パルス伸張・圧縮に同一の正分散媒質を用いた光パラメトリックチャープパルス増幅法

Optical-parametric chirped-pulse amplification using a positive dispersive material for pulse stretching and compression

山川 考一; 赤羽 温; 小川 奏; 青山 誠

Yamakawa, Koichi; Akahane, Yutaka; Ogawa, Kanade; Aoyama, Makoto

チャープパルス増幅(CPA)法を用いた高強度極短パルスレーザーは、通常パルス伸張及び圧縮に用いる回折格子対等の精密光学素子が環境の変化に弱く伝送効率も低いため、レーザー加工等の産業分野では普及が進んでいない。この問題を克服するため、本研究では光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)で発生するアイドラー光の偶数次の分散がシグナル光と逆転する性質を利用して、シグナル光パルス伸張に用いた同一の分散媒質にアイドラー光を通すことでパルス圧縮する実験を行った。得られた自己相関波形から、ガラスブロック透過及び非透過のアイドラー光のパルス幅はそれぞれ73.9fs及び290fsとなり、パルス伸長/圧縮に用いた同一の分散媒質によりアイドラー光がパルス圧縮されることを確認した。

We have proposed and demonstrated a novel optical-parametric chirped-pulse amplification scheme in which an even order dispersion of an idler pulse is compensated by passing through an identical positive dispersive material used for temporal stretching a signal pulse. By compressing the idler pulses having a negatively chirp in this manner, high power sub-100 fs pulses were successfully obtained with only a transparent glass block used for the stretcher and compressor. A feasible design of real world femtosecond laser systems employing this scheme is also discussed.