紫外全固体レーザーのテラワット化にむけた高効率、高出力な新増幅器の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16760043
• Research Institution: Institute for Molecular Science
• Principal Investigator: 小野 晋吾 分子科学研究所, 分子制御レーザー開発研究センター, 助手 (40370126)
• Keywords: 紫外レーザー / Ce:LiCAF結晶 / レーザー増幅器 / サイドポンプ

Research Abstract

本研究では、高出力レーザーパルス発生を可能にするための紫外レーザー結晶を用いた新方式のサイドポンプレーザー増幅システムの設計と構築を目的とする。レーザー結晶に対して、強励起を行う際に問題となる結晶の光学的損傷を避けるため、サイドポンプ法を採用し励起面積を広く取ることにより損傷閾値よりも低いエネルギー密度での励起を可能にする。さらに、結晶内部での反射を利用することによって均一な励起を実現し、横モードのよいレーザー発生及び増幅を目指す。
今年度は、強励起した状態での、高効率なエネルギーの取り出し、均一なレーザー媒質の励起、結晶内寄生発振の除去を考慮してサイドポンプ増幅器用レーザー結晶形状の設計を行った。均一な励起を可能にするため、Ce:LiCAF結晶の吸収係数、小信号利得係数、セルマイヤー方程式等のデータに基づき結晶内での利得分布を計算し、高いエネルギー取り出し効率を得るのに最適な結晶形状及びサイズの設計を行った。具体的な結晶形状としては入力及び出力パルス用に2つのブリュースター面、励起パルス用には2つのブリュースター入射面と内部反射用の2つの直行した面を持つ形状である。紫外レーザー媒質であるCe:LiCAF結晶に対して、設計した形状に加工、研磨し、実際に励起レーザーを照射し、レーザー発振方向から紫外用CCDカメラ及びカメラレンズを用いて評価を行った。