1994 Fiscal Year Annual Research Report
ディスオーダー型新レーザー結晶の実用化に関する研究
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05555001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福田 承生 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30199236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 定雄 日本結晶光学(株), 商品開発部長
佐々木 孝友 大阪大学, 工学部, 教授 (50029237)
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| Keywords | レーザ結晶 / 単結晶成長 / 半導体励起型レーザ / ガ-ネット型結晶 / 連続チャージ引上げ / 選択ドープ結晶成長 / ディスオーダー型レーザ / 添加不純物の均一化 |
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| Research Abstract |
レーザ発振特性の大幅向上のため、Cz法作成結晶の高品質化、EFG法の活用によるレーザ活性イオンを局所的に分布させる「選択ド-ブ単結晶」の作成、及び作成結晶のレーザ発振特性評価を行った。
単結晶の大型化検討として、直径3"級の結晶作成を試みた。大型結晶作成にあたり、Twisting現象の解決が重要な課題であることが分かり、その発生原因の検討から大型結晶安定成長への指針を得た。超高品質化については、最も重要である結晶内での各レーザ活性種の偏析現象について詳細な検討を行った。これらの結果と連続チャージ法の併用により、結晶内の不純物・組成を極めて厳密に制御可能であることが分かり、実用レベルの大型化、長尺化、高品質化条件を調べた。
吸収・蛍光特性検討の結果、レーザ活性種添加CNGG単結晶は半値幅の大きい吸収・蛍光帯を持ち、LD励起に適していることが分かった。又、励起波長を変化させレーザ発振出力を調べた結果、YAGに較べ広い波長域で高い発振出力を示した。このことはCNGGが1次元LDアレイ励起高出力レーザに適することを示す。そこでNd^<3+>を活性種として添加した結晶を用い、1次元LDアレイ励起によりレーザ発振出力を測定した結果、高出力領域でYAGを大きく上回った。
又、マイクロ引き下げ法により不純物添加CNGGファイバー単結晶を作成し、高品質、高性能の検討を行った。バルク結晶作成の場合と違い、速い成長速度でレーザ活性種の高濃度添加が可能であった。活性種の結晶内分布を測定した結果、バルク結晶と異なり結晶全域に均一性の高い結晶作成が可能であることが分かった。Er^<3+>を活性種として添加した結晶から、アップコンバージョンによる強い緑色の発光が確認され、青・緑色領域レーザ開発への新しい指針を示した。
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[Publications] 福田承生: "光エレクトロニクス用結晶の新展開" 応用物理. 63. 248-254 (1994)
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[Publications] K.Shimamura: "A New Crystal Growth Method for In Situ Core Doping" Journal of Crystal Growth. 142. 400-402 (1994)
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[Publications] P.Rudolph: "The Radial Selectivity of In-Situ Core Doped Crystal Rods Grown by the Double Die EFG Method" Cryst.Res.Technol.29. 801-807 (1994)
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[Publications] K.Shimamura: "Effect Starting Melt Composition on Crystal Growth of Calcium Niobium Gallium Garnet" Journal of Crystal Growth. (発表予定).
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[Publications] K.Shimamura: "Distribution Coefficient of Rare-Earth Active lons in Calcium Niobium Gallium Garnet" Jpn.J.Appl.Phys.(発表予定).
