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田中 桃子; 岡田 大; 杉山 僚; 永島 圭介
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、量子制御研究用テラヘルツ波発生のためのドライバーレーザーとして、1kHz, 1ps, 100mJのレーザーの開発を行っている。励起媒質として高濃度ドープの材料を用いれば高効率の励起が容易、広いスペクトル帯域が取れるなどの利点があるが、一方でCW励起による発熱の問題が発生する。本研究では、Yb:YAG材料について実際の励起波長940nmで励起した場合の発熱計測の第1段階として励起光強度などに対する定性的な評価について報告する。
越智 義浩; 永島 圭介; 岡田 大; 田中 桃子; 小菅 淳; 森 道昭; 桐山 博光
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原子力機構・関西光科学研究所において、高出力THz波発生のためのドライバーレーザーとしてYb:YAG(室温)を増幅デバイスとした波長1030nmのCPAレーザーシステム開発を進めている。目標性能は1kHz繰り返し、出力100mJ、パルス幅1psである。増幅段は薄膜ディスクによる再生増幅とマルチパス増幅の2段構成とし、再生増幅部では出力15mJ以上を目標としている。現在までに励起パワー150W(励起強度:2.4kW/cm
)に対して出力パルスエネルギー約10mJが得られており、高出力,高安定化へ向けた調整を進めている。講演では、詳細なシステム構成、及び特性について報告する。
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。
桐山 博光; 越智 義浩; 森 道昭; 田中 桃子; 岡田 大; 小菅 淳; 永島 圭介
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量子制御による同位体分離の開発に必要な高出力テラヘルツ波発生のために、開発を進めている半導体レーザー(LD)励起Yb:YAGチャープパルス増幅(CPA)レーザーシステムについて報告する。講演では、レーザーシステムの出力特性,パルス圧縮特性,時間・空間特性について報告する。また、レーザーシステムの高繰り返し化設計についても併せて報告する。
笠嶋 辰也; 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。
小菅 淳; 越智 義浩; 岡田 大; 田中 桃子; 森 道昭; 桐山 博光; 永島 圭介
no journal, ,
高平均出力のフェムト秒パルスレーザーは工業用のレーザーとしても理科学応用のレーザーとしても大変魅力的なレーザーであり、世界中で研究開発が行われている。高出力化において、従来のロッド型やスラブ型のレーザーでは熱の問題が発生するが、本研究では非常に薄いレーザー媒質を用いることで問題を解決した。本シンポジウムでは、高平均出力Yb:YAG薄型ディスクレーザーの開発についての発表を行った。この薄型Yb:YAGディスクの厚さは約200
mでとても薄く、直接ヒートシンクにマウントされ、反射型ミラーとして用いられる。そのため高効率な排熱及び理想的には1次元方向の温度分布を作ることにより熱的な諸問題を軽減することが可能になる。本研究では、過飽和吸収ミラーとLBO結晶を用いた2次の非線形ミラーを用いてモードロックパルス発生に成功した。
板倉 隆二
no journal, ,
強レーザー場中における一酸化窒素について、動的アライメントと角度に依存したイオン化の相関を、量子状態を分離して調べた。強レーザー場中にて、部分的にイオン化するとき、残った中性NO分子の回転波側にはイオン化の角度依存に応じてホールができる。分子分光の手法を用いて回転状態分布を実験的に明らかにし、高いJ準位の分布が増加が観測された。時間依存シュレーディンガー方程式にイオン化の寄与を取り入れ、数値的解くことで、実験結果と比較した。
松岡 雷士
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物であるCs
を効率的に核変換処理するためには事前の同位体分離が必要となる。本研究ではわれわれが独自に考案したテラヘルツ波パルス列照射による同位体選択励起法を熱分布のあるヨウ化セシウム分子に適用するための数値計算を行った。分子の回転分布の時間発展は分子の回転自由度のみを考慮したシュレーディンガー方程式を用いて評価した。10Kの熱回転分布の中にあるCs
IとCsIに対して、分子回転周期と同期するように間隔を調整したテラヘルツ波パルス列を照射することにより、CsIの回転分布のみを高エネルギー側にシフトさせることができた。最もパラメータを最適化したケースにおいて、CsIの濃縮係数は最大で3.1
10
、これと同時に達成されるCsIの濃縮係数は5738であった。本研究によって熱分布存在下のヨウ化セシウムを事前冷却なしで効率的に選択励起できることが示された。
横山 啓一
no journal, ,
放射性廃棄物の同位体分離実現に必要となる、重元素分子の熱分布存在下での同位体選択原理を提案し、その検証を目的として、二原子分子の回転状態の光励起ダイナミクスを時間依存の緊密結合シュレディンガー方程式を解くことにより調べた。光電場には位相相関テラヘルツパルス列を用いた。パルス列を塩化リチウム及びフッ化リチウム分子集団に照射した場合の計算を行った。パルス間隔を回転周期と一致させたとき、片方の同位体分子の回転分布は大きく移動するのに対して、もう一方の同位体分子ではほとんど移動しないことが示された。
橋本 雅史; 横山 啓一
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放射性廃棄物からのCs等の長寿命核分裂生成物の高純度・高効率での分離回収を実現するためには、同位体選択的な分解反応後の副次反応を抑える必要がある。例えばCsIを作業分子とするCs同位体分離においてCsIを選択的に分解しても、回収前に未分解のCsI分子との間でCsの交換反応が生じれば最終的な同位体純度は低下する。そこで反応系内へ導入するスカベンジャーが重要となる。本研究の最終目標はCs交換反応の速度定数を求め、それをもとに適切なスカベンジャーを決定することである。今回、量子化学計算によるCsI分子とCs原子の間の反応によるポテンシャルエネルギー変化の解析を行った。各原子にeffective core potentialを導入した密度汎関数法により得られた反応系のポテンシャルエネルギー変化の結果から、原子状のCsがCsI分子に近づくと、約64.5kJ/molの安定化エネルギーを持つ超原子価分子Cs
Iを形成すること、またその反応にはエネルギー障壁が存在しないことを見いだした。これは、Csの交換反応が拡散律速反応であり反応速度が高い可能性を示している。