ICUIL2022 国際会議参加報告書
量子科学技術研究開発機構 関西光科学研究所 先端レーザー技術開発グループ
グループリーダー/上席研究員 桐山 博光（2019 年度 国際会議等参加助成 AF-2019240-X2）
キーワード：フェムト秒レーザー，時間空間ビーム品質，安定性

１．開催日時2022 年 9 月 18 日〜9 月 23 日

議論も活発になされていた．また，2 日目，3 日目においては 1 時間 30 分のポスターセッションも行われ，より密な議論が成されていた．発表件数は 2018 年にノーベル物

２．開催場所
韓国・済州島・Seogwipo KAL Hotel（Fig. 1, Fig. 2）

理学賞を受賞した G Mourou 教授の講演から始まり，招待講演を含む 72 件の口頭講演，58 件のポスター発表があった（口頭講演，ポスター発表の様子はそれぞれ Fig. 3, Fig.
4 を参照）．招待講演者の顔ぶれも北米，欧州，アジア等各地域から多岐にわたり，ベテランの研究者だけでなく，活躍している若手研究者の発表もあり，先進的フェムト秒レーザーとその応用の最新の動向を学ぶには最適の会議であった．参加者は全体で 22 か国から 168 名で，１番参加者が多かったのが開催国の韓国で，2 番目はドイツ，次いでフランスであった．日本は 7 番目であった．出張者はフェムト秒レーザー自身やレーザーの時間空間ビーム品質向上や安定性を中心に情報収集を行った．展示会においても，最新の光学装置，周辺部品等に関する有益な情報を得る絶好の機会であった．
出張者は，”Demonstration of pulse temporal quality

Fig. 1 Entrance at KAL hotel.

improvement in femtosecond pre-pulse and picosecond
pedestal in the J-KAREN-P laser”というタイトルで口頭講演を行った．出張者らのフェムト秒レーザーの時間品質向上において，メインパルスに付随する不必要なプリパルスの除去技術の詳細について多くの質問を受けた．本研究開発が非常に興味を持たれており，レーザーの高強度化に伴って，その利用に向けた高品質レーザーに関する技術開発が重要であることが確認できた．

Fig. 2 View from the hotel.

３．会議報告先進的フェムト秒レーザーとその応用に関する国際会議 （ The 9th International Conference on UltrahighIntensity Lasers (ICUIL2022)）に出席し，研究成果の発表を行った．プログラム委員として本会議のプログラムの審議・策定を行うとともに，セッションの座長を務める等，

Fig. 3 Oral session.

会議の運営にも貢献した．また，参加している研究者と本研究成果や，レーザー高度化及び応用研究に関して議論を近年のフェムト秒レーザー技術の進展に伴い，実際の利行うとともに，今後の研究活動に有用な情報収集を行った．

用を行う際に重要となる時間品質などのビーム品質に関会議はシングルセッションであり，参加者は全て講演を心がもたれ，これらに関して会議全体を通して議論が活発聴講することができる．比較的プログラムにも余裕があり，になされていた．

のレーザーパルスを，非線形光学結晶を用いた光パラメト
リックチャープパルス増幅（OPCPA）法を用いることで，直接 10 fs 台の極短パルスを高エネルギーで生成することに成功していた．今までできなかった極薄材料の加工等に使えるとのことであった．
日本の浜松ホトニクスのグループは，大面積レーザーピーニングにも使用できる低温冷却型 Yb:YAG レーザー媒質を用いることで 250 J の大出力動作を実現していた．現在の繰り返し率は 0.2 Hz 程度であるが，スラブ型レーザー媒質の排熱を工夫することにより 10 Hz まで高めるとのこ
Fig. 4 Poster session.と，今後の展開が楽しみである．
米国のコロラド州立大学のグループは，同様に低温冷却高い強度を有するフェムト秒メインレーザーパルスにYb:YAG をレーザー媒質として用い，薄型ディスク形状で先立って強度の低いプリパルスが存在する．高強度下では背面より直接排熱できる方式で，1.1 J,1 kHz, 4.5 ps がプリパルスの強度も大きいため，プリパルスが加工対象物得られているとのことであった．

