ロチェスタ大学､新しいチャープパルス､従来技術に挑戦

June, 30, 2021, Rochester--ロチェスタ大学オプティクス研究所の研究チームは､比較的低品質､安価な装置でも動作する方法で､チャープトパルスとして知られるハイパワーパルスを作り出した｡

新研究は､以下の点に道を開く｡
･より優れた大容量通信システム
･太陽系外惑星探査に利用される天体物理学的キャリブレーションの改善
･より高精度の原子時計
･大気中の化学汚染を計測する精密デバイス

Opticaに発表された論文で研究チームは､Kerr共振器(増幅なしで動作する一種の簡素な光キャビティ)に特殊フィルタを使うことで､高チャープパルスの初の実証について説明している｡｢これらのキャビティは､研究者の間で幅広い関心をかき立てている｡それらが､｢有用な光のブロードバンドバーストを含め､多くの複雑な挙動をサポートできるからである｣とオプティクス准教授､William Renningerは説明している｡

その特殊フィルタを加えることで､研究チームは､共振器内のレーザパルスを操作し､ビームの色を分離することでその波面を広げることができる｡

その新方法は､有用である｡｢パルスを広げると､パルスピークが低減し､問題を起こすピークパワーに達する前に､全体的により多くのエネルギーをそれに入れることができからである｣とRenningerはコメントしている｡

その新研究は､ノーベル賞を受賞したDonna Strickland ’89 (PhD) and Gerard Mourouのアプローチに関係している｡両氏は､大学のレーザエネルギー研究所で研究中にチャープパルス増幅を開発した際､レーザ技術の利用に大変革を採り入れた｡

その研究は､光が光学キャビティを通過する時に散乱する仕方を利用する｡ほとんどの以前のキャビティは､稀な｢異常｣分散を必要としている｡つまり､青色光は､赤色光よりも進行が速い｡

しかし､チャープパルスは､赤色光の進行が速い｢正常｣分散キャビティに生存する｡その分散は､それが極めて一般的であるので｢正常｣と言われており､パルスを生成できるキャビティ数を著しく増やすことになる｡

以前のキャビティも1％以下の損失となるように設計されているが､チャープパルスは､高エネルギー損失にも関わらずキャビティ内で残存可能である
｢われわれは､90％以上のエネルギー損失でも安定しているチャープパルスを示している｡これは､従来の知見には実に挑戦的である｣とRenningerは話している｡

｢簡単な特殊フィルタの利用により､われわれは､損失の多い正常分散システムで,パルスの生成に損失を利用している｡したがって､改善されたエネルギーパフォーマンスに加え､実際に､どんに種類のシステムが使えるかを話し始めている｣｡

(詳細は､https://www.rochester.edu)