JP2007256388A

JP2007256388A - 短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路

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Publication number: JP2007256388A
Application number: JP2006077763A
Authority: JP
Inventors: Akira Suda; 亮須田; Katsumi Midorikawa; 克美緑川
Original assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-20
Also published as: JP4870457B2

Abstract

【課題】従来よりも高いエネルギー、例えば、従来の技術において取り扱うことのできる短パルスレーザー光のエネルギーの数１０倍〜数１００倍程度の高いエネルギー（具体的には、例えば、数１０ｍＪ〜数１００ｍＪである。）の短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する。
【解決手段】２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して２枚の平板間に中空コアを形成しかつ中空コア内に希ガスを存在させるとともに中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路の中空コア内に、線状に集光された短パルスレーザー光の線状の延長方向が、中空コアの線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面における間隙方向と直交する自由方向に沿うように、線状に集光された短パルスレーザー光を入射して、該入射した短パルスレーザー光を中空コア内で伝搬させて該入射した短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路に関し、さらに詳細には、パルス幅がおよそ１０フェムト秒（１０^−１４秒）台から１００フェムト秒（１０^−１３秒）台の短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する際に用いて有効である短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路に関し、例えば、Ｘ線顕微鏡の光源となる軟Ｘ線コヒーレント光を発生させるために必要となる励起用レーザーを高強度化・短パルス化させたり、あるいは、アブレーション作用を利用した難加工物質の加工において各種波長のレーザー光を短パルス化させたり、あるいは、超高速化学反応による新材料創成において高強度短パルスレーザー光を利用したりするなどの際に用いて好適な短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路に関するものであり、特に、エネルギーの高い高強度フェムト秒レーザー光などの高強度短パルスレーザー光のパルス幅の圧縮に用いて好適な短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路に関する。

なお、本明細書において「高強度短パルスレーザー光」とは、例えば、エネルギーが１ｍＪ〜１Ｊ程度のものを意味するものとする。

従来より、チタンサファイアレーザーをはじめとする高強度短パルスレーザー光を利用する過程においては、そのパルス幅を圧縮する技術が重要な地位を占めている。

即ち、およそ１０フェムト秒台から１００フェムト秒台のパルス幅を持つ短パルスレーザー光は、パルス幅に反比例した広いスペクトル幅を有することが必要条件であり、短パルスレーザー光のパルス幅を１０フェムト秒以下に圧縮するには、スペクトルの広帯域化と幅広いスペクトルの各波長成分の位相を制御する分散補償技術とが必要とされている。

このため、上記したように、短パルスレーザー光のパルス幅圧縮の手段として、様々な技術が提案されており、例えば、各種のガスを封入した円筒形状の中空ファイバーに短パルスレーザー光を入射して、中空ファイバー内の伝搬中に生じる自己位相変調と称される非線形現象により短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡張し、中空ファイバーから出射後の短パルスレーザー光をチャープ鏡や２個のプリズムからなるプリズム対あるいは２個の回折格子からなる回折格子対などを用いて分散補償して位相制御を行うことにより、パルス幅を圧縮することが知られている（非特許文献１および非特許文献２を参照する。）。

具体的には、高強度フェムト秒レーザー光のパルス幅の圧縮においては、フェムト秒パルスが媒質中を伝搬する際に生じる自己位相変調を利用してフェムト秒パルスのスペクトル幅を拡げ、その後にチャープ鏡やプリズム対で分散補償を行って１０フェムト秒以下にパルス幅を圧縮するようになされている。

即ち、フェムト秒パルスのスペクトル幅を拡げるにあたっては、一般に、円筒形状の中空ファイバーに希ガスを封入しておき、この中空ファイバー内に高強度フェムト秒レーザー光を入射し、当該高強度フェムト秒レーザー光の中空ファイバー内の伝搬中に生じる自己位相変調により高強度フェムト秒レーザー光のスペクトル幅を拡張していた。

