小型・高出力希ガス液体エキシマレーザの基礎研究

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小型・高出力希ガス液体エキシマレーザの基礎研究に関し, 研究実績を以下に述べる. 1.液体レーザ共振器の設計・試作を行なった. 気体エキシマレーザ共振器のサイズから相似的に判断して本共振器長を1cmにとった. エキシマの励起には, エキシマレーザから発した紫外光を用いた. 共振器はステンレス製でウィンドウには石英を用いた. 2.ArガスにF2を3%混合したものを, あらかじめ真空にした共振器に導入し, 約85Kに冷却し, ArとF2混合液体を作り, これに石英ウィンドウから共振軸に垂直にArFエキシマレーザ光を照射し, 液体からの発光を観測した. 3.結果は, 液体からの二次的な発光が見られた. これは, ArFレーザの発振波長と同じ193nmであったが, パルス幅がレーザ光の約30nsecから20nsecへと減少した. しかし, 発光強度はレーザ光に比し圧倒的に小さく, レーザ光によって励起された液体からの蛍光と判断された. 4.上記3の結果は, レーザ光の短パルス成形装置としての応用も考えられる. 5.液体レーザを高速電子で励起するための基礎研究として, 高電界下における陰極から液体中への電子注入効率, ならびに電子と液体間の衝突を考慮して電子輸送係数の測定と解析を行った. 6.その結果, 液体Ar中への電子注入は液体Heや窒素等に比らべ容易である. また液体Ar中の高電界電子輸送過程に対する液体の構造因子の効果を明らかにした. 今後の研究課題として, 液体励起媒質のレーザ光による励起過程を解明し, サブ・ナノ秒真空紫外レーザ光発振装置として検討すること, および針電極から高エネルギー電子を注入し, エキシマの励起を行ない発振を得る研究, 媒質によるレーザ光の自己吸収等の測定, 混合液体の種類(Ar, Kr, Xe等とF2, Cl等ハロゲンの組み合せ)および混合比と発振波長, 出力との関係に対する検討等が挙げられる.