2004 Fiscal Year Annual Research Report
Ce添加カルシウムチオガレート結晶の光利得特性とレーザ発振
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16560034
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
打木 久雄 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (50142237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 久仁彦 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (30334692)
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| Keywords | カルシウムチオガレート / 光利得 / レーザ |
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| Research Abstract |
Ce添加カルシウムチオガレートCaGa_2S_4結晶が青緑域連続波長可変なレーザ利得媒質へ応用可能であるかを調べることが研究の目的である。発光寿命が40ナノ秒程度であることから利得過程のダイナミクスの研究には1ナノ秒の時間分解があれば十分と考え、本補助金により、パルス幅1ナノ秒の窒素レーザおよび色素レーザを導入した。これを励起源に用いて、基本的な実験として、発光強度の励起光強度依存性を調べたところ、発光強度の飽和特性が観測された。レーザ上準位(励起状態)から更に上の状態への励起光吸収遷移による励起状態吸収(ESA)を考慮した5準位モデルを用いて解析し、励起状態吸収断面積σが1×10^<-17>cm^2程度、飽和励起光強度が1MW/cm^2程度であることが分かった。基底状態から励起中間状態への励起光の吸収断面積が2×10^<-18>cm^2程度であることと比べると、この励起状態吸収断面積は非常に大きい値であり、Ce添加カルシウムチオガレート結晶をレーザ媒質へ応用する際の問題点になることが分かった。この結果から本結晶を用いてレーザ発振させるためには濃度消光が起こらない程度に高濃度にCeを添加し、利得長の制限を受けない横励起型にする必要がある。これはスラブ型薄膜導波路構造に対応する。最近、我々はパルスレーザ堆積法を用いて、従来、作製が困難とされているカルシウムチオガレート透明結晶性薄膜の作製に成功しており、この薄膜のレーザ媒質への応用が期待される。薄膜の特性については次年度に検討する予定である。
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