非同軸配置のパラメトリック増幅法による真空紫外超短パルスレーザー開発

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16032216
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 猿倉 信彦 分子科学研究所, 分子制御レーザー開発研究センター, 助教授 (40260202)
• 研究分担者: 小野 晋吾 分子科学研究所, 分子制御レーザー開発研究センター, 助手 (40370126)
• キーワード: 紫外レーザー / 高出力レーザー

研究概要

本研究の目的は、和周波混合による領域研究の目標に則した真空紫外領域における高出力光源の実現にあり、今年度はその要素技術となる全固体紫外レーザーの高出力化、および紫外レーザー結晶を用いた共振器からの短パルス発生に的を絞った研究を行った。
まず全固体紫外レーザーの高出力化に関しては、高出力レーザーパルス発生を可能にするための紫外レーザー結晶を用いたサイドポンプレーザー増幅システムの設計と構築を進めた。Ce:LiCAF結晶の吸収係数、小信号利得係数、セルマイヤー方程式等のデータに基づき入力及び出力パルス用に2つのブリュースター面、励起パルス用には、2つのブリュースター入射面と内部反射用の2つの直行した面を持つ形状を設計し、レーザーパルスの増幅を行った結果、6.8%の取り出し効率で32mJの出力パルス(波長290nm)を得ることに成功した。
また、紫外レーザー結晶を用いた共振器から直接短パルスを発生させるため、可飽和吸収体の開発に着手した。具体的には、光源にはNd:YAGレーザーの第4高調波を用い、Zスキャン法を用いて可飽和吸収体としてのCe:LiCAF結晶の透過率の測定を行った。その結果、フルーエンスの変化により透過率は変化し、飽和も観測された。小信号吸収と励起状態吸収の割合は1.4と見積もられ、過飽和吸収体としては比較的低い値になっているが、本研究により紫外領域で初めてとなる固体可飽和吸収体を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Broadband Terahertz Radiation Emitter Using Femtosecond-Laser-Irradiated n-Type InAs under Magnetic Field (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.P.Hasselbeck, A.Quema, M.Goto, S.Ono, N.Sarukura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 43・2A ページ: L221-L223
• [雑誌論文] Teflon Photonic Crystal Fiber as Terahertz Waveguide (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Goto, A.Quema, H.Takahashi, S.Ono, N.Sarukura
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 43・2B ページ: L317-L319
• [雑誌論文] Growth and charge transfer luminescence of Yb^<3+>-doped YAIO_3 single crystals (2004)
  • 著者名/発表者名: J.B.Shim, A.Yoshikawa, T.Fukuda, J.Pejchal, M.Niki, N.Sarukura, D.H.Yoon
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 95・6 ページ: 3063-3068
• [雑誌論文] Terahertz radiation from InAs with various surface orientations under magnetic field irradiated with femtosecond optical pulses at different wavelengths (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Takahashi, M.Sakai, A.Quema, S.Ono, N.Sarukura, G.Nishijima, K.Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 95・9 ページ: 4545-4550
• [雑誌論文] Optical, infrared and EPR spectroscopy of CaF2:Ce3+ crystals co-doped with Li+ or Na+ (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Yamaga, S.Yabashi, Y.Masui, M.Honda, H.Takahshi, M.Sakai, N.Sarukura, J.-P.R.Wells, G.D.Jones
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 108・1-4 ページ: 307-311
• [雑誌論文] Onset detection of solid-state phase transition in estrogen-like chemical via terahertz transmission spectroscopy (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Quema, M.Goto, M.Sakai, G.Janairo, R.E.Ouenzerfi, H.Takahashi, S.Ono, N.Sarukura
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 85・17 ページ: 3914-3916
• [雑誌論文] Design principle of wide-gap fluoride hetero-structures for deep ultraviolet optical devices (2004)
  • 著者名/発表者名: R.E.Ouenzerfi, S.Ono, A.Quema, M.Goto, M.Sakai, N.Sarukura, T.Nishimatsu, N.Terakubo, H.Mizuseki, Y.Kawazoe, H.Sato, A.Yoshikawa, T.Fukuda
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 96・12 ページ: 7655-7659
• [雑誌論文] Design Consideration of Laser Diode and Light Emitting Diode in Vacuum Ultraviolet Based on Perovskite-Like Fluoride Crystals (2004)
  • 著者名/発表者名: R.E.Ouenzerfi, S.Ono, A.Quema, M.Goto, N.Sarukura, T.Nishimatsu, N.Terakubo, H.Mizuseki, Y.Kawazoe, A.Yoshikawa, T.Fukuda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 43・9A-B ページ: L1140-L1143