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論文

Spectral measurement of picosecond optical pulses by optogalvanic spectroscopy

松岡 雷士; 小川 健太*; 横山 啓一

Proceedings of 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim and 18th OptoElectronics and Communications Conference and Photonics in Switching 2013 (CLEO-PR & OECC/PS 2013) (USB Flash Drive), 2 Pages, 2013/06

We measured power spectrum of the picosecond pulses generated from a homemade Ti:Sapphire narrow-band laser by using optogalvanic spectroscopy of argon, which is a lower-cost method than using optical spectrum analyzers. This method can be used for the pulse whose linewidth is about 1.0-10 cm$$^{-1}$$.

論文

Theoretical study on isotope-selective excitation of diatomic molecules by a terahertz frequency comb

市原 晃; 松岡 雷士; 黒崎 譲; 横山 啓一

Proceedings of 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim and 18th OptoElectronics and Communications Conference and Photonics in Switching 2013 (CLEO-PR & OECC/PS 2013) (USB Flash Drive), 2 Pages, 2013/06

光周波数コムにより、塩化リチウム分子を同位体選択的に回転励起させるためのコンピュータシミュレーションを実施した。振動回転状態の時間発展は、緊密結合法を用いて計算した。コムのスペクトル周波数を$$^7$$Li$$^{35}$$Clの回転遷移周波数に一致させることにより、$$^7$$Li$$^{35}$$Clと$$^7$$Li$$^{37}$$Clに対して、$$^7$$Li$$^{35}$$Clだけを高回転状態(J$$geq$$100)に励起することができた。使用したコムでは、振動状態励起は誘起されなかった。さらに、高回転状態の$$^7$$Li$$^{35}$$Clの第二パルスによる解離過程を、波束法を用いて計算した。設定したパルスパラメータにより、振動回転状態(v=0, J=150)にある$$^7$$Li$$^{35}$$Clの約50%を解離することができた。これらの結果により、テラヘルツ領域の光学パルスを用いた二原子分子の同位体分離法の可能性を示した。

論文

Full-coherent HHG-seeded EUV-FEL locked by EOS timing feedback

小川 奏*; 佐藤 尭洋*; 松原 伸一*; 岡安 雄一*; 富樫 格*; 渡部 貴宏*; 高橋 栄治*; 緑川 克美*; 青山 誠; 山川 考一; et al.

Proceedings of 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim and 18th OptoElectronics and Communications Conference and Photonics in Switching 2013 (CLEO-PR & OECC/PS 2013) (USB Flash Drive), 2 Pages, 2013/06

自由電子レーザー(FEL)は、共振器を使用しない自己増幅自発放射(SASE)方式を用いている。この方式では、自然放射光を種光としてレーザー発振・増幅するため、発振したレーザー光のスペクトルや時間波形がスパイク状構造になる欠点がある。この問題点を解決するために、短波長光源である高次高調波をFELにインジェクションし、スペクトルや時間波形にスパイク構造のないフルコヒーレント化された極端紫外領域(波長61.5nm)のシードFEL光の発生に成功した。しかしながら、外部からのコヒーレント光をシード光として用いる場合、電子バンチとシード光のタイミングドリフトにより、シードFEL光の出力ゆらぎが大きくなり、発生頻度も減少する問題がある。この問題点を解決するために、電気光学(Electro-Optic: EO)効果を利用したタイミングモニターを開発し、FEL装置の診断セクションに導入した。これにより、シードFEL光(波長61.2nm)の発生頻度が約0.3%から約24%に向上し、最大出力20$$mu$$Jが得られた。この結果について発表する。

論文

Highly efficient frequency doubling of high-energy Nd:YAG laser using a CsB$$_{3}$$O$$_{5}$$ crystal

鈴木 将之; 桐山 博光; 中井 善基; 岡田 大; 大東 出; 影林 由郎*; 横田 利夫*; Bolton, P.; 大道 博行; 河西 俊一

Optics Communications, 283(3), p.451 - 453, 2010/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Optics)

レーザー駆動粒子加速における最大エネルギーのカットオフは、入力レーザーエネルギーに依存し、入力レーザーのチタンサファイアレーザーの出力は、その励起源であるNd:YAGレーザーの第二高調波(波長532nm)出力に依存する。そのため、波長1$$mu$$m帯レーザーにおける波長変換の高効率化は、粒子加速の高エネルギー化において非常に重要である。CsB$$_{3}$$O$$_{5}$$(CBO)結晶は、高い非線形光学定数,高ダメージ閾値から波長1$$mu$$m帯レーザーの第二高調波生成への応用が期待されていた。しかし、その結晶の高品質かつ大型化が困難であったため、第二高調波生成はほとんど行われていなかった。近年、トップシード法を用いることで高品質,大型のCBO結晶成長が可能となった。このような背景から高品質CBO結晶を用いて、波長1064nmレーザーパルスの波長変換を行った。その結果、入力レーザーエネルギー20Wに対して第二高調波の出力エネルギー12W,変換効率60%を達成した。平面波近似の式より、理論的に変換効率を評価したところ実験結果とおおむね一致した。本実験結果よりCBO結晶は第二高調波生成に非常に有効な結晶の一つであることがわかった。

