固体色素中における色素凝集体の分光特性を利用した高機能レーザー

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555010
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 尾松 孝茂 千葉大学, 工学部, 助教授 (30241938)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池滝 慶記 オリンパス光学(株), 研究部, 主任研究員 ; 藤井 正明 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所・電子構造研究系, 教授 (60181319) ; 立田 光廣 千葉大学, 工学部, 教授 (30282445)
• Keywords: 固体色素レーザー / 色素凝集体 / 波長可変レーザー / 非線形光学 / 縮退四光波混合 / 位相共役波発生

Research Abstract

プレ重合したMMAにDCMの有機レーザー色素を添加したメタノール溶液を加えて、拡散、重合し、バルクの固体レーザー色素を調製した。このDCM固体レーザー色素をレーザー素子に用いた共振器を組み、DCM固体レーザー色素に誘起される熱レンズ効果の測定を行った。
繰り返し周波数3Hz以下の動作では顕著な熱レンズ効果は現れないことがわかった。一方、繰り返し周波数5-10Hzの動作では、熱レンズが現れ、出力ビームの波面が大きく乱れることがわかった。幾何学的なモード伝播理論によって共振器内を伝播するモードの伝播を計算することから熱レンズ効果を補正するための共振器設計指針を求めた。
さらに、Nile-Blue色素をDCM色素と共分散させた固体レーザー色素を調整した。この色素は600-700帯に広い蛍光バンドを示す。レーザー発振は600nm、670nmの二波長で同時に起こり、当初の研究目的であった二波長同時発振を実現した。Nile-Blue色素の吸収バンドがDCMの蛍光バンドと重なるため、両者のエネルギー移譲が起こり、600nmのオレンジ色レーザーがまず先にレーザー発振したのち,670nmの赤色レーザーが発振しはじめる。両者の発振パルスのラグタイムは数nsであった。また、スロープ効率は600nm、670nmの波長に対してそれぞれ1.6%、2.4%であった。
さらに、これらの固体レーザー色素の非線形光学応答を利用したピコ秒領域で動作するリアルタイムホログラムを実現した。ホログラム記録に要する時間は2-3psで、回折効率は5%であった。

Research Products

• [Publications] T.Yonekawa, T.Omatsu: "Self-diffraction of pico-second pulses in a saturable amplifier polymer dye"Optics Communications. (in press). (2002)
• [Publications] T.Hirose, T.Omatsu: "Vectorial phase conjugator by degenerated four-wave mixing in a laser-pumped polymer dye amplifier"Optics Communications. 199. 215-222 (2001)
• [Publications] M.Sugiyama, S.Inasawa, S.Koda, T.Hirose, T.Yonekawa, T.Omatsu: "Optical recording media using laser-induced size reduction of Au nanoparticles"Applied Physics Letters. 79. 1528-1530 (2001)
• [Publications] T.Omatsu, M.J.Damzen: "Multi-watt CW output from a double-pass diode side-pumped Nd:YVO_4 amplifier with a Rh:BaTiO_3 phase conjugator"Optics Communications. 198. 135-139 (2001)