ロチェスタ大学､強力で多用途の超高速レーザパルス

August, 4, 2020, Newcastle--ロチェスタ大学の研究チームは、従来のレーザ光源よりも広い波長範囲で超短レーザパルス生成で新たな基準を設定している。

Physical Review Lettersに発表された研究成果で、オブティクス准教授、William Rennigerは、研究室の他のメンバーとともに、超短レーザパルスの性能を強化する新しいデバイス、「ストレッチトパルスソリトンカー共振器」について説明している。その研究は、分光学、周波数剛性、測距、パルス生成など広範なエンジニアリング、バイオメディカルアプリケーションにとって重要な意味をもつ。

同デバイスは、超短レーザパルス(フェムト秒オーダー)を生成する。これは、レーザ光源特有の物理的限界(物理学者がレーザ利得と呼ぶもの)から自由であり、光源の波長の限界からも自由である。

「簡単に言うと、これは利得フリーファイバ光源からの最短パルスである」とRenningerは言う。

研究チームは、カー共振器を改善した。注目に値する研究テーマだったフェムト秒レーザパルス生成の新たな選択肢である。

研究室は、新しいソリトン、波の短いバーストつまり局所化された波のエンベロープを発見することでカー共振器の他のバージョンにおけるパルス幅の課題をを克服した。ソリトンは、一定の速度で伝搬しながらその形状を維持する。Renningerのデバイスで生成されるソリトンは、他のカー共振器のソリトンとは異なっている、特に形状と共振器が作り出すストレッチングパルスの挙動である。

「同じことを何度も何度も繰り返し続けるという意味で安定である。長くなり、次に短くなり、さらに長くなる、という繰り返しである」(Renninger)。

パルスの「特徴は、広いスペクトル帯域と210fsに圧縮されたパルス幅。これはこれまでにカー共振器で観察された中で最短パルス幅である」と論文で研究者は説明している。

Renningerは、「現在、商用製品があるが、それらは非常に高価である。限られた予算の多くの研究グループにとっては手が出ない」とコメントしている。

(詳細は、https://www.rochester.edu)