| 研究概要 |
本研究では,超短光パルスの時間幅を見積もるために,半導体の二光子吸収を利用した小型自己相関器を試作することを目的としている.2年の研究期間の最終年に当たる本年度は,昨年度の半導体二光子吸収に関する基礎実験の結果を踏まえて,干渉計の小型簡易化を図り,装置の試作を行った.従来のマイケルソン干渉計とは異なる,隣接する2枚の石英板からなる干渉計を作製し,窒化ガリウムやガリウム砒素リンの半導体素子を用いて,ピコ秒パルスの自己相関測定を行った.石英板の一方は固定し,他方は回転する機構をもたせ,その境界部分にパルスビームを入射することで,回転側を通過したビーム成分に,固定側のそれに対して時間遅延を与えた.両ビーム成分をレンズで半導体素子上に集光することにより,二光子吸収にもとづく強度相関波形が描けた.結局,本装置により,ビームを分離せず,見かけ上,ビーム軸を直線に保ったまま自己相関測定が行えることを確認した.また,本測定方式は非共軸相関測定にあたるため,パルス内の周波数チャープ情報をもつフリンジ分解位相相関波形は観測できないと考えられたが,特定の実験条件下では,その波形が観測された.その理由を調べるために,石英板境界付近で生じる回折光の影響を考慮した数値計算を行ったところ,受光素子の受光面が空間アパーチャの役割を果たし,フリンジ波形が再生されることを見積もった.装置のより小型化をめざして,受光素子の前に積極的に空間アパーチャを挿入することを考え,その径を数値計算より見積もった.この設計にもとづく小型自己相関装置を試作し,実際に超短光パルスの強度およびフリンジ分解位相自己相関波形を観測することにより,その有用性を確認した.
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