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『iQoM』ピコ秒からフェムト秒へパルス圧縮!│Vol.92

製品紹介

【sevensixTV】に第92弾の動画を更新しました。

00:08 iQoMの紹介
02:07 ファイバ長の関係性
03:01 iQoM のパルス圧縮

今回は、当社の超短パルスファイバレーザー発振器**『iQoM(アイコム)』**を用いた「パルス幅のコントロール」と「パルス圧縮」について詳しく解説します。
パルスレーザーにおいて、パルス幅を自在に操ることは、加工や計測の可能性を広げる鍵となります。実際にピコ秒からフェムト秒へ圧縮するデモンストレーションを交えてご紹介します。

▶ 振動安定性についての動画  超短パルスレーザー『iQoM』動作中に思いっきり振ってみた│Vol.73
▶ 『iQoM』詳細情報
▶ これまでのiQoM関連動画 再生リスト

++++(動画内より一部抜粋)+++++

00:08 iQoMの紹介

パルス幅をコントロールし、ピークパワーを変化させることで、用途に合わせた最適なレーザー照射が可能になります。

  • パルス幅を長くし、ピークパワーを小さくする場合 チャープパルス増幅(CPA)のように、光学素子へのダメージや不要な非線形効果を抑えつつ、安全に増幅を行うことができます。
  • パルス幅を短くし、ピークパワーを高くする場合 非線形効果を積極的に活用できます。超広帯域光(スーパーコンティニューム光)の発生、多光子励起、あるいは非線形顕微鏡などの光源として非常に有効です。

まずは、iQoMの基本性能をおさらいしましょう。

iQoM基本仕様

iQoMはSESAMフリーの設計であり、すべて偏波保持(PM)ファイバを使用しています。これにより、外部環境の変化に左右されない極めて高い安定性を実現しています。

02:07 ファイバ長の関係性

iQoMのユニークな点は、出力ファイバの長さを延長することで、パルス特性を調整できることです。

ファイバ延長によるスペクトル幅とパルス幅の変化

ファイバ内での**自己位相変調(SPM)群速度分散(GVD)**の効果により、ファイバを長くするほどスペクトル幅が広がり、同時にパルス幅も伸びていきます。

  • 追加ファイバなし: パルス圧縮後、約200fs以下を実現。
  • 6mのファイバを追加: スペクトルがより広がり、約100fs程度までのパルス圧縮が可能になります。

03:01 iQoM のパルス圧縮

実際にiQoMのパルスを圧縮する様子をご覧ください。今回は「透過型回折格子」を用いたパルス圧縮機を使用します。

使用機材

  • 圧縮方式: 透過型回折格子(Transmission Grating)
  • 測定器: APE社製オートコリレータ『PulseCheck NX』

圧縮後の計測結果

パルス幅は**約190fs(フェムト秒)**まで圧縮されています。通常、数ピコ秒で動作しているiQoMが、手軽にフェムト秒レーザーへと生まれ変わります。

圧縮前の状態との比較

ここで、アタッチメントを交換して圧縮前の生の出力を確認してみます。
圧縮前のパルス幅は**約6ps(ピコ秒)**です。パルス圧縮を行うことで、時間幅が劇的に短くなり、ピークパワーが大幅に向上していることが、自己相関波形の強度の違いからも見て取れます。

iQoMは、そのままで「ピコ秒レーザー」として、圧縮機を通せば「フェムト秒レーザー」として、1台で2役の使い方が可能です。

  • ピコ秒レーザーとして: 出力ファイバでパルスストレッチを行い、さらなる増幅段への種光として。
  • フェムト秒レーザーとして: 多光子顕微鏡や非線形顕微鏡などの高度なバイオイメージング光源として。

現在、セブンシックスではiQoMを用いた生体サンプルや半導体サンプルのイメージング実験も進めています。
準備が整い次第、また皆様にご紹介させていただきます。

製品紹介

超短パルスファイバレーザー『iQoM』

iQoM」は、特許技術により「高信頼・長寿命・小型・低コスト」を実現した、OEM・研究開発に最適な超短パルスファイバレーザー(超短パルス発振器)です。SESAMフリーの独自技術により、従来の課題であった経年劣化や不安定な始動を克服。安定したピコ秒パルス光源を供給します。

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