フェムト秒光パルス伝播の顕微動画像記録・観察とその超高速現象観察への応用

飞秒光脉冲传播运动显微图像的记录与观察及其在超高速现象观察中的应用

基本信息

批准号：
22246010
负责人：
粟辻安浩
金额：
$ 26.04万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

非線形光学素子でフェムト秒光パルスの中心波長を400nmに変換する光学系を用いてフェムト秒光パルスの伝播の3次元動画像記録では,再生像の光量が低いために客観的データである動画像記録が困難な現状にある.そこで,光量効率を高めた動画像記録実験を行った.この実験に必要な光学系の構成を検討し,光量損失を最も低くしつつ,コントラストの高い像を記録するに最適な露光時間などの条件を実験的に明らかにした.また,中心波長400nm,持続時間約100fsの超短光パルスの伝播の様子を最適条件に基づいて記録することにより,これまでで最も高いコントラストの動画像記録と再生に成功した次に,書き換え可能ホログラム材料を用いてフェムト秒レーザーのオシレーターからの超短光パルスの伝播の様子を記録するための光学系を構築した.構築した光学系で所望の動画像を記録可能にするための,物体光と参照光の最適な強度比を実験的に明らかにした.明らかにした最適な記録条件により,所望の動画像の記録と再生に成功したさらに,プラズマの時間発展のホログラフィック記録を試験した.そのために,微小領域の光の伝播を記録できるように,顕微鏡を用いた拡大光学系を設計,製作した.また,製作した拡大光学系をこれまでに構築している実験システムに導入することで記録光学系を構築した.さらに,超高速現象の発生タイミングと超短パルス光を用いてホログラムを記録するタイミングを揃えるために、各タイミングを正確に同期させる機構の構築を行ったまた,フェムト秒光パルスの伝播の様子の3次元動画像記録できるデジタルホログラフィックシステムを構築した

在使用非线性光学脉冲的中心波长中，使用非线性光学元素将光秒的光脉冲传播的3D视频记录在400 nm中转换为400 nm，由于重复的图像的光量较低，因此很难记录客观视频数据。因此，我们进行了一项视频录制实验，并提高了光效率。我们研究了该实验所需的光学系统，并在实验上揭示了诸如暴露时间之类的条件，这对于记录高对比度的图像是最佳的，同时保持最低光损失。此外，通过记录基于最佳条件的中心波长为400 nm的超短光脉冲的传播，持续时间约为100 fs，我们成功地记录并重现了迄今为止最高的对比度视频。然后，我们使用可重写的全息图材料来记录来自飞秒激光器的振荡器的超短光脉冲的传播。实验揭示了对象光和参考光的最佳强度比，以通过构造的光学系统记录所需的移动图像。揭示的最佳记录条件在记录和再现所需的移动图像方面取得了成功，并且还测试了等离子体时间演变的全息记录。为此，设计和制造了显微镜放大光学系统，以记录小区域的光的传播。创建的放大光学系统还通过将制造的放大光学系统引入到目前为止构建的实验系统中，设计和制造。此外，构建了一种机制，以准确同步每个时间安排，以使超快速现象的时间对齐，并使用超短脉冲构建了超快速现象的时间和记录全息图的时间。此外，构建了数字全息系统，该系统可以准确记录飞秒光脉冲的传播。