プラズマ非線形光学による広帯域フェムト秒光源

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24760048
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 鈴木 将之 埼玉医科大学, 医学部, 准教授 (60622371)
• キーワード: 超短パルスレーザー / 広帯域光源 / 波長変換 / 高性能レーザー / レーザープラズマ

研究概要

平成２５年度は、昨年に開発したレーザー励起プラズマ非線形媒質発生装置を用いて広帯域フェムト秒光源生成を行った。波長変換特性評価の一環としてピコ秒レーザーのビームラインにマルチスリットを導入してマルチレーザー励起プラズマの生成による疑似位相整合高次高調波生成を行い、高調波の強度増大に成功した。長さ２５ｍｍのプラズマと長さ０．５ｍｍの５つのプラズマを用いた高次高調波の強度比較を行った結果、０．５ｍｍの５つのプラズマを用いた３３次高調波の強度は、長さ２５ｍｍのプラズマを用いたときの約１３倍であった。これは基本波と波長変換された３３次高調波のコヒーレンス長ごとにプラズマを生成させ、空間的に屈折率変化状態を実現したことで位相不整合の補償ができたためと考えられる。これを利用して長さ０．４ｍｍの８個のマンガンレーザー励起プラズマを用いたとき、波長１５ｎｍ領域において４０倍の強度増大を得ることに成功した。これらの結果からプラズマの間隔と個数を調整して強度増大可能な波長を可変化できることを明確にした。つぎに複数のレーザー励起プラズマにω１とω２の二色電場フェムト秒レーザーを入射して波長変換特性評価を行った。銀のレーザー励起プラズマを用いたとき、ω１とω２の照射タイミングの最適化と非線形媒質中の強い共鳴効果を利用することで波長５０ｎｍの領域における複数次数の高調波は、通常の場合と比較して約５０倍の強度増大が観測された。最後にグラフェンとフラーレン、ダイヤモンド状炭素をターゲットとしたレーザー励起プラズマを非線形媒質に用いた波長変換の特性評価を行った。ナノ粒子材料をターゲットに用いたとき、表面プラズモン共鳴吸収が存在する波長域において高次高調波の強度増大が観測された。これは光誘起による双極子モーメントの増大よるものであることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Quasi-phase-matching induced enhancement of high-order harmonics during two-color pump of multi-jet plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: R. A. Ganeev, M. Suzuki, and H. Kuroda
  • 雑誌名: Journal of Physics B- Atomic, Molecular and Optical Physics- 巻: 47(10) ページ: 05407/1-8
  • DOI: 10.1088/0953-4075/47/10/105401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-phase-matching of laser harmonics using variable multi-jet plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: R. A. Ganeev, M. Suzuki, P. V. Redkin, Kuroda
  • 雑誌名: Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials 巻: 23 (1) ページ: 1450013/1-10
  • DOI: 10.1142/S0218863514500131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced harmonic generation using different second-harmonic sources for the two-color pump of extended laser-produced plasmas (2014)
  • 著者名/発表者名: R. A. Ganeev, M. Suzuki, and H. Kuroda
  • 雑誌名: Journal of the Optical Society of America 巻: B 31 (4) ページ: 911-918
  • DOI: 10.1364/JOSAB.31.000911
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quasi-phase-matching of high-order harmonics in multiple plasma jets (2014)
  • 著者名/発表者名: R. A. Ganeev, M. Suzuki, and H. Kuroda
  • 雑誌名: Physical Review 巻: A 89 ページ: 033821/1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.89.033821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-high sensitive and high resolution optical coherence tomography using a laser induced electromagnetic dipole (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kuroda, M .Baba, M. Suzuki, and S. Yoneya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 (14) ページ: 141118
  • DOI: 10.1063/1.4824493
  • 査読あり
• [雑誌論文] A high speed three-dimensional spectral domain optical coherence tomography with <2μm axial resolution using wide bandwidth femtosecond mode-locked laser (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kuroda, M .Baba, M. Suzuki, and S. Yoneya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 102 (25) ページ: 251102
  • DOI: 10.1063/1.4812342
  • 査読あり
• [学会発表] 広帯域レーザー光干渉断層計による視神経乳頭における動脈拍動計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木将之、黒田寛人、庄司拓平、馬場基芳、板谷正紀、米谷新
  • 学会等名: 第117回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 帝国ホテル（東京都千代田区）
  • 年月日: 20140403-20140406
• [学会発表] 篩状板のブルッフ膜面に対する傾斜角度と緑内障および近視との関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 庄司拓平、黒田寛人、鈴木将之、伊吹寿士、馬場基芳、板谷正紀、新家眞、米谷新
  • 学会等名: 第117回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 帝国ホテル（東京都千代田区）
  • 年月日: 20140403-20140406