Development of coherent combine technique of high power laser pulses and its diagnostics for generating few cycle laser pulse

高功率激光脉冲相干组合技术及其诊断产生少周期激光脉冲的发展

• 批准号: 21K04918
• 负责人: 岩崎 純史
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04918/
• 关键词: フェムト秒ファイバーレーザー; ピエゾ制御ミラー; 温度ドリフト; フェムト秒ファバレーザー; CFBG; パルス伸長器; 半導体光増幅器; コヒーレントビーム結合; フェムト秒レーザーパルス; コヒーレント結合; 位相; 数サイクルパルス

2021年度には実験室整備の遅れのため、レーザー装置の性能評価が遅れていたが、2022年度には実験室の整備を終え、レーザー装置の性能評価が開始できる状況が整った。2022年度には、まずこれまで構築したレーザーシステムの更新を行った。イッテルビウム(Yb)フェムト秒ファイバー発振器として非線形偏波回転によるモード同期レーザーを用いていたが、発振が不安定になる場合があるため、Figure-8型発振器を導入して常にパルス発振動作するようにした。また、一部の増幅器内の部材に不具合や透過バンド幅の不一致がみられたため、パルス伸長器をChirped fiber blagg grating（CFBG）から200mのPMファイバーに変更した。自己相関計による測定によって伸長後のパルス幅は約150 ピコ秒である。このパルスを用いて、高出力Ybロッド増幅器出力のコヒーレントビーム結合に着手した。具体的には、パルス伸長したレーザービームを、2021年度に構築したビーム分離光学系によって二つに分離して、まず増幅せずそのまま結合する試験を行った。2つのアームの片側にピエゾ制御ミラーとピコモータ制御したミラーを導入し、それぞれsub-nmと数 nmの制御に用いた。ピエゾミラーは1040 nmの波長の光1/2^8 周期の精度で原理的に動作が可能である。これらの光学系にガイドレーザーを導入して、合波後に干渉信号を10時間測定したところ、2つのアームの光路差自体に約100 nmのドリフトが見られ、主に環境の温度変化によるものと考えられる。そこで、今後は環境のドリフトの影響を抑えながら、結合制御系の構築と検証に着手する。

在2021年，由于实验室维护的延迟，激光设备的性能评估被延迟，但是在2022年，实验室完成了激光设备的性能评估。在2022年，我们首先更新了到目前为止构建的激光系统。尽管将具有非线性极化旋转的模式锁定激光用作YTTERBIUM（YB）飞秒纤维振荡器，因为振荡可能变得不稳定，但引入了图8型振荡器，以确保脉冲振荡不断运行。此外，由于某些放大器的透射带宽的缺陷和不一致，脉冲延伸从chir的纤维BLAGG光栅（CFBG）更改为200m PM纤维。延伸后的脉冲宽度约为150个通过自相关器测量的皮秒。该脉冲用于进行高功率YB杆放大器输出的相干束耦合。具体而言，使用2021年构建的光束分离光学系统将脉冲激光束分成两个，并首先测试以在没有扩增的情况下组合。在两个臂的一侧引入了一个压电对照的镜子和皮肤镜控制的镜子，分别用于控制子NM和几个NM。压电镜能够原理以1040 nm的波长精度为1/2^8的光周期。当引导激光被引入这些光学系统，并在合并波后测量干扰信号10小时时，在两个臂之间的光路差中观察到了大约100 nm的漂移，并且被认为主要是由于环境温度的变化。因此，将来，我们将开始构建和验证耦合控制系统，同时抑制环境漂移的影响。

项目成果

Development of lasers for the next 5 years

未来5年激光器的发展

• 发表时间: 2022
• 作者: SHIOJIMA Kenji;IMABAYASHI Hiroki;MISHIMA Tomoyoshi;Y. Miyamoto;Atsushi Iwasaki
• 通讯作者: Atsushi Iwasaki

高次高調波によるものづくり

使用高次谐波进行制造

• 发表时间: 2021
• 作者: Shiojima Kenji;Kawasumi Yuto;Yasui Yuto;Kashiwagi Yukiyasu;Tamai Toshiyuki;竹安隼哉，西田宗弘，角屋豊;Atsushi Iwasaki
• 通讯作者: Atsushi Iwasaki