本 研 究 で は 、 近 赤 外 領 域 に お け る モ ノ サ イ ク ル 光 の 発 生 方 法 、 及 び 気 体 を 利 用 し た 深 紫 外 光 へ の 波 長 変 換 を 利 用 す る こ と に よ っ て 、 広 帯 域 深 紫 外 光 へ 変 換 し た 。2種 の 基 本 光 を 利 用 し て 、2つ の 光 パ ル ス を 重 ね る こ と に よ っ て 波 長650 nmか ら1350 nm程 の1オ ク タ ー ブ を 上 回 る 連 続 広 帯 域 光 を 発 生 さ せ た 。そ れ ぞ れ で 数 サ イ ク ル 光 パ ル ス を 発 生 さ せ 、こ の2つ の 数 サ イ ク ル 光 パ ル ス を 超 広 帯 域 誘 多 膜 鏡 を 利 用 し て 重 ね 合 わ せ る こ と に よ っ て 、パ ル ス 幅 が3.2 fs、 サ イ ク ル 数 が 約1.1の 近 赤 外 モ ノ サ イ ク ル パ ル ス を 発 生 さ せ た 。 更 に 、 発 生 さ せ た 近 赤 外 モ ノ サ イ ク ル パ ル ス を 気 体 媒 質 に 集 光 す る こ と に よ り 、約1オ ク タ ー ブ の 深 紫 外 広 帯 域 光 を 発 生 さ せ た 。元 の 超 短 光 パ ル ス の パ ル ス 幅 か ら1.9 fsの 深 紫 外 超 短 光 パ ル ス の 発 生 を 示 唆 し て い る 。
従 来 の 一 つ の 波 長 領 域 か ら 広 帯 域 光 を 発 生 さ せ た 場 合 、1つ の 負 分 散 鏡 を 利 用 し た 圧 縮 方 法 で は 圧 縮 で き る ス ペ ク ト ル 帯 域 の 制 限 が あ る 。 本 方 法 で は 使 用 し た 負 分 散 鏡 自 体 も 安 価 な 光 学 素 子 で あ り 、 特 別 な 技 術 を 必 要 と す る も の で は な い 。 ま た 、 圧 縮 す る 波 長 域 を 分 割 し て 、 個 々 で 圧 縮 を 行 う た め 、 超 広 帯 域 誘 多 膜 鏡 を 利 用 し て 足 し 合 わ せ る 事 に よ っ て 随 時 に 波 長 領 域 を 拡 大 で き る 。 圧 縮 方 法 も 波 長 毎 に 中 空 導 波 路 か ら 、 多 数 の 固 体 媒 質 を 利 用 し た 広 帯 域 発 生 と 圧 縮 方 法3 6 ,3 7、 フ ィ ラ メ ン テ ー シ ョ ン を 利 用 し た 方 法 を 利 用 す る こ と も で き る3 8。 ま た 、 コ ヒ ー レ ン ト な 基 本 光 源 の 発 生 に 四 光 波 ラ マ ン 混 合 を 用 い る こ と に よ っ て 多 数 の コ ヒ ー レ ン ト 光 源 を 発 生 さ せ る こ と が で き 、 こ れ ら を 重 ね 合 わ せ る 事 に よ っ て 単 一 の 極 限 超 短 光 パ ル ス 発 生 が 可 能 と な る3 9 – 41。 こ の た め 、 本 方 法 を 用 い る こ と に よ り 深 紫 外 領 域 か ら 中 赤 外 領 域 ま で を 網 羅 で き る 超 短 光 パ ル ス 発 生 方 法 だ と 考 え る 。
参 考 文 献
1 F. Krausz and M. Ivanov, Rev. Mod. Phys., 2009, 81, 163–234.
2 R. Pazourek, S. Nagele and J. Burgdörfer, Rev. Mod. Phys., 2015, 87.
3 H. Mashiko, K. Oguri, Y. Chisuga, H. Masuda, T. Yamaguchi, A. Suda, I.
Katayama, J. Takeda and H. Gotoh, Nat. Phys., 2016, 12, 741–745.
83
4 M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. a Reider, N. Milosevic, T.
Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher and F. Krausz, Nature, 2001, 414, 509–513.
5 P. B. Corkum, Springer Ser. Opt. Sci., 2013, 177, 3–7.
6 H. Kouno and T. Imasaka, Analyst, 2016, 141, 5274–5280.
7 A. Hamachi, T. Imasaka, H. Nakamura, A. Li and T. Imasaka, Anal. Chem., 2017, 89, 5030–5035.
8 K. Okamura and T. Kobayashi, Opt. Lett., 2011, 36, 226–228.
9 T. Fuji and Y. Nomura, Appl. Sci., 2013, 3, 122–138.
10 F. Silva, M. Miranda, B. Alonso, J. Rauschenberger, V. Pervak and H.
Crespo, Opt. Express, 2014, 22, 10181–10190.