しかしながら、中空ファイバーのような、所謂、一次元素子においては、入射する短パルスレーザー光のエネルギーが当該中空ファイバーの中空部分の円形の断面積に制限されてしまうことになり、高強度短パルスレーザー光とはいっても取り扱うことのできる高強度短パルスレーザー光のエネルギーは数ｍＪ程度に制限されていて、高いエネルギー、例えば、１０ｍＪ〜１Ｊ程度のフェムト秒レーザー光などの短パルスレーザー光に対応することができないという問題点があった。

即ち、中空ファイバーを用いたスペクトル幅の拡張の手法では、中空ファイバーへ入射する短パルスレーザー光のエネルギーが中空コアの断面積により制限をされてしまうため、短パルスレーザー光の高強度化には限界があるという問題点があった。

なお、従来のプラナー導波路（スラブ導波路）を用いて短パルスレーザー光のスペクトル幅を広帯域化した例はあるが（非特許文献３を参照する。）、そのエネルギーはμＪオーダーに過ぎないものであった。
Ｍ．Ｎｉｓｏｌｉｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．６８，ｐｐ．２７９３−２７９５，１９９６Ａ．Ｓｕｄａｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．８６，ｐｐ．１１１１１６／１−３，２００５Ｂ．Ｍａｒｘ，ＬａｓｅｒＦｏｃｕｓＷｏｒｌｄ，Ｎｏ．１，２００４

本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも高いエネルギー、例えば、従来の技術において取り扱うことのできる短パルスレーザー光のエネルギーの数１０倍〜数１００倍程度の高いエネルギー（具体的には、例えば、数１０ｍＪ〜数１００ｍＪである。）の短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮することを可能にした短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびに中空導波路を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明による中空導波路は、２枚の平板を所定の間隔を開けて平行に配置して当該２枚の平板間に中空部分を形成し、短パルスレーザー光が当該中空部分内を伝搬するようにしたものである。本願発明者は、この本発明による中空導波路を「中空プラナー導波路」または「中空スラブ導波路」と称することを提唱する。

また、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置は、従来の中空ファイバーに代えて、上記した２枚の平行平板により構成される本発明による中空導波路（中空プラナー導波路または中空スラブ導波路）を用いるようにして、従来の技術において取り扱い可能であったエネルギーよりも数１０倍〜数１００倍高いエネルギーの高強度フェムト秒レーザー光などの短パルスレーザー光のパルス幅を、例えば、１０フェムト秒以下に圧縮することができるようにしたものである。

こうした本発明のうち請求項１に記載に発明は、短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法において、短パルスレーザー光を線状に集光し、２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して上記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ上記中空コア内に希ガスを存在させるとともに上記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路の上記中空コア内に、線状に集光された短パルスレーザー光の線状の延長方向が、上記中空コアの上記線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面における上記間隙方向と直交する自由方向に沿うように、線状に集光された短パルスレーザー光を入射して、該入射した短パルスレーザー光を上記中空コア内で伝搬させて該入射した短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げ、上記中空コア内を伝搬して出射されたスペクトル幅を拡げられた短パルスレーザー光を分散補償して位相制御を行うことによりパルス幅を圧縮して出力するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項２に記載に発明は、本発明のうち請求項１に記載に発明において、上記間隙の距離を１００μｍ〜５００μｍとしたものである。

また、本発明のうち請求項３に記載に発明は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、上記中空導波路の上記中空コア内に入射される短パルスレーザー光は、エネルギーが１ｍＪ〜１Ｊのフェムト秒レーザー光であるようにしたものである。

また、本発明のうち請求項４に記載に発明は、短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置において、短パルスレーザー光を線状に集光するビーム集光手段と、２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して上記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ上記中空コア内に希ガスを存在させるとともに上記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路であって、上記中空コア内に上記ビーム集光手段により線状に集光された短パルスレーザー光が入射され該入射された短パルスレーザー光を伝搬する中空導波路と、上記中空導波路を伝搬して出射された短パルスレーザー光を分散補償して位相制御を行うことによりパルス幅を圧縮して出力するパルス幅圧縮手段とを有し、上記ビーム集光手段により線状に集光された短パルスレーザー光を上記中空コアへ入射する際に、上記線状に集光された短パルスレーザー光の線状の延長方向が、上記中空コアの上記線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面における上記間隙方向と直交する自由方向に沿うように入射するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項５に記載に発明は、本発明のうち請求項４に記載に発明において、上記間隙の距離を１００μｍ〜５００μｍとしたものである。

