高コントラスト・高ビーム品質・高強度レーザーの開発

Development of a high-contrast, high beam-quality, high-intensity laser

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一*; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 近藤 修司; 金沢 修平; 大東 出; 岡田 大; 若井 大介; 笹尾 文崇*; 鈴木 将之; 小菅 淳  ; 近藤 公伯; 杉山 僚; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 横山 淳; 大道 博行; 河西 俊一; 木村 豊秋*; 田島 俊樹

Kiriyama, Hiromitsu; Mori, Michiaki; Nakai, Yoshiki*; Shimomura, Takuya; Sasao, Hajime*; Tanaka, Momoko; Ochi, Yoshihiro; Tanoue, Manabu*; Kondo, Shuji; Kanazawa, Shuhei; Daito, Izuru; Okada, Hajime; Wakai, Daisuke; Sasao, Fumitaka*; Suzuki, Masayuki; Kosuge, Atsushi; Kondo, Kiminori; Sugiyama, Akira; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; Yokoyama, Atsushi; Daido, Hiroyuki; Kawanishi, Shunichi; Kimura, Toyoaki*; Tajima, Toshiki

高強度レーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。時間制御技術は主パルスと背景光の強度比を向上させる高コントラスト化であり、先駆けて開発した高エネルギーシード型低利得光パラメトリックチャープパルス増幅手法について紹介する。空間制御技術は高エネルギービームの空間強度均質化であり、回折光学素子を用いた手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。

This paper reviews the temporal contrast and spatial beam quality improvement techniques in a high intensity Ti:sapphire laser system that is based on chirped-pulse amplification (CPA). We describe a low gain optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) preamplifier that uses high energy, clean pulse seeding and is shown to significantly improve the contrast to better than 10-10 relative to the peak of the main femtosecond pulse. We also report the use of a diffractive optical element for beam homogenization of a 100 J level Nd:glass green pump laser, achieving a flat-topped spatial profile with a filling factor near 80 %.