11 A. Wirth, M. T. Hassan , I. Grgura, J. Gagnon, A. Moulet, T. T. Luu, S.
Pabst, R. Santra, Z. A. Alahmed, A. M. Azzeer, V. S. Yakovlev, V. Pervak, F. Krausz and E. Goulielmakis, Science, 2011, 334, 195–200.
12 M. T. Hassan, T. T. Luu, A. Moulet, O. Raskazovskaya, P. Zhokhov, M.
Garg, N. Karpowicz, A. M. Zheltikov, V. Pervak, F. Krausz and E.
Goulielmakis, Nature, 2016, 530, 66–70.
13 R. R. Alfano and S. L. Shapiro, Phys. Rev. Lett., 1970, 24, 584–588.
14 O. Shitamichi, Y. Kida and T. Imasaka, Appl. Phys. B Lasers Opt., 2014, 117, 723–730.
15 M. Nisoli, S. De Silvestri and O. Svelto, Appl. Phys. Lett., 1996, 68, 2793–
2795.
16 C. P. Hauri, A. Guandalini, P. Eckle, W. Kornelis, J. Biegert and U. Keller, Opt. Express, 2005, 13, 7541–7547.
17 E. Conejero Jarque, J. San Roman, F. Silva, R. Romero, W. Holgado, M. A.
Gonzalez -Galicia, B. Alonso, I. J. Sola and H. Crespo, Sci. Rep., 2018, 8.
18 R. L. Fork, O. E. Martinez and J. P. Gordon, Opt. Lett., 1984, 9, 150–152.
19 R. L. Fork, C. H. Cruz, P. C. Becker and C. V Shank, Opt. Lett., 1987, 12, 483–485.
20 R. Szipöcs, C. Spielmann, F. Krausz and K. Ferencz, Opt. Lett., 1994, 19, 201–203.
21 M. Nisoli, S. De Silvestri, O. Svelto, R. Szipöcs, K. Ferencz, C. Spielmann, S. Sartania and F. Krausz, Opt. Lett., 1997, 22, 522–524.
22 K. F. Mak, M. Seidel, O. Pronin, M. H. Frosz, A. Abdolvand, V. Pervak, A.
Apolonski, F. Krausz, J. C. Travers and P. S. J. Russell, Opt. Lett., 2015,
84
40, 1238–1241.
23 D. Grischkowsky, E. Courtens and J. A. Armstrong, Phys. Rev. Lett., 1973, 31, 422–425.
24 J. Park, J.-H. Lee and C. H. Nam, Opt. Express, 2008, 16, 4465–4470.
25 R. Ezoe, T. Imasaka and T. Imasaka, Anal. Chim. Acta, 2015, 853, 508–
513.
26 W. Rodríguez -Córdoba, J. S. Zugazagoitia, E. Collado -Fregoso and J. Peon, J. Phys. Chem. A, 2007, 111, 6241–6247.
27 Y. Kida and T. Kobayashi, J. Opt. Soc. Am. B, 2011, 28, 139–148.
28 U. Graf, M. Fiess, M. Schultze, R. Kienberger, F. Krausz and E.
Goulielmakis, Opt. Express, 2008, 16, 18956–18963.
29 F. Reiter, U. Graf, M. Schultze, W. Schweinberger, H. Schröder, N.
Karpowicz, A. M. Azzeer, R. Kienberger, F. Krausz and E. Goulielmakis, Opt. Lett., 2010, 35, 2248–2250.
30 Y. Nakano, Y. Kida, K. Motoyoshi and T. Imasaka, Appl. Sci., 2016, 6, 315.
31 A. Baltuška, T. Fuji, T. Kobayashi, A. Baltuska, T. Fuji and T. Kobayashi, Phys. Rev. Lett., 2002, 88, 133901.
32 T. B. Laboratories, M. Hill and T. B. Laboratories, Opt. Lett., 1987, 12, 625–627.
33 T. Y. F. Tsang, Phys. Rev. A, 1995, 52, 4116–4125.
34 X. Yang, T. Imasaka, A. Li and T. Imasaka, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 2016, 27, 1999–2005.
35 A. Li, T. Imasaka and T. Imasaka, Anal. Chem., 2018, 90, 2963–2969.
36 Y.-C. Cheng, C. -H. Lu, Y.-Y. Lin and A. H. Kung, Opt. Express, 2016, 24, 7224–7231.
37 P. He, Y. Liu, K. Zhao, H. Teng, X. He, P. Huang, H. Huang, S. Zhong, Y.
Jiang, S. Fang, X. Hou and Z. Wei, Opt. Lett., 2017, 42, 474–477.
38 C. P. Hauri, W. Kornelis, F. W. Helbing, A. Heinrich, A. Couairon, A.
Mys yrowicz, J. Biegert and U. Keller, Appl. Phys. B Lasers Opt., 2004, 79, 673–677.
39 O. Shitamichi and T. Imasaka, Opt. Express, 2012, 20, 27959–27965.
40 Y. Mori and T. Imasaka, Appl. Sci., 2018, 8.
41 K. Motoyoshi, Y. Kida and T. Imasaka, Appl. Sci., 2014, 4, 318–330.
85