| Project/Area Number |
21J11719
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
鈴木 杏奈 電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | レーザー / 結晶育成 / モード同期レーザー / カーレンズモード同期 / レーザー結晶 / 超短パルス / フェムト秒 / Tmレーザー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では高効率・高出力な波長2 μm超短パルスTmレーザーを用いた非線形波長変換により、高輝度な広帯域中赤外光発生を目指す。広帯域中赤外光発生には100 fs以下の超短パルス光が要求されるが、Tmは利得帯域幅が狭くサブ100 fsのパルス発生は困難であった。本研究では複数の異種利得媒質による利得帯域の拡大および広帯域利得を有する新材料の開発により、50 fs以下の超短パルス発生を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、波長2 μm帯Tmレーザーの従来の限界を超えた短パルス化を目指し、広帯域な利得スペクトルをもつ新規Tm添加混晶sesquioxide結晶の開発とその結晶を用いたレーザー特性評価を行った。ドイツLeibniz-Institute for crystal growthに滞在し、チョクラルスキー法によるTm添加YScO3結晶の育成を行い、長さ5 cm、直径2 cm程のレーザー結晶の育成に成功した。育成した結晶の吸収・蛍光スペクトル、蛍光寿命の温度依存性を測定し、不均一広がりによる広帯域かつ平坦な吸収・誘導放出断面積スペクトルを確認した。その後、育成したサンプルを用いて0.8 μm帯レーザーダイオード励起による連続発振レーザー実験を行い、中心波長2.1 μmでのレーザー発振に成功した。本材料を用いたレーザーの報告はこれが初めてであり、かつ得られた最大スロープ効率51%は現在主流となっているTm添加混晶sesquioxideセラミックのレーザーよりも高い効率が得られた。
次に、日本において本結晶を用いてモード同期による超短パルス発振を試みた。ソフトアパーチャーカーレンズモード同期により、平均出力126 mWにおいて7光サイクル（49 fs）の超短パルス発振に成功した。これは現在までに報告されているTm添加混晶sesquioxideを用いたモード同期レーザーの中で最短パルス幅となる。本成果は学術論文および国内・国際学会にて発表した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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