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論文

Bandwidth enhancement of optical parametric chirped pulse amplification by temporally delayed two pump beams

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:31.85(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。

論文

励起光の発散角を利用した超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅法

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$$times$$10$$^{5}$$であった。

論文

Degenerate optical parametric chirped-pulse amplifier pumped by an Yb:YLF chirped-pulse amplification laser

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。

論文

Second-harmonic generation of ultra-high intensity femtosecond pulse with a KDP crystal

青山 誠; 張本 鉄雄*; Ma, J.; 赤羽 温; 山川 考一

Optics Express (Internet), 9(11), p.579 - 585, 2001/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:69.02(Optics)

チャープパルス増幅法により、超高出力フェムト秒レーザー光発生が可能となり高強度光電場と物質との相互作用の研究やX線発生等に関する研究が盛んに行われている。レーザーとプラズマとの相互作用研究においては、高効率にレーザーエネルギーを輸送できるなどの利点によりレーザー光の短波長化が求められている。さらに非線形結晶を用いた波長変換により、プラズマ実験で重要になるレーザー光のコントラスト比の向上が期待できる。今回、高強度レーザー光高効率波長変換を目指し第2高調波発生実験を行った。実験には厚さ1mmのKDP結晶(typeI)を用いた。また基本波レーザー光はチタンサファイアCPAレーザーシステムの前段増幅部を用い、中心波長とスペクトル帯域は再生増幅器中のスペクトルフィルターにより制御され、中心波長800nm,パルス幅134fsである。実験では強度が192GW/cm$$^{2}$$のときにエネルギー変換効率約80%が得られた。本結晶厚では、分散による第2高調波のパルス幅伸張はほとんど無視できる。本波長変換では複雑なレーザー制御を必要とせず、簡便なセットアップで高効率に波長変換を行うことができる。

口頭

超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅システム,2; 超広帯域光パラメトリック増幅器

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。

口頭

Development of high-intensity few-cycle optical parametric chirped-pulse amplifiers pumped by an Yb:YLF chirped-pulse amplification laser

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。

口頭

高強度・数サイクル光パラメトリック増幅システム

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。

口頭

超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅システム,1; システム概要

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5 fs(@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。

口頭

Yb:YLF CPAレーザー励起超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅

赤羽 温; 青山 誠; 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。LD励起低温冷却型Yb:YLF CPAレーザーから出力されるパルス幅可変の広帯域励起光を結晶内交差角の異なる2ビームに分割しOPA結晶に入射させることにより、帯域幅400nm以上,パルス幅10fs以下のレーザー光の発生を目指している。今回1ビームでのOPCPA励起を行い、理論予測と一致する200nm以上の超広帯域増幅を実現した。実験ではパルス幅80fsのモード同期発振器出力を2分割し、一方をCPAレーザーシステムの種光に、他方をフォトニック結晶ファイバーで白色光に変換した後、ガラスブロックによりパルス伸張を行いOPCPAの入力信号光として用いた。CPAレーザー出力光を2倍波に波長変換し、中心波長509nm,バンド幅3nm,パルス幅2.4psの励起光と2ps程度にパルス伸張したエネルギー0.4nJの広帯域信号光とをBBO結晶(7mm長)中で交差角0.6度でオーバーラップさせることにより増幅帯域200nm以上のOPA信号光(増幅利得10$$^{5}$$)が得られた。

口頭

Few-cycle terawatt optical parametric chirped-pulse amplification system using an Yb:YLF chirped-pulse amplification pump laser

青山 誠; 赤羽 温; 小川 奏; 辻 公一; 杉山 僚; 山川 考一; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*

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。

口頭

Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification pumped by an Yb:YLF chirped-pulse amplification laser

赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 杉山 僚; 山川 考一; 河仲 準二*; 張本 鉄雄*; 西岡 一*; 藤田 雅之*

no journal, , 

われわれは縮退条件のYb:YLF CPAレーザー励起の超広帯域OPAで200nmを超える広帯域増幅を確認した。400nm帯域の白色シード光はYb:YLF CPAレーザーのシード光であるパルス幅80fsのモードロックパルスを分岐してフォトニッククリスタルファイバーを用いて発生させ、ガラスブロックを透過させて2psまでパルス幅を広げた後でBBO結晶に入射された。1.1mJのエネルギー,パルス幅3psの2倍波ポンプ光は結晶内交差角0.6度でBBO結晶に入射された。実験の結果、200nmを超える広帯域増幅を観測した。OPAのゲインは10$$^{5}$$位で、100$$mu$$J弱のエネルギーに相当する。異なる1.2度の結晶内交差角で2本目のポンプ光パルスを入射させることによりわれわれのOPCPAは数サイクルパルス発生に十分な400nmの帯域を増幅することができると考えている。

