極短パルスレーザー光が誘起する酸化物ガラス中の光化学反応とその応用

超短脉冲激光诱导氧化物玻璃中的光化学反应及其应用

• 批准号: 12650674
• 负责人: 渡邉 裕一
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12650674/
• 关键词: 酸化物ガラス; フェムト秒レーザー; 感光性; 光化学反応

研究計画に従い、リン酸カルシウムガラスの作製ならびに高強度フェムト秒パルスレーザー光に対する非線形感光特性の観測と評価を行った。組成50CaO-50P_2O_5のガラス試料を通常の溶融急冷法により作製した。試料は、鏡面研磨を施し厚さ約0.5〜4mmの平行平板状にして用いた。これにSErF/Ti:Sapphireレーザー(Clark-MRX社製;CPA2001)の基本波(波長775nm)とその2倍波(波長388nm)を光源とし、入射光パワー10mW〜100mWで照射実験を行った。レーザー光の照射により、POHCに起因する色中心生成(赤色の着色)が観測された。2倍波(波長388nm)照射では「光路全体」に着色が観測されたが、基本波(波長775nm)照射では「出射面及び出射面側の内部」に着色が観測された。レーザー光照射前後での吸収係数の差Δαは、照射パワーの増大にともなっで増加した。2倍波照射におけるΔαの変化は、既に研究代表者が過去に解析した二光子吸収が誘起する光化学反応を仮定したモデルを用いて半定量的に説明することができた。これに対して基本波照射におけるΔαの変化は、ある程度の入射光強度になるまでΔαの増加が見られなかった。つまり、基本波照射では感光性の発現に際し、入射光パワーに明らかにしきい値を持っていた。これに対して光出射面での顕著な着色を詳細に解析した結果、フェムト秒光パルスに特有な現象として知られる、光周波数のsuperbroadeningが感光性に寄与することを指摘した。

The research plan is to measure and evaluate the non-linear photosensitive characteristics of high-intensity and high-speed light. The composition of 50CaO-50P_2O_5 was prepared by the usual melt-quenching method. The sample is polished to a thickness of about 0.5 ~ 4mm and parallel plate shape. The fundamental wave (wavelength 775nm) of SErF/Ti:Sapphire (Clark-MRX;CPA2001) and the double wave (wavelength 388nm) of the incident light range from 10mW to 100mW. Color center generation (red coloring) caused by light irradiation and POHC is detected. 2-fold wave (wavelength 388nm) irradiation is colored for "the whole optical path", and fundamental wave (wavelength 775nm) irradiation is colored for "the emission surface and the inside of the emission surface". The difference in absorption coefficient between before and after irradiation increases. The change in Δα due to 2X wave irradiation can be explained semi-quantitatively by using data that researchers have analyzed in the past to determine the photochemical reaction induced by two-photon absorption. For this reason, the fundamental wave irradiation changes and the incident light intensity increases. When the fundamental wave is irradiated, the sensitivity of the incident light is increased. The results of the detailed analysis of the coloration of the light-emitting surface show that the phenomenon unique to the light-emitting surface is known, and the superspreading of the light-emitting surface is responsible for the photosensitivity.

项目成果

Y.Watanabe: "Photosensitivity in phosphate glass doped with Ag^+ upon exposure to near-ultraviolet femtosecond laser pulses"Applied Physics Letters. 78. (2001)

Y.Watanabe：“暴露于近紫外飞秒激光脉冲时掺杂Ag的磷酸盐玻璃的光敏性”应用物理快报。