第13巻

レ第5号

ザ研究

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レーザーコンパス

超短パルスレーザーと超高速分光ますますの発展を期待する
塩谷Shigeo繁雄＊

SHIONOYA＊

モード同期レーザーによるピコ秒パルスの発生が初めて報ぜられたのは1965年，すなわちレーザーの出現後5年を経た時点で，今年で丁度20年になる。この問における超短パルスレーザーの開発と，それを使っての超高速分光の研究発発振しかできなかった。70年代に入ってYAGレーザーが使えるようになり，やがて繰返し発振が可能になった。同時に色素レーザーや光パラメトリック効果を利用しての波長可変化が可能になった。また強制モード同期用の音響光の発展は，他のレーザー科学の諸分野の発展と学素子が開発され，アルゴンレーザーなどで連同様，大へん華やかである・超短パルスの発生続モード同期が行われるようになった。こうしはレーザー光のコヒーレンス性に直接基づいててピコ秒レーザーはようやく使い物になるレーいる。短パルス性ということは単色性，指向性ザーとしての体裁が整った。

と共にレーザー光の基本的特徴の一つで，そのピコ秒レーザーを使っての分光研究はしかし応用はレーザー科学の重要分野の一つである。

60年代後半に早くも開始されている。この時期

さて20年は長いようでもあり短いようでもあるが，一区切りの年月であることは確かであり，におけるBeHのRentzepisらのパイオニアワークは大いに評価に値する。1969年夏アメリカでこれまでを振り返り今後を展望するよいチャン開かれたルミ』ネッゼンス国際会議でRentzepis

スである。20年前の1965年頃，私の研究室ではのアズレンのピコ秒分光の招待講演を聞いた。

0．1μsのフラッシュランプを使って時間分解発

当時ピコ秒分光の手段を自分の光物性研究に取光スペクトルの測定をやっていた。これは当時入れられないか，と考えてRentzepisの論文をとしては最先端の測定技術だった。ピコ秒レー読んでいた私はこの講演に大いに刺激され，そザーの出現は時間分解能を一挙に4〜5桁あげることを可能にした。最近では20年前のフラッのすぐ後Bell研にRentzepisを訪ねた。帰国後1年半位さらにRentzepisらの発表をフォロー

シュランプの実験と同様の精度でピコ秒の時間していたが，ピコ秒分光が将来確実に重要な分分解能での実験が可能となっている。これを考光法に発展するであろうという感じがますますえるとやはり隔世の感がある。

強くなったので，意を決して私の研究室でもこ超短パルスレーザーとその応用の20年の発展れを始めることにした。の軌跡を少し眺めてみよう。1965年からしばら

70年代前半には上記のピコ秒レーザーの性能

くの問はガラスレーザーと可飽和色素との組合向上と相まってピコ秒分光は急速に発展し，多わせによる，すなわち受動モード同期による単くの研究グループにより多種多様な物質を対象＊東京大学名誉教授（〒168東京都杉並区浜田山1−26−16）＊honorary professor of Tokyo University（1−26−16，Hamadayama，Suginami，Tokyo168）、

一ユー

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超短パルスレーザーと超高速分光

昭和60年5月

体のピコ秒分光研究もこの世界的な動きにうまパルス発生という点では上記のように可視域ではほぼ極限に到達している。さらにずっと短いく位相を合わせて乗ることができ，大いに発展パルスを欲すれば，レーザーをずっと短波長化として華やかに展開された。私の研究室の半導した。以後昨年停年で研究室を閉じるまで，半せねばならない。しかしそれは容易なことでは導体の励起子ポラリトン，励起子分子や高密度なく，いつそのようなことが実現するか，安易電子一正孔プラズマについて，幸いにしてピコな予測はたてられない。当面の問題は目下の所

秒分光ならではの面自い結果を出すことができこのような超短パルスがローダミン6G色素レーザーからの赤色パルスに限られているというた。1971年にピコ秒分光を思切って始めたのはまさしく正解だった。

