宮崎大学 工学部 電気電子工学科 電気エネルギー工学講座 レーザー工学研究室

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Last updated 2017-05-24

光電界電離アルゴンエキシマレーザーの開発

真空紫外レーザー

 真空紫外域(波長が200 nmよりも短い波長域)で発振する高出力レーザーは限られています.例えば下の図に示すように希ガスハライド(ArF*)エキシマレーザー,フッ素レーザー(F2),希ガスエキシマ(Ar2*, Kr2*, Xe2*)レーザーが挙げられます.これらのレーザー媒質は気体ですので真空紫外光を透過し,かつ気体を容器内に閉じ込めるためにMgF2やLiFのような透過窓が必要になります.

VUVlasers.bmp


 これらのレーザー媒質のうち,希ガスエキシマはエネルギー蓄積に優れたレーザー媒質です.私たちはこのレーザーを小型の装置で実現する研究を行っています.小型の装置で真空紫外レーザーを取り出すことができると種々の応用へ利用されます.例えばレーザーの波長が短いので波の性質から細かい物質とエネルギーのやりとりをすることができます.加えて波長が短いことにより量子的に高い光子エネルギーを利用できます.この高エネルギー光子を用いて安定な分子を解離させることもできます.


光電界電離アルゴンエキシマによる光増幅の観測

 これまでに独自の光電界電離(OFI: optical field induced ionization)法により希ガスをプラズマ化し,高密度で低温のプラズマを生成しています.プラズマ内部での反応過程を利用して希ガスエキシマ分子を高密度で生成することに成功し,その分子から発生する波長126 nmの光利得を観測しています.下の実験装置図に示すように高圧Ar内でプラズマを生成する場合(a)と,Arが充填された中空ファイバー中でプラズマを生成する場合(b)の実験を行い,双方の結果からつじつまのあう結果を得ています.現在の課題はレーザー発振に必須である光共振器を作製することです.現在,この波長域において優れた特性を持つ鏡を作ることは困難ですが,近い将来には,高品質の鏡の利用が期待できます.

VUVArsetup.bmp




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