2012 Fiscal Year Annual Research Report
高出力真空紫外・極端紫外高調波光源の開発とレーザー光電子分光の確立
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24246022
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
渡部 俊太郎 東京理科大学, 総合研究機構, 教授 (50143540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 昌良 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (00175697)
張 贇 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (00508830)
岡田 佳子 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50231212)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 高次高調波 / 超短パルス / 高出力レーザー / ＫＢＢＦ / 波長変換 / 光電子分光 / 軟Ｘ旋分光 / 外部共振器 |
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| Research Abstract |
プリズムカップルKBBF素子ではKBBFの研磨精度（平行度・粗さ）の向上により、界面における損失を低減した。この素子は東京大学物性研究所（物性研）の光電子分光用光源に供し、8eVでは1μWの出力を得た。また7eV光源を用いた超高分解能光電子分光により、超伝導体などの物性研究に貢献した。TW級レーザーの開発においては、キヤノンと共同で世界最大の高効率透過グレーティングを開発した。回折効率は95％以上で、実際の装置のパルス圧縮器のスループットは80％に達した。これは日本の主な研究所で使われ始めている。
広帯域波長変換法により2倍波を発生し、400nmにおいて16フェムト秒で1.6Ｗ（1kHz）の出力を得た。またKBBFを用いた二重広帯域波長変換法により200nm（6.2 eV）において50フェムト秒で30mWの出力を得た。
ピコ秒モード同期チタンサファイアレーザーの2段外部共振器により4倍波を発生した。2段目では、中国科学院で開発されたブリュースター角で入射するプリズムカップルKBBF素子を用いて、199nmにおいて32mW（繰り返し82MHz）の出力を得た（関係論文印刷中）。高次高波長の発生においてはパルスガスジェットの最適化を行い、また差動排気システムを構築した。また斜入射分光器の調整とMCPの画像処理装置により軟X線領域までの高調波の観測が可能となった。
また物性研との共同研究において2サイクルの超短パルスを1.6μm帯で発生し、水の窓領域（2.3～4.4nm）において高次高調波のキャリアーエンベロップ効果を観測した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画では（1）KBBF素子の改良、（2）TW級レーザーを用いた広帯域波長変換（BFD）による2倍波の発生と二重BFDによる4倍波（6.2eV）の発生、（3）ピコ秒モード同期チタンサファイアレーザーの2段階外部キャビティーによる4倍波発生、（4）高次高調波の発生装置と軟X線分光器の整備を目標としたが、いずれも目標を達成した。
予想以上であったのが、東京大学物性研究所との共同研究であり、こちらから提供したKBBF素子を用いた光源を用いて、数々の物性研究上の成果があがった。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には当初の計画通りに進める。KBBFは今後も改良を続ける。TW級レーザーではBBOを4倍波用結晶として用い、KBBFに比べて長波長（220nm）となるが、20フェムト秒で200mW（繰り返し1kHz）の出力を目指す。ピコ秒チタンサファイアレーザーでは5倍波（160nm）の発生の準備を行う。また高調波では、多波長光源による高出力高調波の実験を行う。
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[Journal Article] Quasiparticles and Fermi liquid behaviour in an organic metal2012
Author(s)
T. Kiss, A. Chainani, H. M. Yamamoto, T. Miyazaki, T. Akimoto, T. Shimojima, K. Ishizaka, S. War anabe, C-T. Chena, R. Kato, A. Fukay, and S. Shin
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 3
Pages: 1089-1094
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Octet-Line Node Structure of Superconducting Order Parameter in2012
Author(s)
K. Okazaki, Y. Ota, Y. Kotani, W. Malaeb, Y. Ishida, T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C-T. Chen, T. Saito, H. Fukazawa, Y. Kohori,, H. Miyahara, R. Arita, A. Chainani, and S.Shin
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Journal Title
SCIENCE
Volume: 337
Pages: 1314-1317
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Abrupt change in the energy gap of superconducting Ba(1-x)K(x)Fe2As2 single crystals with hole doping2012
Author(s)
W. Malaeb, T. Shimojima, Y. Ishida, K. Okazaki, Y. Ota, K. Ohgushi, K. Kihou, T. Saito, C. H. Lee, S. Ishida, C-T. Chen, S. Watanabe, H. Ikeda, and S. Shin
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW B
Volume: 86
Pages: 165117-1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evidence for a cos(4fai) modulation of the superconducting energy gap of optimally doped FeTe0.6Se0.4 single crystals using laser angle-resolved photoemission spectroscopy2012
Author(s)
K. Okazaki, Y. Ito,Y. Ota, Y. Kotani. T. Shimojima, T. Kiss, S. Watanabe, C-T. Chen, S. Nitaka, T. Hanaguri, H. Takagi, A. Chainani. and S. Shin
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW LETTERS
Volume: 109
Pages: 237011-1-5
DOI
Peer Reviewed
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