また、本発明のうち請求項６に記載に発明は、本発明のうち請求項４または５のいずれか１項に記載の発明において、上記中空導波路の上記中空コア内に入射される短パルスレーザー光は、エネルギーが１ｍＪ〜１Ｊのフェムト秒レーザー光であるようにしたものである。

また、本発明のうち請求項７に記載に発明は、短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げるための中空導波路において、２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して上記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ上記中空コア内に希ガスを存在させるとともに上記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路であって、上記コア内に短パルスレーザー光を入射し、該入射した短パルスレーザー光を上記中空コア内で伝搬させて該入射した短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げるようにしたものである。

上記した本発明によれば、従来の円筒形の中空ファイバーに代えて、２枚の平行な平板により構成される本発明による中空導波路（中空プラナー導波路または中空スラブ導波路）を用いるようにしたので、短パルスレーザー光の閉じこめ効果を損なうことなく、短パルスレーザー光が入射される中空導波路の中空コアの入射側端面の面積ならびに中空コアの断面積を拡げることができるようになる。

これにより、従来の円筒形の中空ファイバーを用いた場合と比較すると、数１０倍〜数１００倍の高いエネルギーのフェムト秒レーザー光に対しても、自己位相変調によるスペクトル幅の広帯域化が可能となり、チャープ鏡などのパルス幅圧縮手段を用いて分散補償して位相制御を行うことによるパルス幅圧縮後の１０フェムト秒以下のパルス幅の超短パルスのエネルギーも、従来の場合と比較すると数１０倍〜数１００倍高くなる。

本発明によれば、従来よりも高いエネルギー、例えば、従来の技術において取り扱うことのできる短パルスレーザー光のエネルギーの数１０倍〜数１００倍の高いエネルギーの短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮することが可能になるという優れた効果が奏される。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法およびその装置ならびにそれらに用いる中空導波路の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

図１には、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置の実施の形態の一例の概念構成説明図が示されている。また、図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線による概略断面説明図が示されている。

この本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置（以下、単に「パルス幅圧縮装置」と称する。）１０は、フェムト秒レーザーやピコ秒レーザーなどの短パルスレーザー（図示せず。）により生成されたフェムト秒レーザー光やピコ秒レーザー光などの短パルスレーザー光のビーム形状を線状に集光するビーム集光手段としてのビーム集光部１２と、ビーム集光部１２から出射された線状の短パルスレーザー光が入射され当該入射された短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げるスペクトル幅拡張手段としてのスペクトル幅拡張部１４と、スペクトル幅拡張部１４によりスペクトル幅を拡げられた短パルスレーザー光を分散補償して位相制御を行うことによりパルス幅を圧縮して出力するパルス幅圧縮手段としてのパルス幅圧縮部１６とを有して構成されている。

ここで、ビーム集光部１２は、例えば、円筒面レンズや円筒面反射鏡などにより構成することができる。

次に、スペクトル幅拡張部１４は、短パルスレーザー光を透過して内部に入射するための入射窓（図示せず。）と短パルスレーザー光を透過して外部へ出射するための出射窓（図示せず。）とを有した矩形断面を備えたガスセル２０と、ガスセル２０内に配設された中空導波路２２とを有して構成されている。なお、ガスセル２０内には、短パルスレーザー光の自己位相変調を引き起こす媒質として、アルゴンやネオンなどの希ガスが封入されている。

中空導波路２２は、２枚の平板２４ａ、２４ｂを所定の間隔Ｇを開けて平行に配置して、２枚の平板２４ａ、２４ｂ間に中空部分の中空コア２４ｃを形成したものであり、短パルスレーザー光が中空コア２４ｃ内を伝搬するように構成されている。

また、中空導波路２２においては、２枚の平板２４ａ、２４ｂを所定の間隔Ｇを開けて一様に精度よく平行に配置するために、平板２４ａと平板２４ｂとの間に間隔Ｇと一致する長さを備えたスペーサー２６を配置している。

