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小川 奏; 赤羽 温; 辻 公一; 山川 考一
レーザー研究, 38(10), p.779 - 783, 2010/10
イッテルビウム(Yb)添加YLF結晶を増幅媒質とするチャープパルス再生増幅器システムにグリズムを導入することでファイバパルス伸張器による3次分散を補償し、コンパクトでありながらペデスタルが低減された高エネルギーかつ高ピーク出力が可能なCPAレーザーシステムを考案,実験を行った。パルス圧縮された出力パルスをBBO結晶を用いた自己相関器を用いて自己相関波形計測を行った結果、回折格子対のみでは2.5psであったパルス幅が、グリズムを加えることで1.9psへと圧縮され、ピーク強度もおよそ2倍に向上した。
赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一; 青山 誠; 山川 考一
Proceedings of SPIE, Vol.7589, p.75890L_1 - 75890L_8, 2010/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Engineering, Biomedical)シグナル光パルス伸張に用いるのと同一の正分散媒質を透過させることでアイドラー光パルスの偶数次の分散を補償する非常にシンプルで堅牢な素子を用いたフェムト秒光パラメトリックチャープパルス増幅手法を提案し実践した。同手法で負チャープのアイドラー光をパルス圧縮することにより透明なガラスブロックのみをパルス伸張圧縮に用いて高出力なサブ100フェムト秒パルスを得ることができた。
赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一; 青山 誠; 山川 考一
Applied Physics Express, 2(7), p.072503_1 - 072503_3, 2009/07
被引用回数：4 パーセンタイル：18.58(Physics, Applied)われわれはアイドラー光パルスの偶数次分散をシグナル光のパルス幅伸張に用いたのと同一の正分散媒質を通すことによって補償する非常にシンプルかつ頑強なフェムト秒光パラメトリックチャープパルス増幅を提案かつ実行した。単一の透過ガラスブロックをパルス伸張と圧縮両方に用いて前述の手法で負チャープのアイドラー光をパルス圧縮することによりサブ100フェムト秒高強度レーザーパルスが得られた。論文ではこの手法を用いた実際のフェムト秒レーザーシステムの最適なデザインについても議論している。
小川 奏; 末田 敬一*; 赤羽 温; 青山 誠; 辻 公一; 藤岡 加奈*; 金邉 忠*; 山川 考一; 宮永 憲明*
Optics Express (Internet), 17(10), p.7744 - 7749, 2009/05
被引用回数：13 パーセンタイル：54.22(Optics)アト秒パルス発生を可能とする数サイクルマルチテラワットレーザーシステムのための要素技術として、部分置換DKDP結晶を用いた光パラメトリックチャープパルス増幅を行った。置換率13%のDKDP結晶を用いた実験では、中心波長1050nmにおいて250nm以上の増幅帯域を得ることができた。また、置換率を変えることで位相整合条件を変化させ、異なる波長を中心とした広帯域増幅が可能になることを数値計算によって示した。DKDP結晶を用いた光パラメトリック増幅を行う場合、これまではDKDP結晶の増幅帯域にあわせた特別な種光源が必要であったが、置換率を最適化した部分置換DKDP結晶であれば一般的な広帯域種光源を広帯域増幅することが可能となる。
山川 考一; 青山 誠; 赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一
レーザー研究, 36(9), p.555 - 561, 2008/09
高繰り返し・高ピーク出力の超短パルスレーザーは目覚ましい発展を見せており、テラヘルツから
線にいたる広範囲の高輝度電磁波の発生,アト秒コヒーレントXUV X線や高エネルギー粒子線発生をコンパクトに行うことが可能であることから多種多様な応用の可能性が開かれつつあり、近年急速に活気を帯びてきている。このような観点から、近未来の産業,科学技術を牽引できる大出力超短パルスレーザーについて、本論文では繰り返し100Hzで動作する最大ピーク出力6PW,最短パルス幅5fsの性能を有する玄武(GENBU)光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システムを紹介する。
小川 奏; 青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 河仲 準二*; 張本 鉄雄*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一
Japanese Journal of Applied Physics, 47(6), p.4592 - 4594, 2008/06
被引用回数：7 パーセンタイル：30.06(Physics, Applied)アト秒パルス発生のための数サイクルパルス光を生成するためには、400nmを超える超広帯域な増幅帯域が必要である。この超広帯域増幅を実現するために、光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)法を用いた研究が盛んに行われている。われわれは既に広帯域励起光を用いた広帯域光OPCPAによって、波長1020nmを中心とした200nmの増幅帯域を得ている。本論文は、2つの広帯域励起光を同一の結晶にタイミングをずらして入射することでおよそ350nmの増幅帯域を得たことに関する報告である。これは1ビームで増幅した場合と比較しておよそ2倍に増幅帯域を拡張することができたことになる。
