超広帯域サブ20フェムト秒深紫外パルス光の間接位相制御と量子状態制御への応用

超宽带亚20飞秒深紫外脉冲光间接相位控制及其在量子态控制中的应用

• 批准号: 16686006
• 负责人: 鍋川 康夫
• 金额: $ 12.48万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16686006/
• 关键词: 深紫外; フェムト秒パルス; 位相制御; 位相整合; 分散

昨年度までの研究に於いて既に以下の様な結果を得ている。1.サブ20fsの超短パルスに必要なスペクトル帯域幅を深紫外領域で確保するための広帯域和周波混合の実証、及び、これに伴う高次角度分散の補償。2.角度分散補償を行った深紫外パルス光のチャープの測定と、その補償。チャープによって約3psに伸びていたパルス幅を約170fsまで圧縮した。3.基本波レーザー光の位相移行による、パルス幅の圧縮と制御。不要なスペクトル位相の歪みを基本波の位相制御によって取り除く事により、ほぼフーリエ限界に近い20fsの超短パルス深紫外光を得た。さらに基本波の位相に変調をかける事によって、深紫外光に変調をかけられる事も実証した。本年度は、Xeの異なる2光子遷移準位すべてを含む様な、深紫外域にスペクトル幅をひろげるために、基本波光を発生するレーザーシステムの改良を行った。また、それと同時にさらに短波長域である、真空紫外~極端紫外光への位相制御を視野にいれて、これらの波長域の超短パルス光の光パルス特性の計測についての研究も行った。レーザーシステムについては、増幅器に用いる光学素子の開発を行った。チタンサファイアレーザーの利得狭窄化を補償する為の多層膜部分反射鏡を試作し、これによりQ-スイッチ動作出力で710nm~930nmに渡るスペクトル幅のパルス光を得た。真空紫外~極端紫外光のパルス光については、チタンサファイアレーザーをXeに集光して得られる高次高調波に対して、自己相関に基づく測定を行い、これによってパルス幅を決定する事に成功した。この計測は、2光子超閾イオン化を利用した、異なる次数の高調波間の位相差の決定という点で、特徴がある。また、2次の自己相関波形に重畳された電場干渉の縞の対称性を観測する事によって、高次高調波に固有の電場対称性を直接的に証明した。

经过去年的研究，我们已经取得了以下成果。 1. 演示宽带和频混频，以确保深紫外区域 20fs 以下超短脉冲所需的光谱带宽，以及与此相关的高阶角色散补偿。 2.角色散补偿的深紫外脉冲光啁啾测量及其补偿。由于线性调频脉冲，脉冲宽度被延长至约 3 ps，现在被压缩至约 170 fs。 3.通过基波激光的相移进行脉冲宽度压缩和控制。通过控制基波相位，消除不必要的光谱相位畸变，获得了接近傅里叶极限的20 fs的超短脉冲深紫外光。我们还证明了可以通过调制基波的相位来调制深紫外光。今年，我们改进了产生基波光的激光系统，以将光谱宽度扩展到深紫外区域，其中包括Xe的所有不同的双光子跃迁能级。同时，我们还对这些波长范围内的超短脉冲光的光脉冲特性进行了测量研究，以期实现从真空紫外到更短波长范围的极紫外光的相位控制。关于激光系统，我们开发了用于放大器的光学元件。我们原型制作了多层部分反射镜来补偿钛蓝宝石激光器的增益变窄，并获得了光谱宽度范围为 710 nm 至 930 nm 的脉冲光，并具有 Q 开关操作输出。对于从真空紫外光到极紫外光的脉冲光，我们对钛蓝宝石激光聚焦在Xe上获得的高次谐波进行了自相关测量，并由此成功确定了脉冲宽度。该测量的独特之处在于它使用双光子超阈值电离来确定不同阶谐波之间的相位差。此外，通过观察叠加在二阶自相关波形上的电场干涉条纹的对称性，我们直接证明了高次谐波固有的电场对称性。

项目成果

Multiphoton ionization of He by using intense high-order harmonics in the soft-x-ray region

• DOI: 10.1103/physreva.71.023407
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: H. Hasegawa;E. Takahashi;Y. Nabekawa;K. Ishikawa;K. Midorikawa

レーザーハンドブック(第21章1項:CPA、第21章3項;高出力エキシマレーザー)

激光手册（第 21 章第 1 节：CPA、第 21 章第 3 节；高功率准分子激光器）

• 发表时间: 2005
• 作者: Hirokazu Hasegawa;Eiji J.Takahashi;Yasuo Nabekawa;Kenichi L.Ishikawa;Katsumi Midorikawa;レーザー学会編
• 通讯作者: レーザー学会編

Ultrafast Optics IV : Selected Contributions to the 4th International Conference on Ultrafast Optics, Vienna, Austria Section : "Broadband sum-frequency mixing for indirect phase control of UV pulses with a sub-20-fs TW-class Ti:sapphire laser system

超快光学 IV：奥地利维也纳第四届超快光学国际会议的精选贡献部分：“使用低于 20 飞秒 TW 级钛宝石激光系统对 UV 脉冲进行间接相位控制的宽带和频混合

• 发表时间: 2004
• 作者: Hirokazu Hasegawa;Eiji J.Takahashi;Yasuo Nabekawa;Kenichi L.Ishikawa;Katsumi Midorikawa;レーザー学会編;Edited by Frenc Krausz et al.
• 通讯作者: Edited by Frenc Krausz et al.