過渡ラマン散乱によるナノ秒からピコ秒への高効率パルス圧縮の研究

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本研究では紫外レーザーの短パルス化を目的として、高い波長選択性を備えた光共振器と過渡ラマン散乱を組み合わせたパルス圧縮器の開発を行った。1.過渡領域における後方ラマンパルス圧縮法の研究(1)ストークスパルス幅が横緩和時間以下の領域では、ラマン利得の減少により高次ストークス光が抑制できることを示した。同時に、励起光線幅を制御して後方散乱利得帯域幅を広げ、横緩和時間以下の超短パルス光を定常増幅できることを示した。(2)メタンをラマン媒質にしてKrFレーザーのパルス圧縮実験を行い、150倍(世界最高)の圧縮率を得た。2.高い波長選択性を備えた高耐力共振器の開発(1)屈折率差の小さい材料を用いて誘電体多層膜鏡を試作した。励起光、2次ストークス光に対し95%以上の透過率、1次ストークス光に対してフィネス400を両立した。(2)光電流法を用いて誘電体多層膜鏡中の時間分解吸収観測を行った。光学材料の最適化し、レーザーコンディショニング機構を解明してレーザー耐力を4倍向上させた。3.共振器の横モード制御と4光波混合によるエネルギー引き出し法の研究(1)注入同期により共振器内1次ストークス光の横モードを制御し、励起光エネルギーの63%を1次ストークス光として蓄積することに成功した。(2)励起光波長の短パルス光を共振器に注入して4光波混合を用いて短パルス高強度の2次ストークス光を発生させる原理を考案した。さらに、実験により原理の有効性を示した。