昨年度から開始された大型低温重力波望遠鏡計画(LCGT)では、極低温のサファイア単結晶に光学薄膜を形成して鏡として利用する。サファイアは1軸性の結晶であり、薄膜を形成する面には、異方性のでる面と等方的な面が存在する。この面の違いで生じる光学薄膜特性の違いを評価する。特に、偏光依存性が問題となっており、その点の注目して研究を進める。
重力波検出器用に作成された大型サファイア単結晶
レーザーの光を自在に扱うためには、レーザー光の強度、位相、偏光などを高速で制御する必要があり、電気光学結晶が用いられる。また、非線形光学効果を利用した波長変換技術では、非線形光学結晶の性能が極めて重要な要素となる。これらの結晶は、光学的に透明なものであるが、わずかな光吸収を持つ。扱う光の強度が大きくなると、この吸収によって発生した熱が結晶にひずみを与え、性能の劣化、または、破壊を引き起こす。昨年 度の卒業研究で、周期分極反転構造を持つ非線形光学結晶(PPMgSLT)では、周期構造を持たないものよりも大きな光学吸収をもつことが判明した。今年度はこの効果をさらい正しく評価し、SHGの発生の高出力化・高効率化を目指す。
レーザー干渉計を用いた測定系の概念図
実際の干渉計の写真
PPMgSLT結晶