超広帯域誘導ラマン散乱光高次系列の生成

超宽带受激拉曼散射光高阶系列的产生

基本信息

批准号：
11740242
负责人：
桂川眞幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、固体水素をラマン媒質として、超広帯域にわたる高次ラマン散乱光系列を発生させることにある。通常の高次ラマン散乱光発生と異なる点は、全てのストークス、アンチストークス光が位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に発生することにある。以下、本研究期間のこの2年間に得られた成果をまとめる。1、バルクの結晶で確立した固体水素高品質結晶作成法(液相加圧結晶作成法)の技術を、薄膜結晶(1mm以下)に応用した。常温から液体He温度に向かう材料の熱収縮を考慮して、高圧(30気圧)下でも光学窓がシールされるように試料セルを設計し、1mm以下、数μmの薄さまで任意の厚みの薄膜結晶を作成する技術を確立した。2、ラマンコヒーレンス生成用の励起レーザーとして、738nm及び、832nm(二倍波:416nm)を中心波長として発振する注入同期単一縦モードパルスチタンサファイアレーザーを製作した。パルス幅20ns〜90nsのロングパルスに対して、ほぼフーリエトランスフォームリミットの線幅(20ns->〜15MHz、90ns->〜3MHz)をもったパルス出力光を得ることができた。出力エネルギーは、最大13mJ(励起エネルギー45mJ)であった。3、固体水素のQ_1(0)遷移(ν=1←0,J=0←0)にほぼラマン共鳴する単一縦モードパルスレーザー対((1)YAGレーザー基本波:1.064μm, Ti:Al_2O_3レーザー:738nm;(2)YAGレーザー三倍波:355nm,Ti:Al_2O_3レーザー二倍波:416nm)を時間空間的にオーバーラップさせて、厚み250〜300μmに用意した薄膜固体水素結晶に入射した。(1)の励起条件に対して、アンチストークス光の1次、(565nm)2次(458nm)3次(385nm)及びストークス光の2次(1.9μm)が、(2)の励起条件に対して、アンチストークス光の1次、(309nm)2次(274nm)3次(246nm)及びストークス光の2次(503nm)3次(635nm)4次(862nm)が、位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に(ガウス分布した空間パターン)をもって放射されるのが観測された。200MW/cm^2の励起強度に対して現状で得られている最大の変換効率は、アンチストークスの1次、ストークスの1次ともに15%程度であった。研究を通して、当初計画した実験システムを確立し、また、パラメトリックな高次のラマン系列の発生が、位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に放射されるという現象の基本を確認することができた。より高次の光を効率よく発生させるために、固体水素結晶の損傷しきい値をあげなければいけないということが課題として残った。

这项研究的目的是在以固体为拉曼介质的固体氢中产生一个高raman恐怖系列。与正常的高阶拉曼散射光发生的不同之处在于，所有stokes灯和抗焦点灯都完全同轴无现，而没有兴奋灯，而没有相位一致的条件。下面，总结了本研究期间最近两年获得的结果。 1。将大量晶体建立的固体氢高质量晶体创造方法（液相压力晶体创造方法）应用于薄膜晶体（1 mm或更少）。考虑到从室温到液体温度的材料的热收缩，设计了一个样品单元，以便在高压下（30 atm）密封光窗。 2。作为Ramankan Pussy的激发激光器，注射同步单垂直模式Pulstan Sapphire激光器可振荡738 nm和832 nm（双波：416 nm）作为中心波长。对于20NS脉冲宽度至90 ns的长脉冲，获得了傅立叶变换极限的脉冲输出灯几乎具有线宽度（20NS-> -15MHz，90NS-> -3MHz）。输出能高达13 MJ（激发能量45MJ）。 3。Q_1（0）固体氢的过渡（ν= 1←0，j = 0←0）单个垂直模式脉冲激光与（1）YAG激光基本波：1.064μm，Ti：al_2o_3激光器：738nm; 2）YAG激光三波：355nm，Ti：Al_2O_3激光双波：416 nm）在时间和空间中重叠，并在薄膜固体晶体中入射，制备了250至300μm的厚度。为了响应（1）的激发条件，在（2）的激发条件下，初级（565nm）次级（385 nm）和（2）。茎的光（309nm）次级（274nm）和第三（246 nm），茎（5035nm）和四倍（862 nm）的茎光未与相位合并条件结合。轻而完全同轴（高斯分布空间模式）。在当前情况下，对200MW/cm^2的激发强度的最大转化效率约为15％，抗stalks和stokes的主要效率约为15％。通过研究，建立最初计划的实验系统的基础以及参数高阶拉曼序列的发生的基础是兴奋的，而没有相巩固条件。挑战仍然是一个问题，即必须提高对固体氢晶体的损害，以便更有效地产生更高的光线。