口頭

Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using a cryogenic-cooled Yb:YLF chirped-pulse amplification pump laser

山川 考一; 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*

no journal, , 

半導体レーザーで直接励起される液体窒素冷却型Yb:YLFレーザーを光源として用いることにより、増幅帯域幅300nmを越える超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅に成功した。

口頭

Few-cycle terawatt optical-parametric chirped-pulse amplification system pumped by an Yb:YLF chirped-pulse amplification laser

赤羽 温; 青山 誠; 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

no journal, , 

高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指した低温冷却Yb:YLFチャープパルス増幅(CPA)レーザー励起の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た。LD励起の低温冷却型Yb:YLF CPAレーザーから出力されるパルス幅可変の広帯域励起光をOPA結晶に入射させることにより、帯域幅400nm以上,パルス幅10fs以下の高強度極短パルスレーザー光の高効率発生が可能になる。これまでにシングルステージでのOPCPA実験を行い、理論予測と一致する200nm以上の超広帯域増幅を実現した。また励起光に発散角をつけることにより400nmまでもの広帯域増幅を確認し、現在マルチステージでの広帯域増幅を目指してシステム構築を進めている。

口頭

数サイクルマルチテラワット光パラメトリック増幅システム

小川 奏; 青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一

no journal, , 

アト秒XUVパルス発生のための数サイクルマルチテラワットシステムとして光パラメトリックチャープパルス増幅システム開発を行ってきた。広帯域Yb:YLFレーザーを励起光とし、2ビーム励起によって超広帯域増幅を行い3.2$$times$$10$$^{5}$$の増幅利得と350nmの増幅帯域を得た。このときの増幅エネルギーは162$$mu$$Jが得られ、得られたOPAスペクトルから求まるフーリエ限界パルスは8.1fsであり、これは2.5光サイクルに相当する。

口頭

Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using a cryogenic-cooled Yb:YLF pump laser

小川 奏; 青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一

no journal, , 

アト秒パルス発生のための数サイクルマルチテラワットレーザーシステムとして光パラメトリックチャープパルス増幅システム開発を行ってきた。広帯域YB:YLFレーザーを励起光とし、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手法を用いることによって超広帯域増幅を行い、3.2$$times$$10$$^{5}$$の増幅利得と550nmの増幅帯域を得た。特に増幅帯域は1ビームで増幅した場合と比較しておよそ2倍に広げることができた。このときの増幅エネルギーは162$$mu$$Jが得られ、得られたOPAスペクトルから求まるフーリエ限界パルスは6.5fsであり、これは1.7光サイクルに相当する。

口頭

Ultra-broadband optical parametric chirped-pulse amplification using a cryogenic-cooled Yb:YLF pump laser

小川 奏; 青山 誠; 赤羽 温; 辻 公一; 張本 鉄雄*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 藤田 雅之*; 山川 考一

no journal, , 

アト秒パルス発生のための数サイクルマルチテラワットレーザーシステムとして光パラメトリックチャープパルス増幅システム開発を行ってきた。広帯域Yb:YLFレーザーを励起光とし、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手法を用いることによって超広帯域増幅を行い、3.2$$times$$10$$^{5}$$の増幅利得と550nmの増幅帯域を得た。特に増幅帯域は1ビームで増幅した場合と比較しておよそ2倍に広げることができた。このときの増幅エネルギーは162$$mu$$Jが得られ、得られたOPAスペクトルから求まるフーリエ限界パルスは6.5fsであり、これは1.7光サイクルに相当する。

口頭

Ultrabroadband phase-matching optical-parametric chirped-pulse amplification with a diverged pump beam

赤羽 温; 小川 奏; 青山 誠; 張本 鉄雄*; 山川 考一

no journal, , 

波長1000nm付近の一段光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)において、励起光に角度分散をつけることで従来より大幅な広帯域増幅を実現した。実験ではフォトニック結晶ファイバーによって帯域幅400nm以上でパルス幅1ps程度の白色光に変換したシグナル光と、低温冷却型Yb:YLF再生増幅器よって増幅され、パルス圧縮・波長変換された中心波長510nm, 1.1ps, 1mJの励起光を長さ7mmのBBO結晶中で交差角1.2度で重ね合わせ、シグナル光を増幅した。この時BBO結晶手前に配置されたf=560mmとf=-560mmのレンズペアによって励起光の発散角を調整した。実験の結果、強度76GW/cm$$^{2}$$、発散角1.6mradの収束励起光に対して従来の2倍の400nmの広帯域増幅光を得た。増幅利得も1.2$$times$$10$$^{5}$$と高く、高強度数サイクルパルス発生に非常に有効な増幅技術であることが確認できた。

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