1998 Fiscal Year Annual Research Report
慣性核融合ドライバーとしての励起酸素-ヨウ素エネルギー移乗レーザーの研究
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08408015
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
藤岡 知夫 東海大学, 理学部, 教授 (70051381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 滋 東海大学, 理学部, 助教授 (40297205)
武田 修三郎 東海大学, 工学部, 教授 (90056094)
砂子 克彦 東海大学, 理学部, 教授 (50056016)
南里 憲三 東海大学, 理学部, 教授 (20056211)
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| Keywords | レーザー / ヨウ素レーザー / コイル(COIL) / 慣性核融合 / 励起酸素発生器 / 安定-不安定型共振器 / ゼーマン効果 / パルス出力 |
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| Research Abstract |
化学酸素沃素レーザー(Chemical Oxygen-Iodine Laser:COIL)を慣性核融合として利用するための基礎技術を確立するため、平成8-9年度製作したレーザー装置を用いた実験並びに計算と照合しながら最適条件を追求した。得られた主な結果は次の通りである。
1) 高圧力亜音速モード動作において、レーザー発振効率を向上するために最適動作条件を追求する実験を行った。その結果、化学効率は20.9%まで向上した。これは,本研究グループが超音速動作で得た記録、23.4%に迫るものであり、高圧亜音速モードの有効性を実証した。
2) 高圧力亜音速モード動作によって、レーザー媒質1リットルから取り出すことのできるエネルギー、即ちエネルギーは超音速動作の4倍以上、3.1J/lまで向上した。これは、同じ出力を得るためには真空ポンプの能力が1/4で良いことを意味し、真空ポンプがレーザー装置のかなりの部分を占めるCOILにとって、装置の大幅な小型化を可能にする。
3) レーザー発振効率向上の理論的な側面として準二次元、レーザー発振シミュレーションコードDyna2Dを開発した。
4) 不安定共振器の中心部に安定なコアを持つ複合共振器の理論的、実験的研究を行った。二次元FFT、部分コヒーレント電場を用いた共振器解析コードPaC2Dを開発した。実際に製作した共振器を用いてレーザー出力、ビーム品質等の性能を理論計算の結果と比較したところ、非常によい一致を得た。
開発したコードは、今後様々な方式の新型共振器の理論的研究に有効なツールとなることを実証した。
5) Zeeman利得スイッチ法を小型の亜音速COILに適用し、スイッチング動作の有効性を確認する試験を行った。また、前述のコードDyna2Dはレーザー媒質の時間変化を扱えるように考慮しているため理論的検討による最大のパルスピークが得られる条件を追求した。その結果、平均出力20Wレベルの動作で、約3倍のピーク出力が得られた。
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[Publications] K.Nanri: "An Experimental Investigation of the Novel Unstable Resonator with a Stable Resonator Core" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37,No.7. 3972-3976 (1998)
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[Publications] M.Endo: "Development of Industrial COIL" Proc.SPIE. Vol.3574. 253-264 (1998)
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[Publications] D.Sugimoto: "Output Power Control of Chemical Oxygen-Iodine with an External Magnetic Field" Proc.SPIE. Vol.3574. 295-300 (1998)
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[Publications] F.Wani: "Downsizing of Chemical Oxygen-Iodine Laser with a Turbo Blower" Proc.SPIE. Vol.3574. 301-304 (1998)
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[Publications] D.Sugimoto: "Output Power Stabilization of a Chemical Oxygen-Iodine Laser with an External Magnetic Field" IEEE J.Quantum Electronics. Vol.34,No.9. 1526-1532 (1998)
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[Publications] F.Wani: "Parametric Study of a Twisted Aerosol-Type Singlet Oxygen Generator" IEEE J.Quantum Electronics. Vol.34,No.11. 2130-2137 (1998)
