Development of high-efficient solar cavity for solar-pumped laser

• Project/Area Number: 26870191
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system; Optical engineering, Photon science
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: OHKUBO Tomomasa 東京工科大学, 工学部, 講師 (50431995)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 太陽光励起レーザー / 太陽光キャビティ / Cr:Nd:YAGセラミックス / 自然エネルギー / サステイナブル社会 / エネルギー変換

Outline of Final Research Achievements

I developed simulation code for designing solar cavity to realize effective absorption of solar energy into laser medium with less thermal effect. The code is based on ray-tracing and the calculation model include a Fresnel lens of the 1st concentrator. The code has a function of non-linear optimization for designing the shape of the solar cavity with maximum absorption efficiency and minimum thermal effect.
Considering the simulation results, I developed new solar-pumped laser system which is smaller than previous one to reduce thermal effect inside laser medium and laser cavity.

Research Products

• [Journal Article] Design of New Pumping Cavity with Compound Parabolic Concentrator for Solar-Pumped Laser (2016)
  • Author(s): Tomomasa Ohkubo
  • Journal Title: Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics Volume: 20 Issue: 7 Pages: 1065-1069
  • DOI: 10.20965/jaciii.2016.p1065
  • NAID: 130007673432
  • ISSN: 1343-0130, 1883-8014
  • Year and Date: 2016-12-20
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Cr:Nd:YAG セラミックスをレーザー媒質とした太陽光励起レーザーに関する検討 (2017)
  • Author(s): 大久保 友雅
  • Organizer: レーザー学会第506回研究会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府・吹田市）
• [Presentation] Design of New Pumping Cavity Combining Traditional Cavity and Compound Parabolic Concentrator for Solar-Pumped Laser (2016)
  • Author(s): Tomomasa Ohkubo
  • Organizer: the Eleventh Japan-China International Workshop on Information Technology and Control Applications
  • Place of Presentation: 東京工科大学（東京都・八王子市）
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 太陽光励起レーザーのための集光系の設計・評価について (2016)
  • Author(s): 大久保 友雅
  • Organizer: レーザー学会第491会研究会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府・吹田市）
• [Presentation] 高効率な太陽光励起レーザーのための集光系の設計について (2015)
  • Author(s): 大久保友雅
  • Organizer: レーザー学会第476回研究会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府，吹田市）
  • Year and Date: 2015-07-17
• [Presentation] 太陽光励起レーザーの紹介 (2014)
  • Author(s): 大久保友雅
  • Organizer: レーザー学会技術専門委員会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」
  • Place of Presentation: マリンピア宮古（沖縄県宮古市）
  • Year and Date: 2014-10-31
• [Presentation] 高出力、高効率な太陽光励起レーザーの開発 (2014)
  • Author(s): 大久保友雅
  • Organizer: レーザー学会第466回研究会
  • Place of Presentation: 尼崎リサーチ・インキュベーションセンター（兵庫県尼崎市）
  • Year and Date: 2014-10-28
• [Presentation] 太陽光励起レーザーの集光系の形状に関する研究 (2014)
  • Author(s): 大久保友雅
  • Organizer: レーザー学会第 462 回研究会. 「高機能固体レーザーとその応用」
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-07-18
• [Presentation] 100W級の太陽光励起レーザの開発 (2014)
  • Author(s): 大久保友雅
  • Organizer: 第81回レーザ加工学会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-05-28