• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実施状況報告書

ミリジュール級 THz レーザーシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K13704
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, 光量子工学研究領域, 専任研究員 (80360577)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードレーザー / THz発生
研究実績の概要

研究計画に従い,本年度はTHz 発生用のポンプ光となる DC-OPA レーザーシステムの構築を行った.
フロンエンドには 1 kHz のTi:sapphire レーザー(0.8 m, 7mJ) を使用し,出力されるコンプレッションパルスをシード光生成の為のOPA 励起へ,チャープ光を後段に設置した10 Hz のマルチパス増幅器に入射し 10 Hz パルスの出力として800 mJ を取り出した.ポンプ光に対しては大型回折格子を用いたパルスコンプレッサーによりDC-OPA に最適化したチャープ量と符号を附加し,シード光に対しては音響光学素子 (AOPDF) を用いてチャープ量の制御を行った.
DC-OPA は BBO 結晶を用いた2 段の増幅段で構成した.各増幅段において DC-OPA に最適化された分散量を持つシード光及びポンプ光を入射することで,ポンプ光からの変換効率として 30 % を達成した. また,最終段アンプにおいては 700 mJ のポンプ光を投入することで,シグナル+アイドラーの全エネルギーとして 230 mJ を取り出すことに成功した.得られた出力は,これまで実現された 1-2 um 帯域におけるパルスエネルギーとして世界最大値であり,研究計画以上のレーザースペックを達成することができた.さらに大型プリズム結晶を用いたパルス圧縮を行い,シグナル光においてスペクトル帯域から決まるフーリエ限界値のパルス幅を実現することにも成功した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究計画通り28年度中にDC-OPAレーザーシステムの整備を完了できたこと,さらに研究計画で予測したよりも高いDC-OPA出力エネルギーを達成できたことから,当初の計画以上に進展しているとか考える.
またDC-OPA において,大気中水分の吸収によるスペクトル変調を危惧していたが,増幅波長域をシフトさせることで吸収帯を回避し,理想的な増幅及びスペクトル帯域を実現することができたことも大きな前進となった.

今後の研究の推進方策

研究計画に従い,THz 発生の実験を行う.DC-OPA から出力されたチャープシグナル光,およびチャープアイドラー光を用いた DFG により効率の良い THz 発生を実現する.非線形結晶として2種類の結晶をテストする予定である.

次年度使用額が生じた理由

他予算からも本研究について補助が得られたので,本研究費から拠出する予算を低く抑えることができ,結果余剰金が発生した.

次年度使用額の使用計画

THz 発生用の非線形光学結晶の購入に使用する予定.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Indirect high-bandwidth stabilization of carrier-envelope phase of a high-energy, low-repetition-rate laser2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Fu, E. J. Takahashi, K. Midorikawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 24 ページ: 13276-13287

    • DOI

      10.1364/OE.24.013276

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wide-range narrowband multilayer mirror for selecting a single-order harmonic in the photon energy range of 40-70 eV2016

    • 著者名/発表者名
      M. Hatayama, S. Ichimaru, T. Ohcni, E. J. Takahashi, K. Midorikawa, S. Oku
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 24 ページ: 14546-14551

    • DOI

      10.1364/OE.24.014546

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dual-chirped optical parametric amplification: DC-OPA - Towards few hundred mJ infrared pulses -2017

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation
    • 発表場所
      新竹(台湾)
    • 年月日
      2017-03-26 – 2017-03-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 200 mJ infrared fs laser source by DC-OPA2017

    • 著者名/発表者名
      Yuxi Fu, Eiji J. Takahashi, Bing Xue, Katsumi Midorikawa
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] HIGH-ENERGY ULTRAFAST MULTICOLOR LASER2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi
    • 学会等名
      The 9th Asian Symposium on Intense Laser Science
    • 発表場所
      Ninh Ninh city (ベトナム)
    • 年月日
      2016-11-06 – 2016-11-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress on high-energy ultrafast laser systems in RIKEN2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi
    • 学会等名
      RIKEN&HUST Joint Symposium
    • 発表場所
      武漢(中国)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-energy multi-channel waveform synthesizer for generating microjoule-level2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi
    • 学会等名
      The 2016 IEEE Photonics Conference, 29th Annual Conference of the IEEE Photonics Society
    • 発表場所
      ハワイ(米国)
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DC-OPA を用いた100 mJ 級超短パルス赤外光源の開発2016

    • 著者名/発表者名
      高橋栄治, Yuxi Fu, 緑川克美
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 高出力光シンセサイザーの開発22016

    • 著者名/発表者名
      高橋栄治, 田丸裕基, Fu Yuxi, Oliver D. Muecke, Franz X. Keartner, 須田亮, 緑川克美
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 50-mJ waveform synthesizer for generating microjoule-scale isolated attosecond pulses2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi, Yuuki Tamaru, Yuxi Fu, Oliver D. Muecke, Franz X. Kaertner, Akira Suda, Katsumi Midorikawa
    • 学会等名
      CLEO2016
    • 発表場所
      サンノゼ(米国)
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] High-energy ultrafast IR laser pulses by dual-chirped optical parametric amplification2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji J. Takahashi, Yuxi Fu, Katsumi Midorikawa
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pacific Laser Symposium
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2016-05-11 – 2016-05-13
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi