.2 であり良好な集光性能を持つことも確認された.今年度の研究実績により開発を完了したレーザースペックをまとめると以下となる.中心波長: 1.7 um, 出力エネルギー 102 mJ, M^2 ~1.2, パルス幅 10.6 fs (サブ2サイクル@1.7 um),ピークパワー: 10 TW, CEP安定度: 210 mrad rms.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画の大きな目的であった TW 級出力を持つ数サイクルレーザーの開発を完了し,予定通り高次高調波発生実験に進んでいる.
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今後の研究の推進方策 |
開発した数サイクルレーザーを用いた高次高調波発生実験を行う.まず高調波連続スペクトルの CEP 依存性を測定・評価する事で開発した数サイクルレーザーの CEP 制御性を確認すると共に,高調波の出力スケーリングに向けた基本データーの取得に取り組む.
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