新産業基盤を創成する次世代大出力レーザーの高安定フロントエンドの開発

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本研究は,超高密度フォトンを基盤とする新産業基盤創成を目指し大阪大学レーザーエネルキー学研究センターで開発が進められている次世代大出力レーザーシステムGENBUの高安定フロントエンド開発に必要な要素技術の開発を目的としている.実施計画では,平成24年度は本フロントエンド開発および高性能化に向けて,高パルスエネルギーファイバー増幅器を用いた超高帯域白色光発生,および新規過飽和吸収体を用いた広帯域固体レーザー発振器の開発を行う予定であった.本年度は以下の成果を得た.(1)広帯域ファイバー増幅器からの出力光パルスを用いた白色光発生昨年度までの研究で得られていた,Ybファイバー増幅器から出力されたnJ級広帯域光パルスを透過型回折格子対を用いて残留分散を補償しすることで300fs程度までの圧縮に成功した.また,この光パルスをフォトニッククリスタルファイバーに集光することでフロントエンド部に必要な帯域を上回る300nm以上に渡る広帯域光パルスを安定に得ることに成功した.(2)新規可飽和吸収体を用いた1pm帯域最短パルス発振器の開発昨年までの研究ではモード同期を行うために半導体可飽和吸収体を用いてきたが,これらは一般に製法が複雑であり,また利用可能帯域が半導体のバンドギャップエネルギーそのものに依存するため,使用可能な帯域に強い制限がでる.今年度はこれに代わるものとして、製造が比較的簡単で使用帯域に原理的にほぼ制限のない単層カーボンナノチューブ(SWCNT)可飽和吸収体を用い,超短パルス発振器の高性能化を行った.平成23年度に得た短パルス化の手法と組み合わせることで、SWCNTを用いた全ての発振器の中で最もパルス時間幅の短い44fsという光パルス出力を得ることに成功した.また,共振器構成をさらに最適化することにより,さらなる広帯域化に関する知見を得た.