高強度短波長赤外サブサイクルパルス光のベクトル偏光制御

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本年度はOPAシステムの改良のためのチタンサファイア増幅器の仕様の検討を繰り返すこととなった。これは科研費申請時と比較して大幅な円安と物価上昇が生じたため、当初予定していた備品の購入が困難になったことによる。当初は現有システムの繰り返し周波数(200Hz)を維持したままOPA出力パルスエネルギーを1mJ程度まで引き上げる仕様を検討していたが、この仕様ではチタンサファイアレーザーを励起する為のグリーンレーザーがあまりにも高額になってしまうことが分かった。そこで繰り返しを半分の100Hzとすることで、パルスエネルギー180mJ程度のグリーンレーザーを用意することとした。チタンサファイアレーザーのパルスエネルギーがその11%程度(~20mJ)得られる見通しがあるので、OPAの出力が、チタンサファイアレーザーのパルスエネルギーの5%程度得られれば、当初の目標値1mJが得られる。なお、励起効率はこれまでのレーザー開発で得られた数値を用いている。これと並行して、現行レーザーシステムから得られるサブサイクル光を光渦に変換する設計も行なった。光渦は径偏光・方位角偏光と同様ビーム中心に位相特異点を持ち、起動角運動量をもつレーザー光として多岐に渡る応用が期待されている。１オクターブ以上の帯域幅を持つサブサイクル光を光渦に変換する際には径偏光・方位角偏光への変換と同様、どの様にして広帯域性と超短パルス性を同時に実現するかが大きな課題となっており、まずこれを実現することで径偏光・方位角偏光への変換への道筋を見出す意図がある。なお、研究の大部分は連携研究者のYu-Chieh Lin博士が担当している。この結果Sagnac干渉計をサブサイクルパルス光のモード変換光学系として用いることができることが分かり、これを採用することとした。