2000 Fiscal Year Annual Research Report
広帯域波長可変超短パルス光源のための高出力Yb:YAGモードロックレーザーの開発
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10555016
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
平等 拓範 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (50216595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
パベル ニコライ 日本学術振興会, 外国人特別研究員
庄司 一郎 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 非常勤研究員
栗村 直 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (10287964)
猿倉 信彦 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (40260202)
平野 嘉仁 三菱電機株式会社, 情報技術総合研究所, チームリーダー
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| Keywords | LD励起固体レーザー / Yb:YAGレーザー / マイクロチップレーザー / セラミックレーザー / 超短パルスレーザー / M^2因子 / 非線形波長変換 / QPMデバイス |
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| Research Abstract |
広帯域波長可変超短パルス光源を目指してYb:YAGレーザーの性能追及、高出力レーザーの開発、非線形光学波長変換方式の検討、超短パルスレーザー応用などの研究を行った。
(1)Yb:YAGレーザーとモードロック方式 これまでの成果を踏まえ、新たにエッジ励起方式を考案し、cw100W級の出力が望めるマイクロチップYb:YAGレーザーの設計を行い、初期的な評価を得た。また、Yb:YAGの広い同調特性を利用した超短パルス発生のモードロック方式として理想的には無損失のχ^<(2)>カスケード方式による方式を検討した。超短パルスレーザーの応用として半導体ミラーによるテラヘルツ発生を行い磁場による増大効果の最適化を進めた。
(2)高出力レーザーNd:YAGレーザーにより高出力化の際の諸問題解決のための指針を得た。マイクロチップNd:YAGの最適設計にM^2因子法を適用し、Cr:YAGによる受動Qスイッチ動作による短パルス化を進めており,繰り返し10〜20kHzで平均出力4.2Wパルスエネルギー330μJが得られた。また、関連した成果として、少し大きくなるが拡散板による閉じこめ型横励起方式に熱効果補償用の90°回転子を用いた対称2ロッド方式を併用することにより最大出力マルチモードで400W、TEM_<nn>モードで163W(M^2=1.1)を得ることに成功している。
(3)非線形波長変換デバイスの開発と方式の検討 多機能な非線形波長変換法として擬似位相整合(QPM)法を検討した。まずは、そのプロセス開発のための分域反転その場観察装置を試作し、MgO:LiNbO_3の分極反転条件を最適化した。一方、並行して進めているOPO実験では、平均出力60Wの高出力の赤外光発生に成功した。
この他、新レーザー材料として開発したセラミックYAGの高性能化や高出力化の際に問題となる熱効果等についても検討を進めた。さらにこれらの成果を国内、国外の学会や論文を通して積極的に発表してきた。
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[Publications] I.Shoji,T.Taira and et al.: "Optical properties and laser oscillations of highly neodymium-doped YAG ceramics"OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers. 475-479 (2000)
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[Publications] I.Shoji,T.Taira and et al.: "Optical properties and laser characteristics of highly Nd^<3+>-doped Y_3Al_5O_<12> ceramics"Appl.Phys.Lett.. 77. 939-941 (2000)
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[Publications] 栗村,平等 他: "紫外波長変換をめざした擬似位相整合水晶"応用物理. 69. 548 (2000)
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[Publications] 平等拓範: "新材料による固体レーザーの超小型化と多機能化"セラミックス. 35. 279 (2000)
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[Publications] N.Pavel,T.Taira et al.: "Radial-Pumped Microchip High-Power Composite Yb:YAG Laser : Design and Power Characteristics"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(1). 146-152 (2001)
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[Publications] N.Pavel,T.Taira et al.: "High average power diode end-pumped composite Nd:YAG laser passively Q-switched by Cr^<4+>:YAG saturable absorber"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(3A)(印刷中). (2001)
