高フィネス外部共振器による単一周波数・高出力CWテラヘルツ波源の開発

利用高精度外部谐振器开发单频、高功率连续波太赫兹波源

• 批准号: 10J09594
• 负责人: 前田 真吾
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09594/
• 关键词: テラヘルツ波パラメトリック発振; 外部共振器; 非線形光学効果; LiNbO_3(LN); モード同期ピコ秒パルスTi:Sapphireレーザー; テラヘルツ波; フォノンポラリトン散乱; 低閾値

高フィネス外部共振器の光閉じ込め効果と非線形光学効果を用いて新たな光源開発を行った。本研究は、分光学、情報通信、セキュリティ、光エレクトロニクス、生体分析といった基礎物理学から応用物理学、応用技術まで様々な分野への応用が期待され、実用的なコヒーレント波源の開発は、これら分野で応用される際に、極めて重要である。このテラヘルツ波領域とはラジオ周波数と遠赤外光との中間に位置し、電子的・光学的にも利用が困難とされており、それは非線形光学結晶を用いてテラヘルツ波の発生の際の利得が小さいからである。そこで、本研究では、その中でもLiNbO_3(LN)のフォノンポラリトン散乱を利用したテラヘルツ波パラメトリック発振(TPO)によるテラヘルツ波発生をより効率的に行うために、テラヘルツ波とともに発生するアイドラー波ストークス光をポンプ光と同じ外部共振器内で共振させノンコリニア位相整合条件を満たすという手法で、発生閾値を下げることができた。その際、モード同期ピコ秒パルスTi:Sapphireレーザー(最大出力1W)を用い、中心波長は780nm、パルス幅は1.0ps、繰り返し周波数は約82MHzであった。ピコ秒パルス光源を直接ポンプ光に用いたテラヘルツ波はこれまでのところ報告されておらず、同光源は、結晶やミラーによる分散を考慮する必要がなくシンプルな外部共振器でエンハンスメントが可能で、これにより励起され発生するテラヘルツ波も同等程度の性能を保持することが考えられ、より精密な分光を可能にするなど新たな分野の開拓や貢献につながる。以上を意義とし、1.0THz付近のテラヘルツ波を50MW/cm2という低閾値で得た。結晶による吸収を考慮すれば出力強度170nWで、その光波変換効率は10^<-8>程度で、先行列に匹敵するものである。

The optical characteristics of high-frequency external resonators and non-linear optical characteristics are discussed in detail. This research is of great importance in the fields of spectroscopy, information communication, fundamental physics, applied physics, applied technology, and the development of applied wave sources. In the field of optical crystals, the number of cycles and the intermediate position of the far infrared light are difficult to utilize, and the non-linear optical crystals are difficult to utilize. In this study, we found that LiNbO_3(LN) is a kind of material which can be used to generate high frequency vibration (TPO). In this study, we found that LiNbO_3(LN) is a kind of material which can be used to generate high frequency vibration (TPO). In this study, we found that LiNbO_3 (LN) is a kind of material which can be used to generate high frequency vibration (TPO). The threshold of development is lower. The center wavelength is 780nm, the amplitude is 1.0 ps, and the frequency is about 82MHz. For example, if the light source is used directly, it is necessary to consider the dispersion of the light source and the crystal. If the external resonator is used directly, it is necessary to maintain the same level of performance. Precision spectroscopy is possible, and new breakthroughs are possible. The above is significant, 1.0 THz is close to the threshold, 50MW/cm2 is close to the threshold. The crystal absorption is considered to be 170nW, the optical conversion rate is 10%, and the <-8>first column is comparable.

项目成果

CW及び疑似CWチタンサファイヤレーザーの高効率波長変換による3He偏極用389nm紫外コヒーレント光発生

通过连续波和准连续波钛蓝宝石激光器的高效波长转换，产生 3He 偏振的 389nm 紫外相干光

• 发表时间: 2010
• 作者: 瀧田佑馬;前田真吾;大平達也;熊谷寛;小林中
• 通讯作者: 小林中

Parametric generation of terahertz wave pumped by picosecond Ti : Sapphire laser with MgO-doped LiNbO3 installed in external enhancement cavity

皮秒 Ti 泵浦太赫兹波的参数生成：外部增强腔中安装有 MgO 掺杂 LiNbO3 的蓝宝石激光器

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Takida;S.Maeda;T.Ohira;H.Kumagai;S.Nashima
• 通讯作者: S.Nashima

BiBO外部共振器によるピコ秒パルスの高効率第二高調波発生

使用 BiBO 外部谐振器高效生成皮秒脉冲的二次谐波

• 发表时间: 2010
• 作者: 大平達也;前田真吾;瀧田佑馬;熊谷寛;小林中
• 通讯作者: 小林中

70% frequency-doubling efficiency of 0.8-W mode-locked picosecond Ti:sapphire laser with external cavity

70%%20倍频%20效率%20of%200.8-W%20锁模%20皮秒%20Ti:蓝宝石%20激光%20with%20外部%20腔体

• DOI: 10.1117/12.874565
• 发表时间: 2011
• 作者: T. Ohira;S. Maeda;Y. Takida;H. Kumagai
• 通讯作者: H. Kumagai

ピコ秒エンハンスメントキャビティによるテラヘルツパラメトリック発生

皮秒增强腔太赫兹参数生成

• 发表时间: 2011
• 作者: 前田真吾;大平達也;瀧田佑馬;熊谷寛;菜嶋茂喜
• 通讯作者: 菜嶋茂喜