crystal赤羽 温; 青山 誠; 杉山 僚; 久保 亮一; 小川 奏; 辻 公一; 山川 考一
Optics Letters, 33(5), p.494 - 496, 2008/03
被引用回数：2 パーセンタイル：14.69(Optics)低温冷却Yb:LuLiF結晶を用いたダイオード励起再生増幅レーザーを世界で初めて開発した。シード光は周波数チャープさせパルス伸張させた状態で再生増幅器に入力され、増幅器中で増幅と同時にパルス圧縮を受ける。このためこの装置ではパルス圧縮器なしでエネルギー
6mJ,パルス幅13psの999nm増幅パルスが発生可能である。またこの再生増幅器では999nmと1024nmの2波長同時発振も可能で、THz領域での差周波発生に応用することができると思われる。
小川 奏; 赤羽 温; 張本 鉄雄*; 青山 誠; 辻 公一; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一
レーザー研究, 35(9), p.596 - 598, 2007/09
アト秒パルス発生のための数サイクルパルス光を生成するためには、400nmを超える超広帯域な増幅帯域が必要である。この超広帯域増幅を実現するために、光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)法を用いた研究が盛んに行われている。このOPCPA法を用いた超広帯域増幅の手法としては、これまでのところnon-collinear法や種光に分散を持たせるといったことが主流であった。そこで本研究では、新たに励起光に発散角をつけることを提案した。これにより、シングルステージでありながら波長1,000nmを中心として400nmに及ぶ超広帯域増幅を達成した。このとき用いた結晶はBBO結晶であり、また、このとき得られた増幅利得は1.2
10
であった。
)
chirped-pulse regenerative amplifier小川 奏; 赤羽 温; 青山 誠; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一
Optics Express (Internet), 15(14), p.8598 - 8602, 2007/07
被引用回数：21 パーセンタイル：68.17(Optics)イットリビウム(Yb)系のレーザー材料は、次世代のレーザーダイオード(LD)励起レーザー(DPSSL)用材料として近年盛んに研究が行われている。吸収帯域が広く長い蛍光寿命を持つYb系材料はLD励起に最適であり、高効率なレーザー動作が可能である。本研究は、そのようなYb系材料の1つであるYb:KYW結晶を増幅媒質として用いることで、高エネルギーと広帯域を維持しつつ1kHz以上の高繰り返しで動作可能なCPAレーザーの開発を目的としている。本実験では、Yb:KYW結晶を用いてLD励起低温冷却型再生増幅器の開発を行い、励起パルス幅0.5ms時において5.5mJの出力エネルギー(吸収エネルギー39mJ)と14%を超える光-光変換効率を得ることができた。
赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一
Optics Letters, 32(13), p.1899 - 1901, 2007/07
被引用回数：41 パーセンタイル：84.33(Optics)利得による狭帯域化現象を利用したダイオード励起低温冷却Yb:YAG再生増幅器を開発した。1.2nsパルス幅の周波数チャープしたシードレーザー光は再生増幅器内で増幅と同時にパルス圧縮され、外部でのパルス圧縮器なしに35ps, 8mJの増幅レーザー光が発生する。増幅光の第二高調波は実際にピコ秒2波長光パラメトリック増幅の励起光源として用いられた。
青山 誠; 赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一; 杉山 僚; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一
レーザー研究, 35(6), p.398 - 399, 2007/06
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクル光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システムの開発を行っている。このレーザーシステムに要求される条件の一つに、パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が挙げられる。この増幅帯域を実現するため、広帯域光源によりOPAを励起する方法を用い、システム開発を進めている。この励起光源には所属グループで開発した半導体直接励起Yb CPAレーザーシステムを用いる。この励起レーザーシステムは、われわれが提唱しているOPCPA方式に必要とされる広帯域レーザー光を発生させることが可能であり、Yb結晶を半導体直接励起することで、非常に高い電力-光変換効率を実現している。この論文では、おもに増幅帯域,増幅利得の実験結果について報告する。
大井川 宏之; 辻本 和文; 菊地 賢司; 倉田 有司; 佐々 敏信; 梅野 誠*; 西原 健司; 斎藤 滋; 水本 元治; 高野 秀機*; et al.