論文

High-energy, spatially flat-top green pump laser by beam homogenization for petawatt scale Ti:sapphire laser systems

田中 桃子; 桐山 博光; 越智 義浩; 中井 善基; 笹尾 一; 岡田 大; 大道 博行; Bolton, P.; 河西 俊一

Optics Communications, 282(22), p.4401 - 4403, 2009/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:52.64(Optics)

本研究は、ペタワット級チタンサファイアレーザーのポンプとして用いる高エネルギー緑色レーザーパルスの、空間パターン均一化を行ったものである。大口径,高出力のネオジムドープガラスレーザーの第二高調波により、緑色領域の波長でシングルパルスのエネルギーとして75Jの出力を得た。回折光学素子を用いて、第二高調波の空間パターンを高均一なフラットトップのパターンを得ることができた。

論文

Generation of high-contrast and high-intensity laser pulses using an OPCPA preamplifier in a double CPA, Ti:sapphire laser system

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.

Optics Communications, 282(4), p.625 - 628, 2009/02

 被引用回数:53 パーセンタイル:7.88(Optics)

光パラメトリックチャープパルス増幅器(Optical Parametric Chirped-Pulse Amplification; OPCPA)を前置増幅器とした高コントラスト,高強度ダブルCPA(chirped-Pulse Amplification)チタンサファイアレーザーシステムの開発を行った。OPCPAに高コントラスト,高エネルギーシード光を導入することで、ピコ秒の時間領域において10桁以上の高いコントラストを達成した。このときのレーザーパルスのエネルギーは1.7J,パルス幅は30fsであり、ピークパワー60TWが10Hzの繰り返し動作で得られた。また、最終段のチタンサファイア増幅器を100ケルビン以下の低温にすることにより、熱歪みを低減することで$$10^{20}$$W/$$cm^{2}$$以上の高い集光強度を達成した。

論文

Bandwidth enhancement for parametric amplifiers operated in chirped multi-beam mode

Terranova, F.*; 桐山 博光; Pegoraro, F.*

Optics Communications, 281(19), p.4993 - 4997, 2008/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:72.75(Optics)

OPCPAの増幅スペクトル幅の拡大を目的として理論的な評価をしている。シグナル光を2つに分離し、位相整合条件をわずかに変化させた2つのOPCPAにてそれぞれ増幅する。このような構成にすることで、一方のOPCPAで短波長側のシグナル光成分を増幅し、もう一方のOPCPAで長波長側のシグナル光成分を増幅することが可能となる。最後に増幅された2つのシグナルビームを重ね合わせることで、シングルビームのOPCPAに必要な大型の非線形光学結晶,大型のポンプレーザーを用いることなしに、高エネルギーでかつ広いスペクトル帯域の増幅が可能であることを理論的に示した。

論文

Comparative study of gas composition in a low temperature operated copper vapor laser

大図 章; 加藤 政明; 丸山 庸一郎

Optics Communications, 177(1-6), p.355 - 361, 2000/04

 被引用回数:4 パーセンタイル:72.39

低温型銅蒸気レーザーのガス組成、ハロゲンガス(HBr,HI)とバッファーガス(He,Ne,Ar)の組み合わせに関する特性試験を行った。同じ試験条件で発振試験を行った結果、銅蒸気レーザーのレーザー出力、パラメータ依存性はガス組成に大きく影響を受けることがわかった。80Wの出力がハロゲンガスHBr,HIとNeガスの組み合わせにおいて得られた。Heガスでは、その半分の出力が得られた。Arガスではレーザー発振が得られなかった。レーザー発振繰り返し数17kHz以上では、HIとNeの組み合わせがHBrとNeの組み合わせよりも高出力を発生させるのに適していることがわかった。この違いは、レーザー管中で生成されるハロゲン化銅CuIとCuBrの蒸気圧の差によるものと考えられる。

論文

High-efficiency second-harmonic generation in four pass-quadrature frequency conversion scheme

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Optics Communications, 174(5-6), p.499 - 502, 2000/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.01(Optics)

極短パルス・超高ピーク出力チタンサファイアレーザーの励起効率の向上を目的として高効率波長変換器の開発を行った。開発した波長変換器は低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、光軸を垂直に配置した2つの非線形光学結晶中を偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる新たに考案した4パス構成矩像波長変換方式を採用している。入射レーザー光に1064-nmNd:YAGレーザー光(繰り返し率: 10Hz)を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いて実験を行った。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上し、この方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。パルスあたりのエネルギー607mJの入射レーザー光に対して486mJの第二高調波光出力が得られた。

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