新型超高周波励起CO_2/CO平板型レーザーの開発研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04558005
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 藤岡 知夫 東海大学, 理学部・物理学科, 教授 (70051381)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢部 栄二 東海大学, 開発技術研究所, 教授 (70056018) ; 高山 一男 東海大学, 開発技術研究所, 教授 (20023690) ; 南里 憲三 東海大学, 物理学科, 教授 (20056211)
• Keywords: ガスレーザー / CO_2レーザー / 磁場効果 / プラズマ物理 / 共振器 / 不安定共振器

Research Abstract

1.5cm×60cmの平板サイズのスラブCO_2レーザーを試作した。励起周波数80、100、125MHzの各々で実験を行い、それぞれ最高180Wから200Wの出力を得た。この時の使用ガスの組成はCO_2/N_2/Heが1/1/8である。
またこのガスをCO/N_2/He/Xeのガスに代えて、20℃で5ミクロン帯の発振を確認した。
更に星型配置スラブCO_2レーザーに関し、その最も基本となる二組のスラブの結合について基礎的な実験を行った。この時のスラブのサイズは各々3cm×16cmである。
2.スラブCO_2レーザーに対する磁界の効果
スラブ型レーザーにおいては、極板が狭い程冷却効果が良く、大きな出力が得られる。しかるに、極板上にできるシ-ズの厚さが周波数に比例する為、極板を狭くする為には励起周波数を高くしなければいけない。しかし、励起周波数はなるべく低い方が実験に便利であり、例えば13.5MHz又は27MHzのような、工業用周波数を使うことができれば、極めて便利である。
そこでスラブレーザーに、放電に対して横方向の磁場を加えることにより軌道を曲げ、低い周波数でもα放電が短い範囲で起こりやすくする方法を新たに考案した。先ず、基礎的な解析を行い、100ガウス程度でも十分効果があることを確かめた。更に、5cm×16cmの平板2枚で組み合わせたスラブを用い、最高400ガウスまで得られる磁場の中に置き、現在実験を行いつつある。
3.星型結合に最適な不安定共振器を2種類考案し、解析によってその有効性を確かめた。昨年度までは、不安定共振器の出力を平板によって折り返し、凹面鏡の中心の穴から出力を取り出す方法について検討を行った。今年度は更に、中心部に安定共振器を持つ不安定共振器を考案し、その有効性について解析を行った。その結果、本新型共振器が従来のレーザーに対して極めて有効で低利得のレーザーに対しても大きな出力が得られることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] K.Mabuchi.H.Yokota,T.Fujioka: "New Optical resonators suitable for low gain large aperture laser medium" SPIE. (1995)
• [Publications] 藤岡,知夫: "オプティカルパワー" 裳華房, 131 (1994)