Proceedings of 4th International Workshop on the Utilisation and Reliability of High Power Proton Accelerators, p.325 - 334, 2005/11
原研は、マイナーアクチニド(MA)の効果的な核変換を目的とした加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発を進めている。原研が提案するADSは、熱出力800MWの鉛ビスマス冷却タンク型未臨界炉でMAとプルトニウムを混合した窒化物燃料を装荷する。鉛ビスマスは入射陽子ビームによる核破砕反応で中性子を発生させるターゲットとしても使用される。本研究では、ビーム窓周辺の設計に焦点を絞ったADSの成立性について検討した。ホットスポット燃料ピンの冷却性確保のために、ターゲット領域とダクトレス燃料集合体の間に隔壁を設けた設計とした。また、ビーム窓の冷却を効果的に行うように、流調ノズルを設けた。熱流動解析の結果、最大ビーム出力30MW時においても、ビーム窓の外表面最高温度を摂氏500度以下に抑制できることがわかった。外圧とビーム窓内の温度分布の結果生じる応力も、許容制限値以下となった。
W/cm
intensity by focusing wavefront corrected 100 TW, 10 Hz laser pulses赤羽 温; Ma, J.; 福田 祐仁; 青山 誠; 桐山 博光; 井上 典洋*; 辻 公一*; 中井 善基*; 山本 洋一*; Sheldakova, J. V.*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 44(8), p.6087 - 6089, 2005/08
被引用回数：1 パーセンタイル：4.7(Physics, Applied)フィードバック制御波面補償光学系により日本原子力研究所100TWチタンサファイアレーザーシステムにおいてレーザー集光強度の向上が達成された。レーザーパルスの光学パラメータ計測結果及び観測された希ガス原子のトンネルイオン化レートのレーザーエネルギースケーリング性により10W/cmを越える超相対論的強度が10Hzの繰り返し動作で発生することを実験的に確認した。
佐々 敏信; 梅野 誠*; 水林 博*; 森 恵次郎*; 二川 正敏; 斎藤 滋; 甲斐 哲也; 中井 公一*; 雑候 章*; 笠原 芳幸*; et al.
JAERI-Tech 2005-021, 114 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-021.pdf:9.66MB
日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)にかかわる技術の研究開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を検討している。核変換実験施設は、ADSの未臨界炉心に関する物理的特性の実験的研究を行う核変換物理実験施設と、ADSを設計するための材料データベース構築及び核破砕ターゲットの工学的特性の試験を行うADSターゲット試験施設から構成される。本報告は、ADSターゲット試験施設について、施設の目標,実用ADSと本実験施設との関連について述べ、台車搭載型核破砕ターゲットを採用した実験施設の検討結果についてまとめたものである。
神門 正城; 益田 伸一; Zhidkov, A.*; 山崎 淳; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 本間 隆之*; 金沢 修平; 中島 一久; 林 由紀雄; et al.
Physical Review E, 71(1), p.015403_1 - 015403_4, 2005/01
被引用回数：33 パーセンタイル：77.37(Physics, Fluids & Plasmas)現在まででは最短のパルス幅(23fs)で相対論的な高出力(20TW)のレーザーを、不足密度プラズマ中に強く集光する実験を行った。プラズマ密度が10cm
の領域で、MeVを越えるエネルギーの電子の発生を確認した。このMeV電子は、2温度分布をしており、シミュレーションの結果から、波の破砕機構の違いから生じていると考えられる。高温部の電子は、レーザーのプリパルスにより作られるプラズマ密度のキャビティー部での速い入射により形成され、パルス幅はフェムト秒であり、一方、低温部の電子は相対論的強度による波の破壊により加速されたもので、ピコ秒のパルス幅を持つことがわかった。
福田 祐仁; 赤羽 温; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹; 中井 善基*; 辻 公一*; 山川 考一; 弘中 陽一郎*; 岸村 浩明*; et al.
