ウエット光学素子の開発

湿式光学元件的开发

基本信息

批准号：
20656011
负责人：
米田仁紀
金额：
$ 2.24万
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 Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

高出力レーザーに使用される光学素子では、常に光学損傷による制限を受けつつ、使用されているものが多い.一般に、光学素子は、損傷しきい値の数倍下でしか動作させることができない。しかし、近年の超短パルスレーザーの発展にともない、非線形光学現象が広範囲で利用されるにつれ、可能な限りの高い強度での使用、破壊時の取り替えといった過程で研究が進んでいるものも多くの研究で見られている。本研究が提案するウエット光学では、液体の持つ自己形状修復機能を利用して、表面保護と同時に再生可能な光学素子であるが、ウエット部の液体とその基板となる固体素子との屈折率差を小さくし、さらに液体の付加形状を、照射時に高い強度となる点を固体-液体境界面からずらす設計を行うことで、およそ1桁程度の破壊しきい値の増加と、破壊しきい値近傍までの自己修復機能を確認した。また、表面張力と重力による液体表面の不安定性を利用した液滴サイズの均一化をウエット光学素子に応用することで、基板上に同径のレンズ列を高密度に作成することが可能であることが分かった。さらに、テフロンの撥水性を紫外レーザーで制御することで、配列した液滴レンズ系を作成する原理実証実験に成功した。これらは、今後、平面に均一な液滴レンズ列を作成し、高い照射強度下で波面分割を行い、高効率で波長変換をさせる素子や、ファイバーバンドルなどに自動球心で高強度なレーザー光を入射できる新しい光学素子の実現に応用されるものとなる。

始终使用高功率激光器中使用的许多光学元件，由于光学损坏而受到限制。通常，光学元素只能运行几倍的伤害阈值。但是，随着超短脉冲激光器的最新发展，由于非线性光学现象已在广泛的区域广泛使用，许多研究已经看到了以最高强度使用它们并在断裂过程中更换它们的研究进展。这项研究中提出的湿光学器件是光学元素，可以通过利用液体的自形维修功能来同时再生，而是通过设计液体中的液体之间的折射率差异，而湿部分中的液体和固体元素的固体元素与固体液体的额外形状相关，从而在固体边界表面上的额外形状是限制的，并且在该元素上的限制是构成的，并在固体范围内的强度增加了，并且在该元素上的限制是及时的，并且在固体范围内的强度是及时的，并且在该元素上的强度是及时的，并且在该元素中的限制是在固体范围内的限制。阈值大约一个数量级和自我修复功能，直至崩溃阈值的附近。还发现，通过利用表面张力和重力引起的液体表面的不稳定性将液滴尺寸的均匀性应用于湿的光学元件，可以在底物上创建相同直径的镜头阵列的高密度。此外，我们已经成功地进行了一个原理演示实验，其中通过用紫外线激光控制特氟龙的水含水性能来创建一系列液滴透镜系统。这些将应用于实现新的光学元件，这些元件可以在平面上产生均匀的液滴镜头序列，在高辐照强度下划分波前，并允许高效率波长转换率，以及可以进入高强度激光光的新光学元件，并具有自动球体光线，并具有自动球的光线。