ここで、中空導波路２２の寸法は、平板２４ａ、２４ｂの材質や入射する短パルスレーザー光の波長などの設計条件に応じて任意に設定できるものであるが、間隙Ｇの距離は、例えば、１００μｍ〜５００μｍ程度に設定することができ、中空コア２４ｃの幅Ｗの大きさは、例えば、５ｃｍ〜１０ｃｍ程度に設定することができ、また、中空コア２４ｃの長さＬは、例えば、５０ｃｍ〜２ｍ程度に設定することができ、また、平板２４ａ、２４ｂの厚さＴは、例えば、１ｃｍ〜５ｃｍ程度に設定することができる。

さらに、平板２４ａ、２４ｂの材質としては、ソーダガラス、合成石英ガラスあるいはシリコンなどを適宜に選択して用いることができる。

次に、パルス幅圧縮部１６は、例えば、チャープ鏡や２個のプリズムからなるプリズム対あるいは２個の回折格子からなる回折格子対などにより構成することができる。

以上の構成において、短パルスレーザー（図示せず。）により生成された短パルスレーザー光はビーム集光部１２に入射され、ビーム集光部１２によりそのビーム形状を線状に集光され、スペクトル幅拡張部１４のガスセル２０の入射窓（図示せず。）を透過して、中空導波路２２における中空コア２４ｃの入射側端面に集光される。

ここで、ビーム形状が線状の短パルスレーザー光を中空コア２４ｃの入射側端面に集光する際には、ビーム形状の線状の延長方向が、中空コア２４ｃの線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面において、間隙Ｇにより制限された間隙Ｇ方向と直交する自由方向である幅Ｗ方向に沿うように入射する。

そして、中空導波路２２の中空コア２４ｃ内に入射されたビーム形状が線状の短パルスレーザー光のスペクトル幅は、中空導波路２２の長手方向、即ち、中空コア２４ｃの長さＬ方向へ当該短パルスレーザー光が伝搬する際に、ガスセル２０内の希ガスなどとの相互作用により自己位相変調を引き起こし、数倍〜１０倍程度拡げられる。

上記のようにしてスペクトル幅拡張部１４によりスペクトル幅を拡げられた短パルスレーザー光は、ガスセル２０の出射窓（図示せず。）を透過して外部へ出射された後にパルス幅圧縮部１６へ入射され、パルス幅圧縮部１６により分散補償を施されてパルス幅が圧縮される。そして、こうしてパルス幅が圧縮された短パルスレーザー光がパルス幅圧縮部１６から外部へ出力され、それぞれの用途に用いられる。

こうしたパルス幅圧縮装置１０によれば、例えば、ビーム集光部１２に短パルスレーザー光としてエネルギーが５０ｍＪ〜１００ｍＪ程度のフェムト秒レーザー光が入射されると、パルス幅圧縮部１６からはパルス幅を圧縮されたエネルギーが２５ｍＪ〜５０ｍＪ程度の短パルスレーザー光を出射することが可能となるものであり、概ね入射の際のエネルギーの５０％程度のエネルギーが出射される。

ここで、本願発明者により行われたシミュレーションについて説明する。このシミュレーションにおいては、フェムト秒パルスの非線形伝播を取り扱ったモデル計算（「Ｍ．Ｎｕｒｈｕｄａｅｔａｌ．，ＪＯＳＡＢ２０，２００２（２００３）．」を参照する。）により、中空導波路２２中のスペクトル広帯域化について検討した。

なお、このシミュレーションにおいては、ガスセル２０内には０．７気圧のアルゴンが封入されているものとした。

また、中空導波路２２については、長さが５０ｃｍ、幅が１５ｃｍの寸法を備えた合成石英ガラス製の平板２４ａ、２４ｂを、間隔Ｇの距離を３５０μｍにとって平行に対向させて構成するものとした。なお、このシミュレーションではスペーサー２６は排除して計算しているため、中空コア２４ｃの幅Ｗは１５ｃｍとなる。

また、上記した寸法の中空導波路２２に入射する線状の短パルスレーザー光としては、中心波長を８００ｎｍとし、エネルギーは１００ｍＪであり、パルス幅が２０ｆｓのフェムト秒レーザー光を用いるようにした。

