ゼオライトを用いた均一分散技術による高熱耐力 石英レーザー材料の開発とその産業応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650735
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中塚 正大 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (20088462)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 実野 孝久 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (30162811) ; 藤田 尚徳 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 助教授 (70135755)
• Keywords: 石英 / レーザー材料 / ゼオライト / 耐熱力 / 量子効率 / 蛍光 / ネオジウムイオン / ビスマスイオン

Research Abstract

熱的耐久性に優れた石英ガラスをレーザー媒質として開発することを目的とした。得られた有効な結果をまとめる。
(1) 従来の石英レーザー材料の問題となった蛍光消光は活性元素のクラスタ化であることを明確にした。
(2) 石英中における蛍光活性元素の均一分散法を確立した。ゼオライト結晶中に予備配置された活性元素
原子間の隔離を保持し、ゾルゲル石英製造法と結合することにある。ネオジウムを混入した石英ガラスの量子効率は数倍に向上し、蛍光寿命は500マイクロ秒に達した。
(3) レーザー材料としての光学特性改善法を明確にした。試料の発泡現象に関して検討し、コロイダルシリ力を用いるゾルゲル法において粒子の選択、ゾルゲル製造過程の前駆体の処理、焼結温度履歴、雰囲気制御などの効果を示した。
(4) ゼオライト結晶の応用的利用法を示した。ゼオライトを用いた各種元素の副ドーピング効果、燐化合物による被毒の利用でネオジウムの発光特性改善の効果を示した。ゼオライト結晶を利用したときのみに発光するビスマスの新しい発光過程の解析や、銅の発光も発見した。(5) 石英レーザー材料の開発の為に必要な測定技術について開発した。レーザーガラスの基本特性である量子効率の非常に簡便な測定方法を開発した。

Research Products

• [Publications] Y. Hujimoto and M. Nakatsuka: "A novel method for uniform dispersion of the rare earth ions in SiO_2 glass using zeolite X" Journal of Non-Crystalline Solids. Vol.215. 182-191 (1997)
• [Publications] 藤本靖、中塚正大: "積分球とサーモパイルを併用した発光体の量子効率測定の新手法" レーザー研究. 25巻2号. 171-175 (1997)
• [Publications] Y. Hujimoto and M. Nakatsuka: "Spectroscopic properties and quantum yield of Cu-doped SiO_2 glass" Journal of Luminescence.