3μm光によるサブkeV領域のアト秒パルスの発生とその応用

利用3μm光产生亚keV区域阿秒脉冲及其应用

• 批准号: 19H00876
• 负责人: 緑川 克美
• 金额: $ 28.95万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H00876/
• 关键词: 量子エレクトロニクス; レーザー工学; アト秒科学; 超高速光科学; 非線形光学

物質中の電子の動きを捉えることができるアト秒パルスレーザーは、物理学、化学、生物・医科学等の基礎科学分野のみならず、超高速電子デバイス等ならびに高性能触媒や人工光合成等の化学・材料等の産業分野においても必須のツールとなるとものと期待されている。しかし、2001年にアト秒パルスおよびパルス列の発生が観測されて以来、その発生・計測法ならびに利用は、急速に発展してきたが、未だに利用できる波長域は、光子エネルギーにして100eV以下の極端紫外（XUV）領域に制限されており、今、その波長域の拡大が切望されている。本課題では、独自に開発した高エネルギー中赤外レーザー光源とルーズフォーカス法を用いることにより、その波長域をサブkeV領域にまで拡張しアト秒科学の新たな展開を図る。H31年度は、フェムトTi:Sレーザーを励起光とした通常のOPAで発生した2.5μm帯のアイドラー光を複数枚の固体基板中（YAG）に導き、その自己位相変調を利用してスペクトルを1.8～4.0μmにまで拡張し、DC-OPAのシード光とするための実験を行う。さらに、第１増幅器の前に設置したAOPDFによりこのシード光のチャープとパルス幅を調整することにより、増幅中の狭帯域化を大幅に改善する。これによって励起光とシード光のスペクトル帯域が時間的にもマッチングするため、変換効率も改善され圧縮前で40mJ程度のパルスエネルギーが期待できる。

阿秒脉冲激光器可以捕获材料中电子的运动，不仅应用于物理、化学、生物和医学等基础科学领域，而且还应用于超高速电子器件和高性能催化剂等化学领域以及人工光合作用。 ・有望成为材料等工业领域的必备工具。然而，自从2001年观察到阿秒脉冲和脉冲串的产生以来，它们的产生、测量方法和利用都迅速发展，但仍然可以使用的波长范围是光子能量为100 eV以下的极紫外光（XUV）区域，现在强烈希望扩大该波长范围。在本项目中，我们将利用自主研发的高能中红外激光光源和散焦方法，将波长范围扩展到sub-keV区域，力求阿秒科学的新发展。 2019财年，我们将使用飞秒Ti:S激光器作为激发光，将普通OPA产生的2.5μm波段闲散光引导到多个固体基板（YAG）中，并利用其自相位调制将光谱提高1.8我们将进行实验，将波长扩展到~4.0 μm，并将其用作 DC-OPA 的种子光。此外，通过使用安装在第一个放大器前面的AOPDF来调整该种子光的啁啾和脉冲宽度，可以大大改善放大过程中的窄带化。这使得激发光和种子光的光谱带在时间上匹配，提高转换效率并允许压缩前约 40 mJ 的脉冲能量。