また、上記したフェムト秒レーザー光のビーム形状は、中空コア２４ｃの幅Ｗ方向に沿った線状の延長方向の大きさを１０ｃｍとし、間隙Ｇ方向の大きさを２７０μｍとした線状形状を備えるものとした。図３には、上記した中空導波路２２に入射する線状の短パルスレーザー光のシミュレーションにより求められた間隙Ｇ方向のスペクトルの空間分布図が示されており、図４には、上記した中空導波路２２に入射する線状の短パルスレーザー光のシミュレーションにより求められた幅Ｗ方向のスペクトルの空間分布図が示されている。

即ち、このシミュレーションは、エネルギー１００ｍＪ、パルス幅２０ｆｓのフェムト秒パルス（中心波長８００ｎｍ）を０．７気圧のアルゴンを封入したガスセル２０内に配置された中空導波路２２に線状集光（間隙Ｇ方向２７０μｍ×幅Ｗ方向１０ｃｍ）し、中空導波路２２内を５０ｃｍ伝搬させるようにしたものである。

図５および図６には、シミュレーションにより求められた中空導波路２２内を５０ｃｍ伝搬させた後の短パルスレーザー光のスペクトルの空間分布が示されている。

ここで、図５が中空導波路２２の光の閉じ込め方向（間隙Ｇの方向）におけるスペクトルの空間分布を示し、図４が中空導波路２２の自由方向（幅Ｗの方向）におけるスペクトルの空間分布を示している。

中空導波路２２の光閉じ込め方向（図５参照）とこれに直交する自由方向（図６参照）とのいずれにおいても、ともに一様にスペクトル幅が拡がっていることがわかる。

また、図７は、このシミュレーションにおいて中空導波路２２に入射する線状の短パルスレーザー光（Ｉｎｐｕｔ）と中空導波路２２から出射された線状の短パルスレーザー光（Ｏｕｔｐｕｔ）とを比較して示したスペクトル図である。この図７からも、中空導波路２２に入射された線状の短パルスレーザー光スペクトル幅が拡がっていることがわかる。

上記したシミュレーション結果からは、最終的にエネルギー５０ｍＪ、パルス幅５ｆｓのパルスまで圧縮可能であることが示された。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）〜（４）に示すように変形することができるものである。

（１）上記した実施の形態においては、ビーム集光部１２により短パルスレーザー光のビーム形状を線状に集光した後にスペクトル幅拡張部１４へ入射するようにしたが、短パルスレーザー光のビーム形状を線状に集光する際に、ビーム形状を整形するようにしてもよい。ビーム形状を整形しながら線状に集光する場合には、ビーム整形に用いるスリットやナイフエッジと線状集光に用いる円筒面レンズや円筒面反射鏡とを組みあわせて用いればよい。

（２）上記した実施の形態においては、ガスセル２０として矩形断面を備えたものを用いるようにしたが、ガスセル２０の断面形状は矩形に限られるものではないことは勿論である。例えば、図８に示すように、円筒断面を備えたガスセルを用いるようにしてもよい。

（３）上記した実施の形態においては、平板２４ａと平板２４ｂとの間にスペーサー２６を配置することにより、平板２４ａと平板２４ｂとを所定の間隔Ｇを開けて一様に精度よく平行に配置したが、平板２４ａと平板２４ｂとを所定の間隔Ｇを開けて一様に精度よく平行に配置する手法は、スペーサー２６を用いた上記の手法に限られるものではないことは勿論である。例えば、図９に示すように、２枚の平板２４ａ、２４ｂをそれぞれホルダーに固定した後に、複数個（例えば、４個以上である。）のマイクロメーターヘッドを用いて、２枚の平板２４ａ、２４ｂの間の間隙Ｇおよび平行度を調整するようにしてもよい。

（４）上記した実施の形態ならびに上記した（１）〜（３）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、Ｘ線顕微鏡の光源となる軟Ｘ線コヒーレント光を発生させるために必要となる励起用レーザーを高強度化・短パルス化させたり、あるいは、アブレーション作用を利用した難加工物質の加工において各種波長のレーザー光を短パルス化させたり、あるいは、超高速化学反応による新材料創成において高強度短パルスレーザー光を利用したりするなどの際に利用することができる。

