中赤外領域における偏光変調を用いた時間領域分光システムの開発と応用

中红外区偏振调制时域光谱系统的研制与应用

• 批准号: 16760041
• 负责人: 菜嶋 茂喜
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760041/
• 关键词: フェムト秒レーザー; テラヘルツ波; 時間領域分光法; 偏光変調; 複素屈折率; 中赤外領域; エリプソメトリー; ワイヤーグリッド

平成17年度では,非線形光学結晶を用いたテラヘルツ波(以後,THz波と記す),および,中赤外光の発生を目的としている.まず,励起光源,および,検出光源として使用するフェムト秒レーザー(昨年度に構築したレーザーを指す.主な仕様として,パルス幅:45fs,パルスエネルギー:7.8nJが得られている)のピーク強度を増大させる事を目的にレーザー共振器の改良を行った.改良方法として,マルチパスキャビティ(Multiple-Pass Cavity,以後,MPCと記す)を共振器内に導入して共振器長を延長する方法を採用し,ABCD行列を用いて最適な共振器構成を検討し,MPCの凹面ミラーの曲率半径を2m,反射回数を5回,ミラー間距離を82.4cmと設計して,共振器を構築した.その結果,繰り返し周期:13.5MHzでのカーレンズモード同期発振に成功し,パルス幅が40fsで,37.0nJのパルスエネルギーを安定に得る事に成功した.この結果,昨年度に比べて約5倍のピーク強度の増大に成功した.また,レーザーの改良と平行して,非線形光学結晶を用いたテラヘルツ波発生の偏光制御について理論的に検討した.そして,放射素子として,(111)面カットのZnTe結晶を選択し,ボロメータと(平成16度に作製した)ワイヤーグリッド偏光子を用いてTHz波放射強度と偏光特性について調べた.その結果,直線偏光のフェムト秒レーザーで励起する場合では,放射されるTHz波強度は一定で,偏光状態は直線偏光であることを確認した.また,その偏光方向はZnTe結晶軸と励起レーザーの偏光方向にのみ依存する結果を確認することができた.この実験結果により,放射されるTHz波,および,中赤外光の偏光方向を偏光子を用いずに制御できることを確認した.

在2005年，目的是使用非线性光学晶体和中红外光生成Terahertz波（以下称为THZ波）。首先，改进了激光谐振器，以增加激发光源的峰强度，并用作检测光源的飞秒激光（去年构建的激光。改进方法是使用多通腔（多通）。 Cavity, hereinafter referred to as MPC) was introduced into the resonator to extend the resonator length, and the optimum resonator configuration was studied using an ABCD matrix, and the resonator was constructed by designing the radius of curvature of the concave mirror of the MPC to be 2m, the number of reflections was 5 times, and the distance between mirrors was 82.4cm.结果，我们成功地在13.5MHz的重复周期内成功地振荡了汽车镜头模式锁定的振荡，并获得了37.0NJ脉冲能量，脉冲宽度为40fs。结果，与去年相比，我们成功地将峰强度提高了约五倍。此外，与激光改进并行，我们能够使用非线性光学晶体控制Terahertz波产生的极化。我们从理论上研究了。我们选择了（111）平面切割的Znte晶体作为辐射元件，并使用重音计和电网层偏振器（2004年制造）检查了THZ波辐射强度和极化特性。结果，我们证实，当使用线性极化的飞秒激光激发时，发射的THZ波强度是恒定的，并且极化状态是线性极化的。此外，我们能够确认极化方向仅取决于Znte晶体轴和激发激光的极化方向。该实验结果证实，可以在不使用偏振器的情况下控制发出的THZ波和中红外光的极化方向。