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。

2021年，由于实验室筹备工作延误，激光设备的性能评估被推迟，但2022年，实验室竣工，目前情况已就绪，可以开始激光设备的性能评估。 2022年，我们将首先更新我们迄今为止构建的激光系统。使用非线性偏振旋转的锁模激光器被用作镱（Yb）飞秒光纤振荡器，但振荡可能变得不稳定，因此引入了8字型振荡器以持续进行脉冲振荡。此外，由于放大器内的某些组件存在缺陷并且观察到传输带宽不匹配，因此将脉冲展宽器从啁啾光纤布拉格光栅 (CFBG) 更改为 200m PM 光纤。通过自相关仪测量，拉伸后的脉冲宽度约为 150 皮秒。利用这个脉冲，我们启动了高功率镱棒放大器输出的相干光束组合。具体来说，我们进行了一项测试，其中使用2021年建造的光束分离光学系统将脉冲拉伸激光束分成两部分，然后直接组合而不进行放大。在两个臂的一侧引入了压电控制镜和皮电机控制镜，分别用于亚纳米和几纳米控制。原则上，压电镜可以以波长为 1040 nm 的光周期的 1/2^8 精度运行。当我们在这些光学系统中引入引导激光并测量组合后10小时的干涉信号时，我们发现两个臂之间的光程差本身存在约100 nm的漂移，这主要是由于环境温度造成的可能的变化。因此，未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

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: Atsushi Iwasaki

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: 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: Atsushi Iwasaki

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: Atsushi Iwasaki