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吉田 芙美子; 永島 圭介; 坪内 雅明; 越智 義浩; 圓山 桃子; 杉山 僚
Japanese Journal of Applied Physics, 55(1), p.012201_1 - 012201_5, 2016/01
被引用回数：6 パーセンタイル：28.86(Physics, Applied)We have designed and fabricated a contact grating device to increase diffraction efficiency on the basis of the principle of the Fabry-Perot resonator. The grating structure and layer thicknesses were carefully determined by considering the electric field strength in the device and the fabrication accuracy of the grating. The prototype device had a peak diffraction efficiency of 71% at an incident angle of 42
; these values were slightly different from the design values of 78% and 44.5, respectively. Numerical calculations revealed that this deviation was caused by the fabricated grating structure. A higher terahertz power will be expected with a device as per the design.
越智 義浩; 永島 圭介; 圓山 桃子; 坪内 雅明; 吉田 芙美子; 河野 七瀬; 森 道昭; 杉山 僚
Optics Express (Internet), 23(11), p.15057 - 15064, 2015/06
被引用回数：25 パーセンタイル：78.29(Optics)高強度テラヘルツパルス発生を目的とした繰り返し周波数1kHzのピコ秒CPAレーザーシステムを開発した。本レーザーシステムではYb:YAG薄ディスクを増幅媒質として用いており、再生増幅器にて出力エネルギー10mJ以上、スペクトル帯域1.2nmのパルスが得られている。レーザーパルスはパルス圧縮器によりパルス幅1.3psに圧縮され、テラヘルツパルス発生に供された。結果、LiNbO
中での光整流を介して中心周波数0.3THz、パルスエネルギー4
Jのテラヘルツパルスを1kHzの繰り返しにて発生することに成功した。
坪内 雅明
しょうとつ, 12(2), p.36 - 54, 2015/03
光と電波に挟まれた周波数領域にあるテラヘルツ光は「未踏領域」として長年その発生、検出手法の開発が進められてきた。近年の非線形光学に基づく波長変換技術の飛躍的な発達により、現在は比較的容易に高強度テラヘルツ光を発生させることが可能となり、その応用研究も急速に進められている。本稿では、テラヘルツ光の特性や基礎的なテラヘルツ光学を概観した後、高強度テラヘルツ光発生手法とその利用研究について研究を交えて解説する。
田中 桃子; 越智 義浩; 小菅 淳; 岡田 大; 森 道昭; 桐山 博光; 坪内 雅明; 永島 圭介
JAEA-Conf 2014-001, p.32 - 33, 2014/09
テラヘルツ波発生用ドライバーレーザーとして、Yb:YAGシンディスクを利得媒質として用いた高強度キロヘルツレーザーシステムを構築した。再生増幅器は4バウンスの構成とし、最大10mJの出力を得た。また、圧縮後のパルスを用いてLiNbO結晶によるテラヘルツ波発生のデモンストレーションを行った。
坪内 雅明; 永島 圭介; 吉田 芙美子; 越智 義浩; 圓山 桃子
Optics Letters, 39(18), p.5439 - 5442, 2014/09
被引用回数：36 パーセンタイル：85.94(Optics)Heblingらによって概念が提唱された接触型回折格子を実現し、高品質高強度なTHz光発生を目指した。波面傾斜させる回折格子をTHz光発生デバイス(結晶)上に形成することにより、THz光の結晶内光路長が増大することなく大口径化が実現される。本デバイスでは、(a)波面傾斜光を生成する回折光を高効率で得る、(b)高強度励起光照射に耐えうる高いダメージ閾値を有する、の2点を満たすことが特に重要である。Mg-sLiNbO結晶は比較的高いダメージ閾値を有するが、回折効率は最大2割程度と低く、高効率なTHz光発生は期待できない。そこでダメージ閾値が高く、かつ高効率な回折が期待されるようなデバイスとして、結晶上に多層膜を蒸着し、その多層膜の表層に回折格子を工作することを考案した。本デバイスにより入射角44.5度で波長1030nmの励起光を照射した場合、回折効率は80%と高い値が得られると期待された。
