強光子場デザインのためのスペクトラル利得回折格子を用いた広帯域位共役鏡

使用光谱增益光栅进行强光子场设计的宽带位置共轭镜

• 批准号: 16032202
• 负责人: 尾松 孝茂
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16032202/
• 关键词: レーザー; 非線形光学; 位相共役波; レーザー; 非線形光学; 位相共役波

本研究の目的は、フォトリフラクティブ結晶に記録されたスペクトラム利得回折格子を利用して、超短パルスレーザーのようなスペクトル帯域が極限的に広い光波のスペクトルを損なうことなく位相共役波を発生させることである。すなわち、超短パルスレーザーの波面、スペクトルを自在に制御できる革新的な広帯域位相共役鏡(スペクトラル位相共役鏡)を開発し、強光子場デザインのための革新的な光学技術、フェムト秒位相共役光学の確立を目指す.これまでに、近赤外域で大きなフォトリフラクティブ非線形光学効果を示すRhイオンドープBaTiO_3結晶とその外部に配置したループ共振器からなる広帯域位相共役鏡を新規に考案し、チャープパルス(スペクトル半値幅〜2nm)に対する特性を実験的に実証した。特に、結晶方位、Rhイオン濃度、光学系の最適化によって50%近い反射率を示す高機能位相共役鏡が開発できた。この位相共役鏡を半導体レーザー側面励起Nd : YVO_4レーザー増幅器に適用し、発振器・増幅器の構成で平均出力18Wを達成した。レーザー増幅器からのエネルギー取り出し効率は35%であった。さらには、システムの小型化高機能化を目指し、発振器をファイバー化した。回折限界ビーム品質を持つ10W級超短パルスレーザーシステムの開発に成功した。これらのレーザーを集光すると10TW/cm^2に近い光強度が実現できるため、限られた実験スペースで強光子場が作り出せる。

这项研究的目的是使用记录在光疗法晶体上的光谱增益光栅来产生相结合波，而不会损害极宽的光波（例如超短脉冲激光器）的光谱带。换句话说，我们已经开发了一种创新的宽带相结合镜（光谱相结合的镜子），使我们能够自由地控制超短脉冲激光器的波前和光谱，并旨在建立一种飞跃相位相结合的光学技术来实现强光子场设计。迄今为止，我们设计了一个宽带相结合的镜子，该镜子由掺杂的rh离子batio_3晶体组成，该晶体在近红外区域表现出很大的光致热性非线性光学效应，并放置在外面的环回光头，并在实验上证明了chi脉脉冲的特征（半光谱宽度为2 nm）。特别是，通过优化晶体方向，RH离子浓度和光学系统，已经开发出具有近50％反射率的高性能相结合镜。将此相结合的镜像应用于半导体激光侧泵ND：YVO_4激光放大器，使用振荡器和放大器配置实现了18W的平均输出。激光放大器的能量提取效率为35％。此外，振荡器已转换为纤维，以使系统更小且功能更大。我们已经成功地开发了一个具有衍射限制光束质量的10W类超短脉冲激光系统。通过聚焦这些激光器，可以实现接近10 Tw/cm^2的光强度，从而在有限的实验空间中产生强烈的光子场。