| 研究課題/領域番号 |
26800214
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
菜嶋 茂喜 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90347485)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | テラヘルツ波 / 外部共振器 / エンハンスメント効果 / 高繰り返し周期フェムト秒レーザー |
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| 研究実績の概要 |
近年のテラヘルツ波（THz波）技術の発展により，フェムト秒レーザーを用いた様々なTHz波発生手法が報告され，THz波領域の分光やイメージングでは一般的なものとなりつつある．しかしながら，その発生方法の殆どは，シングルパスによる励起手法である為，発振器レベルのレーザーでは発生効率が低いことが問題となっている．これに対し本研究では，波長変換技術として用いられている外部共振器をTHz波発生に導入し，発生したTHz波を外部共振器で閉じ込めることでTHz波を増大させる方法を提案し，発生効率の向上を目標としている．その為には，発生するTHz波パルス間を短くして大気中の伝搬距離を短くし損失を抑える必要があり，高繰り返し周期のフェムト秒レーザーを必要とする．初年度である2014年度では，励起レーザーのチタンサファイアレーザーの共振器設計及び作製に関する成果を中心に報告する．
申請者の設計したチタンサファイアレーザーの共振器では，THz波の伝搬距離を短くする目的で， 300 mmの共振器長（繰り返し周波数1 GHz）のリング型共振器を選択した．レーザー媒質であるチタンサファイア結晶は，グリーンレーザーの波長532 nmにおいて7 cm-1の吸収係数を有し，厚みが2.9 mmのものを用意した．共振器から出力光を取り出すO.C.にはブリュースター角で設置したCaF2製のウェッジ板を利用した．レーザー結晶，ウェッジペア，および大気中伝搬で発生する2次の分散は4枚のチャープミラーの負分散で補正した．作製したフェムト秒レーザーは，繰り返し周期0.99 GHz，平均強度410 mW，パルス幅35.9 fsの出力特性を確認した．また，自作レーザーを用いた従来方式のTHz波発生では，レーザーの繰り返し周期に同期したTHz波パルス列を約150のS/N比で計測した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究テーマ遂行にとって必要とされる励起レーザーの設計および作製を初年度で完了し，テラヘルツ波計測の実験を行うことができていることから，おおむね順調に進展していると評価する．
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度の段階の励起レーザーの出力特性でも，テラヘルツ波発生を行う事は可能であるが，O.C.など比較的変更が容易な共振器部分の見直しによって出力特性の向上を図ることができることから，共振器構成要素の見直しを進め，出力特性の向上を検討する．
その一方で，テラヘルツ波発生の実験では，レーザーの繰り返し周期に同期したテラヘルツ波パルス列のジッター評価やテラヘルツ波パルス間の可干渉性についての定量的な見解を得る予定である．その結果を参考に，テラヘルツ波の外部共振器構成を見直し，再設計を行っていくことを予定している．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
レーザー共振器の改良で予定していたアウトプットカプラー（O.C.）の光学部品の購入費用として考えていたが，希望する物品の費用に足らなかったので，次年度使用額として扱い，次年度の予算と合わせて購入することにした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
初年度に作製したレーザー共振器の出力特性を受けて，O.C.など比較的変更が容易な共振器部分の見直し，改良に必要とする新たな光学部品を購入する予定である．
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