講義では,はじめにレーザー発振の原理についてご説明いただいた後,パルスレーザーの種類や,短パルスレーザーを利用して高速現象を捉えるポンプ・プローブ計測法について解説いただきました.
次に,フェムト秒レーザーを発振するためのモード同期法や必要となる結晶媒質,共振器などの特性について解説いただきました.また,フェムト秒パルス内の搬送波位相 (Carrier envelope phase : CEP)の概念についてご説明いただき,
光計測分野におけるCEP制御の重要性や,その検出方法について解説いただきました.最後に,CEP計測に必要なオクターブ広帯域光の発生方法として,希ガスやフォトニック結晶ファイバー中での自己位相変調を用いた広帯域化技術について解説いただきました.
実験実習では,フォトニック結晶ファイバーを用いたフェムト秒レーザーの白色光発生実験を行いました.ファイバー端面の劈開後,顕微鏡にて端面におけるコア形状を観察しました.続いて,ファイバー中にフェムト秒レーザーパルスを導入し,
透過光強度が最大となるように調整して,透過光のスペクトルを分光器で計測しました.非線形定数の高い2種類のファイバーからの透過スペクトルから波長帯域が広がっていることを観測し,様々なコア径やコア構造を持つファイバーによる非線形定数の違いと,
自己位相変調によるスペクトル広帯域化に与える影響について考察しました.
本実習では,「東京大学工学系研究科附属光量子科学研究センター」,文部科学省「光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)」先端レーザーイノベーション拠点(東京大学)にご支援いただき,博士課程学生の的場みづほさん(東京大学大学院理学系研究科),福原竜馬さん(東京大学大学院工学系研究科)にティーチングアシスタントとしてお手伝いいただきました.