サイクル域光パルスにより誘起される巨大加速度現象に関する研究

本年度は、サイクル域光パルスに関する以下の成果を得た。1.石英ファイバー中の12fs(4.5サイクル)光パルスの非線形伝播に関して、すべての次数の分散、遅延ラマン応答を含む非線形応答を取り込んだ時間領域有限差分(FDTD)法による計算を行い、別に行った実験結果をよく再現する結果を得た。この結果から、12fsのような時間領域では、石英ファイバーの遅延応答ラマン効果を考慮することが重要であることを見いだした。2.アルゴンガス充填ファイバー中に、チタニウムサファイアレーザー増幅器からのフェムト秒光パルス(基本波,中心波長780nm)を伝播させ、自己位相変調効果を効率的に生じさせることにより超広帯域コヒーレント光波発生を発生する。この光波を、回折格子、凹面鏡、空間位相変調器によって構成される4f-非線形チャープ補償光学系により位相補償した。この空間位相変調器のみによる位相補償により、従来用いられてきたフリンジ分解自己相関法より正確な周波数分解光ゲート装置を用いた測定では世界最短パルス幅5.0fs、サイクル数2.2サイクルの極短光パルスの発生に成功した。3.上記周波数分解光ゲート装置よりもより広帯域光パルスを測定可能な電場再構築スペクトル干渉装置を作製し、世界最短パルス幅5.0fs、サイクル数2.2サイクルの極短光パルスの発生に成功した。また、この方法により、1オクターブを超える超広帯域パルスの電場振幅・位相の測定にも成功している。4.高エネルギー領域の振動状態を効率よくコヒーレントに選択励起する手法として、その振動状態周波数とパルス列繰り返し周波数、ならびに光周波数差とを同時に一致させた2色フェムト秒パルス列励起法の提案を行い、この手法に我々が行っている波長多重波形整形技術が有用であることを示した。

本年度は、サイクル域光パルスに関する以下の成果を得た。1.石英ファイバー中の12fs(4.5サイクル)光パルスの非線形伝播に関して、すべての次数の分散、遅延ラマン応答を含む非線形応答を取り込んだ時間領域有限差分(FDTD)法による計算を行い、別に行った実験結果をよく再現する結果を得た。この結果から、12fsのような時間領域では、石英ファイバーの遅延応答ラマン効果を考慮することが重要であることを見いだした。2.アルゴンガス充填ファイバー中に、チタニウムサファイアレーザー増幅器からのフェムト秒光パルス(基本波,中心波長780nm)を伝播させ、自己位相変調効果を効率的に生じさせることにより超広帯域コヒーレント光波発生を発生する。この光波を、回折格子、凹面鏡、空間位相変調器によって構成される4f-非線形チャープ補償光学系により位相補償した。この空間位相変調器のみによる位相補償により、従来用いられてきたフリンジ分解自己相関法より正確な周波数分解光ゲート装置を用いた測定では世界最短パルス幅5.0fs、サイクル数2.2サイクルの極短光パルスの発生に成功した。3.上記周波数分解光ゲート装置よりもより広帯域光パルスを測定可能な電場再構築スペクトル干渉装置を作製し、世界最短パルス幅5.0fs、サイクル数2.2サイクルの極短光パルスの発生に成功した。また、この方法により、1オクターブを超える超広帯域パルスの電場振幅・位相の測定にも成功している。4.高エネルギー領域の振動状態を効率よくコヒーレントに選択励起する手法として、その振動状態周波数とパルス列繰り返し周波数、ならびに光周波数差とを同時に一致させた2色フェムト秒パルス列励起法の提案を行い、この手法に我々が行っている波長多重波形整形技術が有用であることを示した。