【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2157
利用課題名 / Title
高強度テラヘルツ波パルス発生と分子制御研究への応用
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
テラヘルツ波,分子制御,有機非線形結晶,電場波形,電気計測
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
横山 啓一
所属名 / Affiliation
日本原子力研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
テラヘルツ波パルス列により、高効率かつ高選択的なエネルギー注入技術が創出される可能性がある。その原理実証のため、京都大学ナノハブ拠点保有のCr4+:Forsteriteレーザーを用いたテラヘルツ波パルス発生技術の確立を目的として実験を行っている。今回もテラヘルツ波パルスの波形計測及び発生特性把握を目指して実験を継続した。
実験 / Experimental
前回同様、OH１結晶にクロムレーザーからのフェムト秒レーザーパルスを集光照射することでテラヘルツ波を発生させEOサンプリング法により波形計測を実施する計画をたてて実験に望んだ（KT-214）。まず、テラヘルツ波発生用の励起光源であるクロムレーザーの発振調整を行なった。同レーザーは前回使用時から未使用のまま約1年が経過しており、発振器のモードロックはかからない状態であった。キャビティーミラーMO1の水平方向を微調整することによりモードロックをかけることができた。シードパルスの出力は出力モニター用フォトダイオードで210mVppあり十分な強度と考えられる。次に、再生増幅器の調整を試みたところ、ビルドアップタイムが前回よりもかなり遅いことがわかった。
結果と考察 / Results and Discussion
フラッシュランプ励起エネルギーを13.5Jとし、再生増幅器入射直前の励起用YAGレーザーパルスエネルギーは20mJ、再生増幅器キャビティーのウォームアップタイムは2時間で、再生増幅器の4つのキャビティミラー最適化後でのフリーランのビルドアップタイムは938nsであった（前回は836ns）。最適化したシードパルスをインジェクションしてみたがビルドアップタイムは100ns以上遅いままであった。再生増幅器キャビティに何らかの異常が生じている可能性があるため、キャビティーミラーをインスペクションしたところ、RM2にダメージを発見した（写真1参照）。2023年7月の実験時にも同じ箇所でダメージが生じていた。当時はRM2を面内回転することで、暫定的に出力及びビルドアップタイムを回復させた。しかし、今回も同じ症状が出たことからダメージを発生させる原因を調べる必要があるかもしれない。原因の候補として、励起レーザーの集光パターンの悪化やRM2のコーティングの劣化、下流のミラーからの戻り光などが考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
写真1 再生増幅器のキャビティーミラーRM2に見られたダメージ。左側の白い点が前回（2023/7）のダメージ、右側の白い点が今回発見したダメージ。暫定的対策としては、ミラーを少し回転させて昨年同様にダメージ箇所を回避できると思われるが、再びダメージが入る可能性がある。ダメージを発生させる原因を調査する必要がある。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件