Development of next generation high intensity laser for high-throughput attosecond spectroscopy

开发用于高通量阿秒光谱的下一代高强度激光器

基本信息

批准号：
18H03885
负责人：
板谷治郎
金额：
$ 27.96万
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 (A)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題の目的は、高平均出力・高繰り返し固体レーザーを励起源とする次世代極短パルス光パラメトリック増幅光源を開発し、高次高調波として発生するアト秒軟X線パルスの平均出力を増大させることである。これにより、広く普及している高出力チタンサファイアレーザーを励起源とした極短パルス光パラメトリック増幅光源では実現不可能な、高いフォトンフラックスでのアト秒軟X線パルス発生が実現され、原子・分子を対象としてきたアト秒科学を物性科学へ展開させることが期待出来る。平成30年度4月から7月までの期間において、以下の二つの研究開発を実施した。（１）既存のYb固体レーザーシステムを用いて、固体薄板中での非線形伝搬を利用したパルス圧縮の予備実験を行った。簡便なセットアップで、時間幅180 fsのフェムト秒パルスのスペクトル幅を広帯域化することに成功した。また、適切な分散補償を行うことにより、時間幅10 fs程度までのパルス圧縮が可能という見通しを得た。本手法は、今後開発予定のYb固体レーザーをベースとした高出力光パラメトリック増幅光源におけるシードパルス発生手法として有望であり、今後、差周波発生による超広帯域赤外フェムト秒パルス発生等に適用する予定である。（２）米国University of Central Florida(UCF)のChangグループとの共同実験を行い、凝縮系薄膜に対する炭素K吸収端（光子エネルギー 280 eV付近）での軟X線吸収分光実験を試行した。本実験を通して、既存光源の高度化によって「水の窓」の長波長側における超高速軟X線吸収分光が実現可能であるという見通しが立ったため、光源開発と平行して、軟X線分光ビームラインの整備に着手した。

该研究主题的目的是开发下一代超短脉冲光学参数放大光源，该光源使用高平均功率和高重复的固态激光器作为来源，以增加产生的attsod soft X射线脉冲的平均输出，该脉冲的平均输出为高阶谐波。这使得具有高光子通量的Attsond Soft X射线脉冲产生，使用广泛流行的高功率蓝宝石激光器是超短脉冲光学参数放大光源无法进行的，并且可以预期的是，Attosecond Science已靶向原子和分子，将扩展到物理性质中。在2018年4月至7月的期间进行了以下两项研究和发展：（1）使用现有的YB固态激光系统在实心薄板中使用非线性传播进行脉冲压缩的初步实验。通过简单的设置，我们成功地扩大了飞秒脉冲的光谱宽度，其时间宽度为180 fs。此外，通过执行适当的分散补偿，可以实现脉冲压缩的时间宽度约为10 fs。该方法是基于YB固态激光器的高功率光学参数放大光源的种子脉冲生成方法，该方法将在将来开发，并计划用于由于差异频率产生而应用于超宽带红外飞秒脉冲产生。（2）我们在佛罗里达州中央大学（UCF）与Chang组进行了联合实验，并在碳纤维的薄膜上对碳k吸收边缘（约280 eV的光子能量约为280 eV的光子能量）进行了软X射线吸收光谱实验。通过该实验，可以预期可以通过现有光源的发展来实现“水窗”长波长侧的超高X射线吸收光谱，因此与光源的发展并行，我们开始开发软X射线光谱光束线。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

University of Central Florida(米国)

中佛罗里达大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

高強度中赤外光源と固体強光子場科学

高强度中红外光源与固态强光子场科学

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ogasawara Takuma;Huynh Kim-Khuong;Tahara Time;Kida Takanori;Hagiwara Masayuki;Ar?on Denis;Kimata Motoi;Matsushita Stephane Yu;Nagata Kazumasa;Tanigaki Katsumi;板谷治郎
通讯作者：
板谷治郎

Generation of Sub-Two-Cycle CEP-stable Optical Pulses at 3.5 um by Multiple-Plate Pulse Compression for High-Harmonic Generation in Crystals

通过多板脉冲压缩生成 3.5 um 亚二周期 CEP 稳定光脉冲，用于在晶体中生成高次谐波