より短いパルスの発生を，という研究では19ことである・ローダミン6G以外の色素がいろいろ開発されて，せめて可視全域でフェムト秒パルスが使えるようにならないものであろうか。

74年ローダミン6Gの色素レーザーの受動モード同期によるサブピコ秒パルスの発生がBeHのShankらにより報じられた。1981年にはやは超短パルスレーザーといえばローダミン6Gしり彼らにより衝突パルスモード同期という新たそれはともかくとして，これからしばらくのかないという時代を早く脱却したいものである。に工夫された方法で90fsのパルスの発生が報じ間は上記の超短パルスレーザーの普及と高出力られ，いよいよフェムト秒時代の幕明けとなっ化が行われよう・それによる超高速緩和現象のた。このパルスを光ファイバーとグレーティン研究のより一層の発展を期待したい。それは極グの組合わせで圧縮することにより30fsのパル限的超高速分光，あるいは極限的超短時間物性スがっくられた。昨年末にはこの方法による超とも呼ぶべき分野で，何か新しい物理が拓かれ短パルス発生のレコードとして12fsという値がることを期待したい。

一方従来からの波長可変ピコ秒パルスを使っ報じられた。ローダミン6Gからの赤色光波のこの時間内における振動の回数はわずかに6回ての分光研究もますます発展し普遍化することであるから，これはまさに極限的短パルスであを期待したい。これに関しレーザー自体に望まれることは，より安定化，高出力化，広域波長る。

ピコ秒レーザーとピコ秒分光を対象としたピ可変化である。また測定系に関してはストリー

コ秒現象国際会議が1978年にアメリカで初めてクカメラなどがもっと使いやすくなり高性能化開かれ，以後2年毎に量子エレクトロニクス国際会議のサテライトとして開かれて来た。3回されることが望まれる。上述の12fsの赤色短パ目の82年の会議は丁度上記のフェムト秒の報告が出た直後で，会議はShankの「ピコ秒からフェムト秒の時間領域へ移る」という題名の招待
講演から始まり，フェムト秒パルスが会議の最ルスのスペクトル端は必然的に〜2400cmqも拡がっている。そこで特定の励起状態を選択的に励起し，その緩和の様相を探る，というような分光研究にこのような短パルスは不必要で，高性能の広域波長可変ピコ秒パルスが重要である。

大の話題になった。これでピコ秒現象という一今後より多くの研究者がより多種多様の物質を時華やかだった名称はすっかり色あせてしまい，対象としてピコ秒分光を発展させ，これが分光昨年の4回目の会議は超高速現象会議と改名さのふつうの一手段となることを期待したい。これた。この一連の会議での発表件数をみると，れによりこの分野の研究者が超高速現象会議に第1回は66件だったが，第4回は135件と倍増だんだん集らなくなるようになっても，それはし，この分野の着実な発展が裏付けられる。

それで結構なことである。

さて超短パルスレーザーと超高速分光の分野一っにしたいことは，これまでの研究は主とは今後どうなるであろうか，私としては当然なして励起状態のエネルギー緩和や光化学変化にがらそのますますの発展を期待している・超短関するもので，コヒーレント過渡分光の手段に一2一

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レザ研究（397）

よる励起状態の超高速位相緩和の研究は未だ大クスの発展である。最近半導体レーザーによるへん少く，今後はこれが重要だということであ超短パルス発生や超短パルスによる超高速スィる。私達は最近励起子ポラリトンと相互作用のッチの開発が進んでいる。一方電子デバイスの強い存在中心の系について位相緩和の研究を行高速化も進み，GaAs系超格子によるHEMTない，このような研究の端緒を開いたつもりであどが開発されている。今後この二つの分野が一るが，このような研究が今後大いに進み，高速体化し，発展していくことを期待したい。

位相緩和の光物性物理が発展することを期待し

以上，巻頭言としては巻頭言らしい格調の高さの大へん乏しいものとなってしまったが，御たい。

もう一つの要望は超高速オプトエレクトロニ容赦願いたい。

一3一