Applied Physics Letters, 85(21), p.5099 - 5101, 2004/11
被引用回数：11 パーセンタイル：42.77(Physics, Applied)レーザー光(レーザー強度610
W/cm,パルス幅30fs)を巨大アルゴンクラスターに照射して発生させたX線を用いてSi(111)結晶からのX線回折実験を行った。発生したHe
線(3.14keV)のフォトン数、及び、線幅は、それぞれ、410
photons/shot/4
sr、及び、3.7eV(FWHM)であった。これらは、時間分解X線回折実験を行うためのデブリフリー光源として十分な値を有している。
赤羽 温; 青山 誠; 辻 公一; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一
no journal, ,
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクルレーザーシステムの開発を行っている。パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が必要となるため、われわれは非同軸光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)に着目し、さらに励起光源にCPAレーザーシステムで増幅した広帯域光を用いることによりさらなる広帯域増幅を目指している。この目的のため、低温冷却Yb:YLF結晶を用いたCPAレーザーシステムをOPA励起に最適な光源として整備した。発振器からの中心波長1017nm,パルス幅80fsのレーザー光を1.2km偏波保存単一モードファイバーにより800psにパルス幅伸張し、液体窒素温度冷却Yb:YLF結晶を用いた再生増幅器で増幅した後、回折格子対によりパルス圧縮を行い、2.2psの圧縮パルスを得た。この圧縮パルスを波長変換結晶により2倍波に波長変換し、OPAの励起光として用いている。
青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 張本 鉄雄*; 藤田 雅之*; 山川 考一
no journal, ,
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクル光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システムの開発を行っている。このレーザーシステムに要求される条件の一つに、パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が挙げられる。このような増幅条件を実現するために、OPAの励起に広帯域光源を用い、単色光励起に比べ広帯域に位相整合条件を満たすことと非平行光パラメトリック増幅(NOPA)を併用する。これにより帯域400nm以上,パルス幅5fs(@1017nm),パルスエネルギー5mJ,ピークパワー1TWのレーザー光を発生させることを目指している。会議ではレーザーのシステム設計と初期実験についての講演を行う。
青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 小川 奏; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一
no journal, ,
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクル光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システムの開発を行っている。このレーザーシステムに要求される条件の一つに、パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が挙げられる。この増幅帯域を実現するため、2ビームの広帯域光源によりOPAを励起する新しい方法を提案し、システム開発を進めている。この励起光源には所属グループで開発した半導体直接励起Yb CPAレーザーシステムを用いる。この励起レーザーシステムは、われわれが提唱しているOPCPA方式に必要とされる広帯域レーザー光を発生させることが可能であり、Yb結晶を半導体直接励起することで、非常に高い電力-光変換効率を実現している。これにより帯域400nm以上,パルス幅5fs(@1017nm),パルスエネルギー5mJ,ピークパワー1TWのレーザー光を発生させることを目指している。会議ではレーザーのシステム設計と増幅実験について、さらにOPCPA励起のために開発されたYb結晶レーザーシステムについての講演を行う。
青山 誠; 赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一
no journal, ,
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクル光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)システムの開発を行っている。このレーザーシステムに要求される条件の一つに、パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が挙げられる。この増幅帯域を実現するため、2ビームの広帯域光源によりOPAを励起する新しい方法を提案し、システム開発を進めている。この励起光源には所属グループで開発した半導体直接励起Yb CPAレーザーシステムを用いる。この励起レーザーシステムは、われわれが提唱しているOPCPA方式に必要とされる広帯域レーザー光を発生させることが可能であり、Yb結晶を半導体直接励起することで、非常に高い電力-光変換効率を実現している。これにより帯域400nm以上,パルス幅5fs(@1017nm),パルスエネルギー5mJ,ピークパワー1TWのレーザー光を発生させることを目指している。会議ではレーザーのシステム設計と増幅実験について、さらにOPCPA励起のために開発されたYb結晶レーザーシステムについての講演を行う予定である。
