新しい卓上型短波長レーザー発振への挑戦

挑战新型桌面短波长激光振荡

基本信息

批准号：
16656111
负责人：
窪寺昌一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

2年間にわたり超短パルス高強度レーザーにより誘起される光電界電離過程を利用して、卓上型の中心波長126nmの真空紫外アルゴンエキシマレーザーに関する研究を行った。その研究過程で新たに判明した事実は以下のとおりである。・高強度レーザー生成プラズマは初期状態から低温(5eV以下)であることが、アルゴンエキシマ生成キネティクスシミュレーションにより明らかとなった。・長さ30cm程度の中空ファイバー内にアルゴンプラズマを生成することによりレーザーのレイリー長(数ミリメートル)を大きく超える長尺プラズマを生成することが可能となった。・波長126nmのアルゴンエキシマ発光のアルゴン圧依存性より高気圧中でのアルゴンエキシマの主生成過程はこれまで知られている三体衝突過程であることを確認した。・高強度レーザー生成プラズマを初期条件とするアルゴンエキシマ発光解析シミュレーション手法を開発し、実験結果と比較することでこの妥当性について検証した。・波長126nmで高い反射率を持つ誘電体多層膜鏡を用いてアルゴンエキシマ発光をフィードバックしプラズマ中に再入射させることにより1パスで0.16cm^<-1>という小信号利得係数を観測した。・中空ファイバーを用いずにレイリー長程度でプラズマ生成した場合にも発光の増幅が観測された。特に圧力が8気圧以上で増幅率の著しい増大を観測した。プラズマ長が短くなった分高強度レーザーの励起エネルギー密度があがり、その結果小信号利得係数も4cm^<-1>程度と非常に高い値が得られた。この値の妥当性ならびに8気圧以上での著しい増幅率の増大に関しては現在検討中である。・レーザー発振を目指し共振器鏡を組んだが、出力鏡の透過特性等により制限されレーザー発振を観測するまでには至らなかった。これらの成果により、卓上型のアルゴンエキシマレーザーの実現に関しては高強度レーザーの光電界電離方式を用いることの妥当性が示された。共振器の光学的特性によりレーザー発振には至らなかったが、非常に強い増幅された自然放出光を観測するに至った。

我们历时两年，利用超短脉冲高强度激光诱导的光场电离过程，对中心波长为126 nm的桌面真空紫外氩准分子激光器进行了研究。在研究过程中新发现以下事实。・氩准分子产生动力学模拟表明，高强度激光产生的等离子体比其初始状态具有低温（5eV 或更低）。・通过在长度约30cm的中空纤维中产生氩等离子体，可以产生远超过激光瑞利长度（数毫米）的长等离子体。・从126 nm波长下氩准分子发射的氩压力依赖性，我们确认高压下氩准分子的主要生产过程是先前已知的三体碰撞过程。・开发了以高强度激光等离子体为初始条件的氩准分子发射分析的模拟方法，并通过与实验结果的比较验证了其有效性。・通过使用波长为126nm的高反射率的电介质多层镜反馈氩准分子发射并将其重新注入等离子体中，一次性观察到0.16cm^<-1>的小信号增益系数。 -当不使用中空纤维而在瑞利长度附近产生等离子体时，也观察到光发射的放大。特别是，我们观察到压力高于 8 个大气压时放大系数显着增加。随着等离子体长度变短，高强度激光的激发能量密度增加，结果获得约4cm ^ -1 的非常高的小信号增益系数。该值的有效性以及放大系数在 8 atm 以上的显着增加目前正在研究中。・以激光振荡为目的组装了谐振镜，但由于输出镜的透过特性等限制，无法观察激光振荡。这些结果证明了使用高强度激光光场电离方法实现台式氩准分子激光器的有效性。尽管由于谐振器的光学特性而无法进行激光振荡，但观察到极强的放大自发发射光。