気体中の自己トラップを用いた超広帯域コヒーレント光発生の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454112
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 植田 憲一 電気通信大学, レーザー極限技術研究センター, 教授 (10103938)
• 研究分担者: 米田 仁紀 電気通信大学, レーザー極限技術研究センター, 助手 (00210790) ; 西岡 一 電気通信大学, レーザー極限技術研究センター, 助教授 (70180586)
• キーワード: 超短パルスレーザー / コヒーレント光 / 白色光 / 波長変換 / 分光学 / 高強度光 / 真空紫外光 / 非線形光学

研究概要

気体の非線形屈折率を空間・時間の両面から用いた波長変換法を提案し、実験的に真空紫外から赤外の光領域全域に渡るレーザー光の発生を行った。出力2TW、パルス幅125fsのチタンサファイヤレーザー光を焦点距離5mのレンズを用いて希ガス中に集光し、多チャンネルの自己束縛チャンネルを形成した。真空紫外分光器、マルチチャンネル検出器を用いてスペクトル強度を測定し、真空紫外域で100MW/nm、紫外から赤外域で1GW/nmの単一波長のレーザーに匹敵する強い強度が得られることを示した。ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの異なる希ガス中のスペクトル強度、スペクトル帯域を測定した。同時に、ガス圧力、励起レーザー光強度に対する依存性を測定した。その結果、最短波長は多光子吸収により制限されるため、短波長光発生には媒質の非線形屈折率の大きさよりもイオン化エネルギーの大きな媒質が適していることを明らかにした。励起レーザー波長依存性を調べ、短波長レーザーは多光子吸収を起こしやすいため、自己束縛には赤外レーザーが適していることを示した。相互相関法に用いて、各波長の群遅延時間をフェムト秒の時間分解能で測定し、可視、赤外域では200fs以下のパルス幅を持つことを明らかにした。ビームの遠視野像を測定し、ビーム拡がり各は1mrad以下でありレーザーと同様の集光性能を持つことを示した。

研究成果

• [文献書誌] H.Nishioka,M.Odajima,K.Ueda,and H.Takuma:"Ultra-broad-band continuum generation in multi-channel propagation of tera-watt Ti : Al_2O_3 lasers;" Opt.Lett.vol.20. 2505 (1995)
• [文献書誌] A.A.Kaminskii,H.Nishioka,Y.Kubota,K.Ueda,H.Takuma,S.B.Bagaev,A.A.Paylyuk:"New manifestations of nonlinear optical interactions in KY (WO_4) and KGd (WO_4) _2 laser crystals;" Dokl.Akad.Nauk (Russia). vol.346. 33-36 (1996)
• [文献書誌] H.Nishioka,W.Odajima,and K.Ueda:"Intense coherent VUV radiation from a self-trapped ultra-short laser pulse," J.of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. vol.80. 263-266 (1996)
• [文献書誌] H.Nishioka,W.Odajima,Y.Sasaki,and K.Ueda:"Super-wide-band coherent light generation in multi-channeling propagation of tera-watt Ti : Sapphire laser pulses;" Prog.Crystal Growth and Charact.Vol.33. 237-240 (1996)
• [文献書誌] H.Nishioka,W.Odajima,M.Tateno,K.Ueda,A.A.Kaminskii,and A.V.Butashin.S.N.Bagayev,A.A.Pavlyuk:"Femtosecond continuously tunable second harmonic generation over the entire-visible range in orthorhombic acentric Gd_2(MoO_4)_3 crystals," Appl.Phys Lett.Mar17. (1997)