非線形光学結晶によるピコ秒レーザーの赤外域波長変換

使用非线性光学晶体的皮秒激光器红外波长转换

• 批准号: 08740352
• 负责人: 田中 義人
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740352/
• 关键词: 非線形光学結晶; 赤外光源; 光パラメトリック増幅; ピコ秒レーザー; 和周波発生

本研究では、まず、非線形光学結晶LiNbO_3に、励起光としてピコ秒モードロックチタンサファイアレーザーを再生増幅器により増幅した光を、また、シ-ド光としてスペクトル幅約0.2cm^<-1>の光パラメトリック発振レーザーを導入し、光パラメトリック増幅過程を起こさせた。これにより、パルス幅2.8ps、出力約70μJ、可変波長領域2.6〜4.5μm、スペクトル幅約9cm^<-1>の光を得た。このスペクトル幅およびパルス幅は、チタンサファイアレーザーで決まっており、ほばフーリェ限界であることがわかった。一方、AgGaS_2結晶を用いた光パラメトリック増幅によりさらに長波長側での出力の可能性について調べた。その結果、5〜7μmの波長領域で出力30nJ〜1μJを得た。得られた赤外光源が非線形光学過程の研究に有効かどうかを、LiNbO_3結晶による赤外光について調べた。チタンサファイアレーザーと得られた赤外光を試料表面に入射させ、その和周波光を観測した。試料としては、アラキン酸のLB膜、および金の蒸着膜上にオクタデカンチオール(ODT)を付けた自己組織化単分子膜(SAM)を用いた。LB膜については、C-H結合の振動モードである3μm付近のスペクトルを観測することができた。LB膜は、その工程により一方向に傾いた配向をもつが、和周波信号についても、試料の回転角依存性を調べ、その特徴を確認できた。SAMからの和周波信号においては、金の非線形感受率による信号が非共鳴信号として、ODTのC-H結合の振動モードが分散型をした共鳴信号として観測された。解析の結果、分散型をもつ共鳴信号は、金の非共鳴的な非線形分極と、ODTの共鳴的な非線形分極の間の干渉を反映したもので、その相対位相は、入射光の配置によって変わること等がわかった。また、観測された共鳴信号のスペクトル幅は、約11〜18cm^<-1>で、各振動モードを十分に分離できる分解能をもっており、表面吸着分子の分光に有効であることがわかった。

In this study, the excitation of light in non-linear optical crystal LiNbO_3 was studied. The amplitude of light in the regenerative amplifier was increased by about 0.2 cm<-1>. The output is about 70μJ, the wavelength range is 2.6 ~ 4.5μm, and the amplitude is about 9cm<-1>. This is the first time I've ever seen a woman who's had sex with someone else. AgGaS_2 crystals are used in the optical field to increase the amplitude of the light and the possibility of adjusting the output on the long wavelength side. Results: Output in the wavelength range of 5 ~ 7μm is 30nJ ~ 1μJ. In this paper, we study the non-linear optical process of LiNbO_3 crystal with red light source. The light from the outside of the sample is incident on the surface of the sample, and the light from the outside is measured. The sample was prepared by using LB film, gold vapor deposition film and self-organizing monolayer (SAM). LB film vibration due to C-H bonding is measured at 3μm. LB films are engineered to align in one direction, to modulate sample angle dependence, and to confirm characteristics. SAM and cyclic signals are measured in non-linear susceptibility, non-resonant signals, and dispersive resonant signals. Analysis results, dispersion type resonance signal, gold non-resonance, non-linear polarization, ODT resonance, non-linear polarization, interference, reflection, phase opposition, incident light configuration, etc. The amplitude of the resonance signal is about 11 ~ 18 cm <-1>^, and the decomposition energy of each vibration is very high. The spectroscopic effect of surface adsorption molecules is very high.

项目成果

S.Lin: "Improved Dispersion Equation for MgO : LiNO_3 Crystal in the Infrared Spectral Range Derived from Sum and Difference Frequency Mixing" IEEE J.Quantum Electron.QE-32. 124-126 (1996)

S.Lin：“改进的 MgO 色散方程：由和频和差频混合导出的红外光谱范围内的 LiNO_3 晶体”IEEE J.Quantum Electron.QE-32。

田中義人: "ピコ秒赤外コヒーレント光を用いた表面吸着分子における和周波発生の観測" レーザー科学研究. No.18. 95-97 (1996)

Yoshito Tanaka：“使用皮秒红外相干光观察表面吸附分子的和频生成”激光科学研究第 18 期 95-97（1996 年）。

S.Lin: "光パラメトリック増幅による高出力ピコ秒赤外コヒーレント光の発生" レーザー科学研究. No.18. 92-94 (1996)

S.Lin：“光学参量放大产生高功率皮秒红外相干光”激光科学研究第18期（1996）。