を傷つける等問題となっている．レーザーシステムの中にまた，レーザーの遠隔化や自動化といった DX 化に関すは，レーザー増幅結晶等の平行平面を有する透過媒質が存る報告も多くあった，レーザープロファイル画像等のリア在し，レーザーがその媒質を透過すると，透過媒質の表面ルタイム可視化システムやレーザーのポインティングをと裏面の反射に起因する主パルスより時間的に後から追常時監視し，そのデータを取得し，アクチュエータが付属従するポストパルスが発生する．最近，メインパルスと時したミラーを自動で制御することで，レーザー立ち上げ時間的に遅いポストパルスの相互作用で生じる非線形結合間を短縮するとともに，長時間の安定供給を実現していた．

効果により時間的に早いプリパルスが発生するという興

小型装置から，例えば ELI-NP のピーク出力が 10 PW（=ペ味深いことが指摘されており，その理解・解明に関する議タワット=1015 W）のチタンサファイアレーザー媒質を用論がなされていた．この現象はメインパルスとポストパルいた大型装置まで導入が段階的ではあるが急速に進んでスが互いに干渉し，メインパルスのスペクトル強度や位相いるように感じた．ELI-NP の 10 PW レーザーは 1 分間に 1が変調を受けることで，パルス圧縮後にプリパルスが発生ショットのショットレートとのことであった．

する．出張者らはポストパルスを除去するためにウエッジ最後に，超高ピーク出力レーザーの報告も付け加えてお（微小な角度をつけた光学素子）を導入するなどの工夫をく．英国のラザフォードアップルトン研究所では，PW，10してプリパルスの除去に成功している．ドイツ・ヘルムホ

Hz チタンサファイアレーザー装置開発が建屋を含めて予ルツ研究機構のグループはその現象を数値計算で再現す算化され，2025 年に運用を開始するとのことであった．

るための計算コードを試作し，定性的に一致するところま米国ロチェスター大学のグループでは OPCPA を用いてシで完成しており，今後の展開が期待される．

ングルショットではあるが，50 PW の出力を目指した小型フェムト秒レーザーの時間・空間品質向上は勿論，高出の試験モジュールで 0.5 PW を達成していた．中国科学院

力化，高繰り返し化といった高度化技術は，今後産業応用

上海光学精密机機研究所が中心になり OPCPA を用いて同で重要な生産性向上の観点からも不可欠なものである．こ様にシングルショットではあるが 100 PW レーザーの開発のため，加工用はもちろん理化学用にも使える光源開発もが予算化され，0.2 PW の小型のモジュールの試作が完了進んでいた．

していた．2023 年に 1 PW，2024 年に 20 PW，2026 年に 50

ドイツの TRUMPF のグループは薄型ディスクタイプのPW，2027 年に 100 PW の出力を段階的に実現するとのこと

Yb:YAG レーザー媒質を用いてディスク背面より固体熱伝であった．韓国では OPCPA を用いて 200 PW レーザー開発

導で熱を速やかに除去することで，数百フェムト秒領域での検討に入っているとのことであった．

kHz のレンジでマルチ kW の平均出力を有するレーザーの先進的レーザーとその応用に関する国際会議において，開発に成功したとの報告があった．例えば 0.7 J，1 kHz，最新の研究動向や各国の研究者との意見交換，及び義重τ

900 fs や 0.1 J，20 kHz，900 fs などのレーザーの報告開発の現状を把握することができた．今後の研究開発の遂があった．更に，自己位相変調を用いた追加パルス圧縮で行に活かしていきたい．

630 fs のパルスを 36 fs に再圧縮することにも成功して謝 辞

いた．高速で高精度な加工に適した光源であると注目を集めていた．
チェコの ELI-BL のグループは 15 fs, 1 kHz, 〜100 mJ

最後に，本会議への参加にあたり，天田財団より援助をいただきました．深く感謝の意を表し，厚くお礼申し上げます．