Efficient noncollinear second-harmonic generation with proper frequency chirp and tilted pulse fronts femtosecond laser pulses

周波数チャープと傾斜パルスフロントによる非平行フェトム秒レーザー光の第2高調波発生

青山 誠; Zhang, T.*; 塚越 幹郎*; 山川 考一

Aoyama, Makoto; Zhang, T.*; Tsukakoshi, Motoo*; Yamakawa, Koichi

高エネルギー・チタンサファイア・フェムト秒レーザー光の短波長化による、さらなる応用研究の拡充を目的にフェムト秒レーザー光の高効率波長変換の研究を行っている。従来の方法でフェムト秒レーザーを波長変換する場合、群速度、位相不整合により変換効率が低下する問題点がある。この問題点を克服するために、われわれは非平行配置型のチタンサファイア・フェムト秒パルスレーザー光の第2高調波発生について研究を行っている。本方式では、回折格子のような分散素子によって入射基本波レーザーパルスを進行波に変換した後に非線形光学結晶に斜入射させ入射角を制御することによって第2高調波の伝搬方向における群速度不整合を補償することが可能である。さらに、基本波レーザーパルスの周波数チャープを制御することで位相不整合補償が可能である。今回、基本波レーザーパルスの周波数チャープによる位相不整合補償の実験的検証を行った。実験では基本波レーザーパルスの非線形結晶への入射角を位相不整合条件に設定した。基本波レーザーパルスに周波数チャープがない場合、エネルギー変換効率は計算上0.4%以下であった。しかし、周波数チャープにより位相不整合を補償することでエネルギー変換効率が30.1%に改善される実験結果が得られた。本論文では、この実験結果について発表を行う。

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