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超広帯域誘導ラマン散乱光高次系列の生成

超宽带受激拉曼散射光高阶系列的产生

基本信息

批准号：
11740242
负责人：
桂川眞幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、固体水素をラマン媒質として、超広帯域にわたる高次ラマン散乱光系列を発生させることにある。通常の高次ラマン散乱光発生と異なる点は、全てのストークス、アンチストークス光が位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に発生することにある。以下、本研究期間のこの2年間に得られた成果をまとめる。1、バルクの結晶で確立した固体水素高品質結晶作成法(液相加圧結晶作成法)の技術を、薄膜結晶(1mm以下)に応用した。常温から液体He温度に向かう材料の熱収縮を考慮して、高圧(30気圧)下でも光学窓がシールされるように試料セルを設計し、1mm以下、数μmの薄さまで任意の厚みの薄膜結晶を作成する技術を確立した。2、ラマンコヒーレンス生成用の励起レーザーとして、738nm及び、832nm(二倍波:416nm)を中心波長として発振する注入同期単一縦モードパルスチタンサファイアレーザーを製作した。パルス幅20ns〜90nsのロングパルスに対して、ほぼフーリエトランスフォームリミットの線幅(20ns->〜15MHz、90ns->〜3MHz)をもったパルス出力光を得ることができた。出力エネルギーは、最大13mJ(励起エネルギー45mJ)であった。3、固体水素のQ_1(0)遷移(ν=1←0,J=0←0)にほぼラマン共鳴する単一縦モードパルスレーザー対((1)YAGレーザー基本波:1.064μm, Ti:Al_2O_3レーザー:738nm;(2)YAGレーザー三倍波:355nm,Ti:Al_2O_3レーザー二倍波:416nm)を時間空間的にオーバーラップさせて、厚み250〜300μmに用意した薄膜固体水素結晶に入射した。(1)の励起条件に対して、アンチストークス光の1次、(565nm)2次(458nm)3次(385nm)及びストークス光の2次(1.9μm)が、(2)の励起条件に対して、アンチストークス光の1次、(309nm)2次(274nm)3次(246nm)及びストークス光の2次(503nm)3次(635nm)4次(862nm)が、位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に(ガウス分布した空間パターン)をもって放射されるのが観測された。200MW/cm^2の励起強度に対して現状で得られている最大の変換効率は、アンチストークスの1次、ストークスの1次ともに15%程度であった。研究を通して、当初計画した実験システムを確立し、また、パラメトリックな高次のラマン系列の発生が、位相整合条件に束縛されずに励起光と全く同軸に放射されるという現象の基本を確認することができた。より高次の光を効率よく発生させるために、固体水素結晶の損傷しきい値をあげなければいけないということが課題として残った。

The purpose of this study is to generate high-order scattered light series in solid water medium and hyperspectral region. Generally, the high-order scattered light emission is different from the point, the whole spectrum, the whole spectrum, the phase integration condition, the bound excitation light and the whole coaxial light emission. The following results were obtained during the two years of this study. 1. To establish the technology of high quality crystallization of solid water (liquid phase pressure crystallization) and the application of thin film crystallization (1mm or less) In consideration of the thermal contraction of materials at room temperature and liquid He temperature, the technology of preparing thin film crystals with arbitrary thickness of less than 1mm and several μm under high pressure (30 ℃) was established. 2. The excitation wavelength for the generation of the wavelength spectrum is 738nm and 832nm(double wave:416nm). The center wavelength is 416nm. The excitation wavelength is 738nm and 832nm. The amplitude of the laser beam from 20ns to 90ns is 20ns->~ 15MHz, 90ns->~ 3MHz, and the amplitude of the laser beam from 20ns to 90ns is 20ns->~ 15MHz. The maximum output is 13mJ(45mJ). 3. Q_1(0) migration (v =1←0,J=0←0) of solid water element (1)YAG fundamental wave:1.064μm, Ti:Al_2O_3 fundamental wave:738nm;(2)YAG triple-wave:355nm,Ti:Al_2O_3 triple-wave:416nm). (1)The excitation conditions are: 1 time for excitation light, 2 times for excitation light (565nm), 3 times for excitation light (458nm), and 2 times for excitation light (385nm)(1.9μm),(2) excitation conditions for the first time,(309nm) for the second time (274nm) for the third time (246nm) and for the second time (503nm) for the third time (635nm) for the fourth time (862nm), phase integration conditions for the first time,(309nm) for the second time (274nm) for the third time (246nm) and for the third time (503 nm) for the third time (635nm) for the fourth time (862nm). The excitation intensity of 200MW/cm^2 corresponds to the current situation, and the maximum conversion efficiency is 15%. To study the basic phenomena of excitation and total coaxial emission in the process of initial planning and establishment of high order and phase integration conditions. The high light rate and the damage of solid water crystals are the main problems.