図6 集光面F2の近傍における集光ビーム幅: 回折角θdの条件は0.0゜, 1.7゜, 2.9゜. langiSlangiSlangiSlangiSlangiS86420864208642086420●, ○ θd = 0.0゜ ■, □ θd = 1.7゜ ▲, △ θd = 2.9゜ 86420‐200 / mµwhtdiwmaebdesucoF 000 図7 集光面F2で取得したフリンジ分解自己相関波形. (a) 入力パルス, (b) θd = 0.0 ゜(光軸上), (c) θd = 1.7゜, (d) θd = 2.9゜, (e) プロトタイプ (光軸上). プは0.10 mmと定めた。ギャップを設けることでガラスと空気の界面が増えるが、これらを含む全ての界面に反射防止コートを付けて反射迷光を防止し、光利用効率を高めた。レンズの材料と厚みも考慮して、チャープミラー対で与えるプリチャープを−850 fs2と設定した。図5に、製作したハイブリッドレンズの構造と外観を示す。 ５．光学系の評価 用意したブレーズ回折格子、回折集光レンズ、そして一対のハイブリッドレンズを配置して光学系を組み上げ、その性能を評価した。繰り返し周波数 80 MHz で動作するカーレンズモード同期チタンサファイアレーザー（TFS-1pw NEWFEMTO）を評価に用いた。パルスの諸元は、パルスエネルギー4 nJ、中心波長780 nm、パルス幅22 fs（波長帯域幅45 nm）である。レーザーから出射された直線偏光パルスビームの空間モードはほぼTEM00であり、ビーム径は光学系の入口で4.2 mm（1/e2）である。パルスビームの空間強度分布の測定には、高解像CCDカメラを装備したビームプロファイラ（SP620U, Ophir-Spiricon）を使った。CCDの感度波長域は190−1320 nm、画素寸法は4.4 μm × 4.4 μmである。プロファイラは精密微動ステージの上に固定して、測定の精度と再現性を確保した。パルス波形の計測にはフリンジ分解自己相関干渉計を用い、波形の微細構造を解像して、わずかな歪でも検出できるようにした。干渉計を通過した二本のパルスビームを、位相整合条件が満足されるように、集光面F2に置いた非線形光学結晶（BBO）へ入れた。BBOから放射された第二高調波をIR除去フィルタを介してフォトダイオードへ結像し、出力信号をデジタルオシロスコ(a) Laser pulse(b) θd = 0(c) θd = 1.7°(d) θd = 2.9°(e) θd = 0, Prototypeープ（DS-5624A, IWATSU ELECTRIC）により周波数250Hzでサンプリングして相関波形を取得した。干渉計の掃引周波数は0.025 Hz、掃引幅は±50 μmである。 5・1 集光点におけるビーム幅 集光面 F2 の前後 ±2.0 mm における集光ビーム幅の測定値を図6に示す。図中、θdは回折角を表す。ハイブリッドレンズ HL2 から遠ざかる向きを測定位置Δxの正の向きと定めた。集光ビームの鉛直方向の幅を記号（●, ■, ▲）で、水平方向（回折される方向）の幅を記号（○, □, △）で表す。実線は無収差ガウスビームの計算値である。回折角θd = 0.0゜の条件では、ブレーズ回折格子を挿入せずに測定した。 回折角θd = 0.0゜（●，○）では、集光ビーム幅が最小となる位置は鉛直方向と水平方向で一致した。この位置での最小スポット径は13 µm であり、ほぼ回折限界の値が得られた。回折角θd = 1.7゜（■, □）では、~0.1 mmの非点隔差が生じ、最小錯乱円の直径は18 µmであった。この非点隔差は集光ビームのレイリー長0.14 mmと比べても短い。したがって、回折角θd = 0.0゜と1.7゜における集光ビームの断面が円形でかつその直径が等しくなる平面を光軸と直交するように集光面F2‐60‐40‐2020Delay/fs‐100Delay/fs406010020020015010050-2.01.0-1.0Detector position∆x/ mm0.02.0− 312 −
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