フェムト秒パルスに応答する3次非線形光学素子の高効率化

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本研究の目的は、フェムト秒極限光パルスに高効率でスペクトルひろがりを与える自己位相変調素子を見いだすことである。そのために、本年度は以下の項目について研究を行った。1.3次非線形光学定数の大きな物質の探索の一指針として、2次非線形光学定数と3次非線形光学定数の関係を明らかにした。この結果によれば、反転対弥性を持つ材料の3次非線形光学定数は、2次非線形光学定数の2乗に依存する。すなわち、2次非線形性の大きな3次非線形性をもち、今までに知られている2次非線形性の大きな材料が、3次非線形材料として、有望であることが示された。2.2次、3次非線形性の大きい有機材料DAN(4-(N,N-dimethylamino)-3-acetamidonitrobenzene)を用いたファイバーを作製し、群速度分散が大きく非線形性も大きい材料を用いたファイバー中のフェムト秒光パルス伝搬についての実験的・理論的研究を行った。ファイバー伝搬後のパルスには長波長側へのスペクトルシフトが見られ、これは自己位相変調を引き起こす原因となる非線形屈折率の応答速度が有限である起因すると考えらる。この応答時間の測定、応答時間効果がパルス圧縮に及ぼす影響について現在、検討を行っている。以上の項目を通じて、高効率自己位相変調素子の実現へ向けて重要な指針を示せたものと考える。