図１は、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置の実施の形態の一例の概念構成説明図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による概略断面説明図である。図３は、中空導波路に入射する線状の短パルスレーザー光のシミュレーションの入力に用いた間隙Ｇ方向のスペクトルの空間分布図である。図４は、中空導波路に入射する線状の短パルスレーザー光のシミュレーションの入力に用いた幅Ｗ方向のスペクトルの空間分布図である。図５は、中空導波路内を伝搬させた後の短パルスレーザー光のシミュレーションにより求められた間隙Ｇ方向のスペクトルの空間分布図である。図６は、中空導波路内を伝搬させた後の短パルスレーザー光のシミュレーションにより求められた幅Ｗ方向のスペクトルの空間分布図である。図７は、シミュレーションにおいて中空導波路に入射する線状の短パルスレーザー光（Ｉｎｐｕｔ）と中空導波路から出射された線状の短パルスレーザー光（Ｏｕｔｐｕｔ）とを比較して示したスペクトル図である。図８は、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置の他の実施の形態の概念構成説明図である。図９は、本発明による短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置の他の実施の形態の概念構成説明図である。

符号の説明

１０パルス幅圧縮装置
１２ビーム集光部
１４スペクトル幅拡張部
１６パルス幅圧縮部
２０ガスセル
２２中空導波路
２４ａ平板
２４ｂ平板
２６スペーサー

Claims

短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法において、
短パルスレーザー光を線状に集光し、
２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して前記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ前記中空コア内に希ガスを存在させるとともに前記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路の前記中空コア内に、線状に集光された短パルスレーザー光の線状の延長方向が、前記中空コアの前記線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面における前記間隙方向と直交する自由方向に沿うように、線状に集光された短パルスレーザー光を入射して、該入射した短パルスレーザー光を前記中空コア内で伝搬させて該入射した短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げ、
前記中空コア内を伝搬して出射されたスペクトル幅を拡げられた短パルスレーザー光を分散補償して位相制御を行うことによりパルス幅を圧縮して出力する
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法。
請求項１に記載の短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法において、
前記間隙の距離は、１００μｍ〜５００μｍである
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法。
請求項１または２のいずれか１項に記載の短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法において、
前記中空導波路の前記中空コア内に入射される短パルスレーザー光は、エネルギーが１ｍＪ〜１Ｊのフェムト秒レーザー光である
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮方法。
短パルスレーザー光のパルス幅を圧縮する短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置において、
短パルスレーザー光を線状に集光するビーム集光手段と、
２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して前記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ前記中空コア内に希ガスを存在させるとともに前記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路であって、前記中空コア内に前記ビーム集光手段により線状に集光された短パルスレーザー光が入射され該入射された短パルスレーザー光を伝搬する中空導波路と、
前記中空導波路を伝搬して出射された短パルスレーザー光を分散補償して位相制御を行うことによりパルス幅を圧縮して出力するパルス幅圧縮手段と
を有し、
前記ビーム集光手段により線状に集光された短パルスレーザー光を前記中空コアへ入射する際に、前記線状に集光された短パルスレーザー光の線状の延長方向が、前記中空コアの前記線状に集光された短パルスレーザー光の入射側端面における前記間隙方向と直交する自由方向に沿うように入射する
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置。
請求項４に記載の短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置において、
前記間隙の距離は、１００μｍ〜５００μｍである
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置。
請求項４または５のいずれか１項に記載の短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置において、
前記中空導波路の前記中空コア内に入射される短パルスレーザー光は、エネルギーが１ｍＪ〜１Ｊのフェムト秒レーザー光である
ことを特徴とする短パルスレーザー光のパルス幅圧縮装置。
短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げるための中空導波路において、
２枚の平板を所定の間隙を開けて平行に配置して前記２枚の平板間に中空コアを形成しかつ前記中空コア内に希ガスを存在させるとともに前記中空コア内を短パルスレーザー光が伝搬するようにした中空導波路であって、
前記コア内に短パルスレーザー光を入射し、該入射した短パルスレーザー光を前記中空コア内で伝搬させて該入射した短パルスレーザー光のスペクトル幅を拡げる
ことを特徴とする中空導波路。