超高強度超短パルスボーティクス・ベクトルビームを用いた非線形光学の新展開

• 研究課題/領域番号: 25390094
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 張本 鉄雄 山梨大学, 総合研究部, 教授 (80273035)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ボーテックス・ベクトルビーム / 第二高調波発生 / 光パラメトリックチャープパルス増幅 / 非線形光学効果 / ビーム形状最適化 / ボーティクスベクトルビーム / 光パラメトリック増幅 / チャープパルス増幅 / ベクトルビーム / ボーティクスビーム / ドーナツビーム

研究成果の概要

本研究は螺旋状位相と径偏光及び方位方向偏光を考慮したΔSパラメータによる非線形光学システムの簡易な光学設計法を確立した。非臨界位相整合方式のタイプ I LBO結晶を用いて、径偏光基本波ビームが二枚の結晶を透過することで、基本波と同様なドーナツ型の第二高調波ビームが得られることを明らかにした。集光ビームがラインビームに近い楕円形ビーム生成システムの精密制御も行い、今後のベクトルビームを用いた材料加工への応用に関わる工学的な課題を評価した。楕円形ビームシステムの特性実験結果より回折限界レベルの集光特性が得られたことが示され、実用化に必要とするシステムの再現性、安定性及び正確性も確認された。

研究成果

• [雑誌論文] 楕円形ビーム光学系の動作特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田由香、松坂浩志、張本鉄雄
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: 82 ページ: 163-167
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic properties of second-harmonic intensity of a nanosecond-order laser pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto and Hidetomo Tsugane
  • 雑誌名: Optical Review 巻: 21 号: 3 ページ: 265-269
  • DOI: 10.1007/s10043-014-0039-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple method of optimizing second-harmonic generation under imperfect phase-mismatching conditions caused by group-velocity mismatch and group-velocity dispersion (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 53 号: 3 ページ: 038003-038003
  • DOI: 10.7567/jjap.53.038003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluctuation reduction of second-harmonic peak intensity of Q-switched nanosecond-order laser pulses in optical parametric chirped pulse amplification (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Harimoto and Hidetomo Tsugane
  • 雑誌名: Optical Review 巻: 21
  • 査読あり
• [学会発表] 二段階の第二高調波発生を用いた径偏光ベクトルビームの短波長化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田村大、張本鉄雄
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-14
• [学会発表] 第二高調波発生を利用したドーナツ型ビームの時間分布特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長田 基希、張本鉄雄
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎（東京都・文京区）
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] 特性因子ΔSを用いたニ次非線形光学過程の最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 張本鉄雄
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道・札幌市北区）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] 楕円レーザービーム自動調整光学系の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林由佑、張本鉄雄、松坂浩志
  • 学会等名: 第14回レーザー学会東京支部研究会
  • 発表場所: 東海大学高輪湘南キャンパス
• [学会発表] 光パラメトリック増幅効果を用いたドーナツビームの発生 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤勝仁、張本鉄雄
  • 学会等名: 第14回レーザー学会東京支部研究会
  • 発表場所: 東海大学高輪湘南キャンパス
• [学会発表] 第二高調波発生を利用したドーナツ型ビームの生成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長田 基希、張本 鉄雄
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
• [学会発表] 二次の非線形光学効果における位相不整合の近似解析法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 張本鉄雄
  • 学会等名: 2013日本光学会年次学術講演会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