抄録
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3600000, indirect: 1080000)
我々が既に原理実証をしているオゾンガス媒質レンズでは、フレネルゾーンプレートのように、湾曲した不等間隔の屈折率変調構造を紫外レーザーによってガス中に生成することで、通常の屈折レンズと同じ機能を持たせている。しかし、紫外レーザーのパルス幅の制約により、数μm以下の空間変調間隔が得られず、変調間隔方向に回折領域が制限されてしまうことが実験的に明らかになっていた。この問題を解決し、撮像レンズとして利用できるようにするための、高NA化に対応するレンズ開発を行った。ガスレンズの焦点距離は不等間隔屈折率変調構造の曲率半径に依存し、曲率半径が小さい＝焦点距離の短いレンズとなり、高NAレンズに適したものとなるが、焦点距離の短いレンズは変調間隔が急激に変化することになるため、平行光に対しては数100um程度の回折領域しか得られない。そこで、ガスレンズに入射する光波面の曲率がガスレンズの変調間隔それぞれに適した入射角となるような光学系を設計し、実験を行ったところ、ガスレンズに対して拡散するレーザー光を入射した際に、3mm^2径の紫外レーザー照射面積全体で回折集光させることに成功した。さらに、回折集光後の波面は、ほぼ理想的な集光条件となっていることが確認できた。このガスレンズ条件を平行入射するレーザー光に対して実現するためには、紫外レーザーの空間周期的照射条件をわずかに変調させることで再現でき、これに対しての開発も進行中である。