流体過渡レンズ効果によるナノ秒レーザのフェムト秒シェイピングと超高速熱工学的検討

本研究の目的は、ある種の液体の過渡レンズ効果を利用し、ナノ秒パルスレーザ光をフェムト秒パルスレーザ光に成形する、全く新規なフェムト秒レーザ光発振システムの創成を目指し、申請者のグループがこの着想に至った原理を検証することにある。交付申請書記載の通り、まず実験系の構築を行った。YAGレーザの光学系をベースとし、高速応答確認のためのプローブ用にはHeNeレーザを用いて光学系を構築した。キュベットには予備実験のためにエタノール+sunset yellowを用いた。YAGレーザの2倍波結晶を基本波で叩いた際に出る両方の波長の光を用い、2倍波で励起したキュベット内の溶液を通過したプローブ光をストレージオシロのch1、YAGの基本波をch2に入力し、ポンプ光入射によるプローブ光の応答の遅れを見た。また、同じ実験系でプローブ光をCODで撮像し、そのビームプロファイルの特徴から過渡レンズ効果生起についての確認がとれた。一方、この予備実験系においても応答は極めて速く、引き続いて、光路差を用いるなどして時分解する光学系の構築に入ることとする。当初予定を超える応答の速さと、個別の光学素子の組み合わせでの安価な代替案が見つかったことから、オートコリレータの購入は見送り、対象とする時間スケールの目処が立った時点で、当該光学素子を購入し、光学系の構築を行い、本格検討に入ることとした。今後、ポンプ・プローブ法等の適用も考慮の対象となる。また、過渡レンズ効果におけるパルス光の進行特性を理論的に検証するため、FDTD法を用いた数値計算モデルの構築を開始している。これまで割算例のない高い光強度に対する解析を可能としており、代表的な計算例から、過渡レンズ効果を生じる場ででの特異な伝播特性が再現できており、実験報告例との一致を見ている。

本研究の目的は、ある種の液体の過渡レンズ効果を利用し、ナノ秒パルスレーザ光をフェムト秒パルスレーザ光に成形する、全く新規なフェムト秒レーザ光発振システムの創成を目指し、申請者のグループがこの着想に至った原理を検証することにある。交付申請書記載の通り、まず実験系の構築を行った。YAGレーザの光学系をベースとし、高速応答確認のためのプローブ用にはHeNeレーザを用いて光学系を構築した。キュベットには予備実験のためにエタノール+sunset yellowを用いた。YAGレーザの2倍波結晶を基本波で叩いた際に出る両方の波長の光を用い、2倍波で励起したキュベット内の溶液を通過したプローブ光をストレージオシロのch1、YAGの基本波をch2に入力し、ポンプ光入射によるプローブ光の応答の遅れを見た。また、同じ実験系でプローブ光をCODで撮像し、そのビームプロファイルの特徴から過渡レンズ効果生起についての確認がとれた。一方、この予備実験系においても応答は極めて速く、引き続いて、光路差を用いるなどして時分解する光学系の構築に入ることとする。当初予定を超える応答の速さと、個別の光学素子の組み合わせでの安価な代替案が見つかったことから、オートコリレータの購入は見送り、対象とする時間スケールの目処が立った時点で、当該光学素子を購入し、光学系の構築を行い、本格検討に入ることとした。今後、ポンプ・プローブ法等の適用も考慮の対象となる。また、過渡レンズ効果におけるパルス光の進行特性を理論的に検証するため、FDTD法を用いた数値計算モデルの構築を開始している。これまで割算例のない高い光強度に対する解析を可能としており、代表的な計算例から、過渡レンズ効果を生じる場ででの特異な伝播特性が再現できており、実験報告例との一致を見ている。