2018 Fiscal Year Research-status Report
Highly efficient and high-power composite lasers by use of room-temperature bonding
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17K05081
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
庄司 一郎 中央大学, 理工学部, 教授 (90272385)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 複合構造レーザー / 常温接合 / ダイヤモンド / マイクロチップレーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高排熱材料であるダイヤモンドとレーザー結晶との異種材料複合構造レーザーを開発することを目的としている．特に，複合構造の接合界面にレーザー光に対する無反射もしくは高反射のコーティング層を挿入した構造を常温接合によって実現することで，複合構造レーザーの高出力化や高機能化を目指す点がポイントである．昨年度は，表面に無反射コーティングを施したダイヤモンドとNd:YAG結晶との接合に成功し，排熱特性に優れていることを確認するとともに，レーザー発振実験も行い，複合構造がレーザー結晶単体と同等のスロープ効率を有し，かつ，はるかに大きな入射励起パワーで動作可能であることを実証した．
今年度は，複合構造高出力マイクロチップレーザーの試作と評価を行った．マイクロチップレーザーは単一縦モード動作をさせるために入出射端面に高反射コーティングをする必要があり，複合構造を作製することはこれまでは不可能であったため，低出力のものしか存在しなかった．そこで予備実験として，厚さ0.3 mmのYb:YAG結晶の両端面に高反射コーティングを施し，その両側に厚さ3 mmの無添加YAGを貼り合わせた構造を常温接合により作製した．
レーザー発振には成功したが，出力が40 mW程度にとどまった．この原因として，今回用意したYb:YAG結晶の表面平坦性が悪く，接合が面全体でなく部分的なものにとどまっていたためと考えられる．また，Yb:YAGの場合は厚さ0.3 mmでも単一縦モードは得られず，さらに薄い結晶を用いる必要があることもわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度の計画としていた高出力複合構造レーザ－の発振実験はすでに平成29年度中に達成し，残りの計画にあったマイクロチップ複合構造の試作と評価を行い，今後の対応策が明らかとなったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロチップ複合構造を作製し，その高出力動作を目指す．ひとつは昨年度試作したYb:YAGと無添加YAGとの複合構造で，Yb:YAGの厚さを0.1 mm程度とし，表面平坦性も確保したうえで作製を行う．もうひとつはNd:YVO4とダイヤモンドとの複合構造で，単一縦モードかつ高出力なレーザー動作を目指す．
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| Causes of Carryover |
実験データの整理を3月まで委託する必要があり，その人件費が翌年度分の支払いとなったため．
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[Presentation] Investigation of i-layer quality of diamond pin diode-type electron emitters using electroluminescence and cathodoluminescence measurements2019
Author(s)
T. Honbu, T. Makino, H. Kato, M. Ogura, H. Okushi, S. Yamasaki, K. Ichikawa, T. Teraji, S. Koizumi, S. Ohmagari , D. Takeuchi, I. Shoji
Organizer
Hasselt Diamond Workshop 2019
Int'l Joint Research
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