近藤 正人*; 坪内 雅明
Optics Express (Internet), 22(12), p.14135 - 14147, 2014/06
被引用回数：18 パーセンタイル：67.93(Optics)テラヘルツ分光への応用のために膜厚可変の液膜ジェットノズルを開発した。スリット型と衝突型のノズルを使って光学的平坦さを持った液膜ジェットを生成した。液膜の膜厚は分光干渉法とテラヘルツ時間依存分光法とで評価した。衝突型ノズルの衝突角度を変化させることで、膜厚を50から120ミクロンの間で変化させることができた。
坪内 雅明; 熊田 高之
Optics Express (Internet), 20(27), p.28500 - 28506, 2012/12
被引用回数：5 パーセンタイル：27.87(Optics)近年開発が進められているテラヘルツパルス光源の産業応用に向けてパルスを自在に整形する技術を開発する必要がある。本研究ではその基盤技術の一つとして、テラヘルツ周波数領域で動作する小型のエタロン素子を開発した。エタロンを構成する高反射板として、シリコン単結晶薄板、及び酸化インジウムスズ薄膜付きガラスの対を用いた。テラヘルツ光をキャビティに入射後、シリコンに紫外光を照射することで光スイッチを動作させ、非常に高い変換効率でTHz光のパルス列化を実現した。
坪内 雅明; 永井 正也*; 大島 康裕*
Optics Letters, 37(17), p.3528 - 3530, 2012/09
被引用回数：18 パーセンタイル：64.71(Optics)シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
赤木 浩; 板倉 隆二; 乙部 智仁; 熊田 高之; 坪内 雅明; 横山 淳
JAEA-Conf 2011-001, p.40 - 43, 2011/03
高強度場物質科学研究グループでは、超短パルス高強度レーザーと物質との相互作用により起こるイオン化や解離といった光反応や電子励起過程を制御して高効率な同位体分離や物質創製技術の開発へ繋げるため、電子ダイナミクスの直接観測や光電子,解離イオンといった多粒子間のコヒーレント相関の解明,コヒーレントフォノン生成過程などの研究を実験及び理論の両面から進めている。本シンポジウムでは、今までの研究成果の紹介と、それを踏まえた今後の研究計画について紹介する。
横山 啓一; 松岡 雷士; 笠嶋 辰也; 坪内 雅明; 横山 淳
Proceedings of 5th Asian Symposium on Intense Laser Science (ASILS-5), p.113 - 119, 2009/05
関西光科学研究所で実施している量子制御の研究の現状を紹介する。特に窒素分子及びヨウ素分子の振動制御に関する実験的研究及び、ヨウ化セシウム分子の回転制御に関する理論的研究について紹介する。窒素分子の振動制御の研究では、線形チャープさせた広帯域白色光パルス対の遅延時間を制御することにより励起振動数を選択できることを示した。ヨウ素分子の振動制御の研究では、インパルシブラマン遷移において観察される振動励起及び脱励起の2つのプロセスをチャープの方向を制御することにより選択することが可能であることを示した。ヨウ化セシウム分子の回転制御の研究では、回転分布全体の移動がテラヘルツ波周波数コムにより実現できることを数値計算により予測した。
笠嶋 辰也; 坪内 雅明; 横山 啓一
no journal, ,
線形チャープフェムト秒レーザーパルス対を使って分子振動の多段階励起と同位体選択励起とを組合せた新しい同位体選択励起スキームの開発を行っている。今回は窒素分子(
N
と
N)をモデル分子として使い、計算によって同位体選択励起スキームの妥当性を調べた。
笠嶋 辰也; 坪内 雅明; 松岡 雷士; 横山 啓一
no journal, ,
