カスケードプロセスを用いた高電界テラヘルツパラメトリック発生器の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

我々が開発している光注入型テラへルツパラメトリック発生器 (is-TPG)はテーブルトップサイズでありながら巨大な自由電子レーザーを凌駕する100 kW という高強度THz 波パルスを発生し、単一周波数発振かつ広帯域周波数可変性(0.4から5.0 THz)を有する。現在is-TPGでは、強い励起光が起こすカスケードプロセスにより発生する高次ストークス光へのエネルギー流出が、変換効率向上に向けた課題である。本研究は、高次ストークス光が結晶励起することで発生するカスケードテラヘルツ波を結晶外部に取り出すことで、is-TPGの励起光からテラへルツ波への変更効率向上を目指し、高電界テラへルツ波発生を実現するものである。カスケードテラへルツ波は通常発生するテラヘルツ波と同一周波数であり、結晶外部に取り出せれば大幅な変換効率向上が見込まれるが、角度位相整合条件により結晶深部で発生するため、結晶の大きな吸収ロスにより外部への取り出しは従来困難と考えられていた。今年度は、高強度光注入光の導入と励起光の結晶端面で全反射する手法を導入し、カスケードプロセス発生位置を結晶浅部にシフトすることで初めてis-TPGからのカスケードテラヘルツ波を観測した。現状発生したカスケードテラヘルツ波は、高効率に多段的なパラメトリック増幅をされていないため、来年度は、結晶角度等の最適化を行い、カスケードテラヘルツ波の高強度化を目指す。