レーザー同位体分離法開発の第1段階としてパルス列励起による同位体選択的な回転分布移動の実現を目指している。そのためにまずは回転分布移動の結果を観測する方法が必要である。そこで、時間分解振動コヒーレントアンチストークスラマン散乱(CARS)法に注目した。時間分解振動CARS信号を使ってプローブ分子の回転分布から火炎の温度を決めるという手法がMotzkusらによって確立されている。しかし、火炎の温度測定の場合には系が熱平衡状態にあるとみなせるので回転分布を決めるパラメータは温度のみである。これに対して、パルス列励起によって分布移動が起きた場合には、系は熱平衡状態ではないので回転分布を決めるためには各回転準位のポピュレーションを個別にパラメータとして取り扱わなければならない。このようにパラメータの数が非常に多くなっても正しく回転分布を決めることができるかどうかを確認し、時間分解振動CARS法が回転分布測定法として利用可能かどうかを確かめた。
坪内 雅明; 百瀬 孝昌*
no journal, ,
波形整形は原子分子に対する量子制御に対する基本技術である。特に電子基底状態での分子振動回転波束の制御は、熱的化学反応の量子制御や量子ゲート操作を実現化するために注目されている。そのためには中赤外領域でのフェムト秒レーザー波形整形技術は必要不可欠である。本研究では中赤外領域での任意波形整形の実現とその波形の観測技術の開発について報告する。
坪内 雅明; 熊田 高之
no journal, ,
近年開発が進められているテラヘルツパルス光源の産業応用に向けてパルスを自在に整形する技術を開発する必要がある。本研究ではその基盤技術の一つとして、テラヘルツ周波数領域で動作する小型のエタロン素子を開発した。エタロンを構成する高反射板として、シリコン単結晶薄板、及び酸化インジウムスズ薄膜付きガラスの対を用いた。テラヘルツ光をキャビティに入射後、シリコンに紫外光を照射することで光スイッチを動作させ、非常に高い変換効率でTHz光のパルス列化を実現した。
坪内 雅明; 横山 淳; 永井 正也*; 大島 康裕*
no journal, ,
シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
横山 啓一; 松岡 雷士; 赤木 浩; 笠嶋 辰也; 坪内 雅明
no journal, ,
閉殻電子構造の二原子分子の純回転スペクトルは吸収線がきれいに等間隔に並んだ櫛形の構造を示す。この櫛型にぴったり同調させた光周波数コムを照射することを考える。その時の分子の回転状態ダイナミックスを数値的に調べた。その結果、ダイナミックスは量子力学的拡散方程式に支配されることがわかった。また、この方式を使った同位体選択的励起は高温のガスに対しても有効なコヒーレント量子制御の例になっていると思われる。
杉山 僚; 桐山 博光; 越智 義浩; 田中 桃子; 中井 善基; 笹尾 一; 立野 亮; 岡田 大; 小菅 淳; 坪内 雅明
no journal, ,
原子力機構次世代レーザー開発研究グループにおける今期の中心開発課題は、超短パルスレーザーのJ-KAREN及びTOPAZの高度化である。J-KARENにおいては、ピーク出力500TW相当の高強度レーザーパルス光の発生に成功するとともに、10の10乗台を超える高コントラスト化を達成した。また、TOPAZでは、0.1Hz動作にて、現在1ビームあたり約15Jのパルス出力を発生した。また、光ネット事業(昨年8月開始)におけるQUADRA:高品位高輝度光源(Quality Ultra ADvanced RAdiation Source)開発に着手した。当事業は、高出力LD励起型のkHz級高平均出力超短パルスレーザー開発である。22年度からの原子力機構の次期中期5か年計画における新規光源開発を行ううえで、QUADRA開発は欠かせない。
坪内 雅明; 永井 正也*; 大島 康裕*
no journal, ,
シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
坪内 雅明
no journal, ,
シリコン表面への近赤外光励起により生成されるキャリアは、THz領域の光に強く影響を与えるためTHz光透過の阻害要因となる一方、THz光の光スイッチ等の疑似光学素子としての利用が提案されている。キャリアによる精密なTHz光の光学制御を行うためには、キャリアのシリコン内空間分布とダイナミクスを精査する必要がある。そこで本研究では、光学励起・THz検出時間分解測定法を用いて、シリコン内部のキャリアダイナミクスを直接測定する手法を開発した。
坪内 雅明; 熊田 高之
no journal, ,
近年のテラヘルツ(THz)光発生技術の急速な進展により、これまで分子を「観測」するための分光手段として用いられてきたTHz光は、分子を「制御」する方法としてもその可能性を拡げつつある。そこで本研究では、分子制御のために必要なTHzパルス光波形整形技術の開発を目指し、その基盤技術の一つとしてテラヘルツ周波数領域で動作する小型の高効率エタロン素子を開発した。講演では当エタロン素子の概要とその実用例を紹介し、将来的な任意波形整形器製作に向けた基礎実験について紹介する。
