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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of broadband coherent infrared light sources pumped by mid-infrared fiber lasers

Research Project

Project/Area Number 18H01899
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

時田 茂樹  大阪大学, レーザー科学研究所, 講師 (20456825)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords中赤外 / ファイバーレーザー / ZnSe / スーパーコンティニューム / フェムト秒レーザー
Outline of Annual Research Achievements

中赤外波長域の超広帯域コヒーレント光パルスを発生できる高出力・高効率・コンパクトなレーザー光源を開発することを目的として研究を行っている。独自に開発した波長2.8μmの中赤外ファイバーレーザーを励起光源とする4~5μm帯の高出力フェムト秒レーザーを開発し、そのフェムト秒レーザーを励起光源とする超広帯域スーパーコンティニューム光源を開発することで、中赤外域の広帯域光源技術の確立を目指している。Fe:ZnSe結晶は2.5~4μmに吸収帯をもち、4~5μmの幅広い波長域で利得が得られるため、中赤外域のフェムト秒レーザー媒質として期待されている。我々が開発したファイバーレーザーは安定性、信頼性、効率、出力、ビーム品質など多くの点で優れており、Fe:ZnSeレーザーの励起光源として理想的な特徴を有している。本年度は、赤外Fe:ZnSeレーザーの基礎技術を確立するため、Fe:ZnSe結晶の分光特性およびレーザー発振特性を実験的に調べた。その結果、出力2.1W、スロープ効率59%の高出力・高効率レーザー発振をコンパクトな装置で実証した。レーザー発振波長は4.01~4.20μmの間で変化した。本成果により、高出力・高効率・コンパクトな中赤外フェムト秒レーザーの実現の見通しが得られた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Fe:ZnSeレーザーの装置の立ち上げが順調に進展し、良好な特性が得られている。モード同期発振には至っていないが、おおむね順調といえる。

Strategy for Future Research Activity

研究計画の通り、引き続きモード同期発振実験を進める。

  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] モスクワ大学/レベデフ物理学研究所(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      モスクワ大学/レベデフ物理学研究所
  • [Int'l Joint Research] アデレード大学(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      アデレード大学
  • [Journal Article] High-index-contrast Bragg gratings fabricated in fluoride fiber with 513-nm femtosecond laser2019

    • Author(s)
      Kenji Goya, Hiyori Uehara, Daisuke Konishi, Masanao Murakami, Shigeki Tokita
    • Journal Title

      SPIE Proceedings 10899

      Volume: 10899 Pages: 1089919

    • DOI

      10.1117/12.2508362

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compact, highly efficient, 21-W continuous-wave mid-infrared Fe:ZnSe coherent source, pumped by an Er:ZBLAN fiber laser2018

    • Author(s)
      Pushkin A. V.、Migal E. A.、Uehara H.、Goya K.、Tokita S.、Frolov M. P.、Korostelin Yu. V.、Kozlovsky V. I.、Skasyrsky Ya. K.、Potemkin F. V.
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 43 Pages: 5941~5941

    • DOI

      10.1364/OL.43.005941

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Plane-by-plane femtosecond laser inscription of first-order fiber Bragg gratings in fluoride glass fiber for in situ monitoring of lasing evolution2018

    • Author(s)
      Goya Kenji、Matsukuma Hiraku、Uehara Hiyori、Hattori Satoshi、Sch?fer Christian、Konishi Daisuke、Murakami Masanao、Tokita Shigeki
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 26 Pages: 33305~33305

    • DOI

      10.1364/OE.26.033305

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Actively Q-switched dual-wavelength pumped Er3+:ZBLAN fiber laser at 3.47μm2018

    • Author(s)
      Bawden Nathaniel、Matsukuma Hiraku、Henderson-Sapir Ori、Klantsataya Elizaveta、Tokita Shigeki、Ottaway David J.
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 43 Pages: 2724~2724

    • DOI

      10.1364/OL.43.002724

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 全ファイバー化に向けた高出力3μm帯ファイバーレーザーの開発2019

    • Author(s)
      時田茂樹、村上政直、上原日和、合谷賢治、小西大介
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] 高出力・高安定な連続波3μm帯Er:ZBLAN ファイバレーザーの開発2019

    • Author(s)
      合谷賢治、上原日和、小西大介、村上政直、時田茂樹
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] Er:ZBLANファイバーレーザー励起4μm帯Fe:ZnSeレーザーの開発2019

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、A. V. Pushkin、E. A. Migal、F. V. Potemkin、時田茂樹
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
  • [Presentation] ファイバーレーザー励起4μm帯Fe:ZnSeレーザーの開発2019

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、時田茂樹、韓冰羽
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 高出力・高安定な連続波2.8μmEr:ZBLANファイバーレーザー2019

    • Author(s)
      合谷賢治、上原日和、小西大介、村上政直、時田茂樹
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] フッ化物ファイバーへのフェムト秒レーザーによるFBG書込みと2.8μm中赤外レーザー光の増幅特性評価2018

    • Author(s)
      合谷 賢治、上原 日和、小西 大介、村上 政直、時田 茂樹
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 高出力・高安定な産業用・連続波2.8μm帯Er:ZBLANファイバーレーザーの開発2018

    • Author(s)
      上原日和、合谷賢治、小西大介、シェーファー クリスチャン、村上政直、時田茂樹
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Highly-Stable 2.8 μm MOPA System with Fluoride-Fiber-Based Pump Combiners2018

    • Author(s)
      Hiyori Uehara, Daisuke Konishi, Christian A. Schafer, Kenji Goya, Masanao Murakami, Shigeki Tokita
    • Organizer
      Advanced Solid State Lasers 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Passively Q-switched Er:Lu2O3 Ceramic Laser at 2.8 μm using Graphene Saturable Absorber2018

    • Author(s)
      Hiyori Uehara, Shigeki Tokita, Junji Kawanaka, Daisuke Konishi, Masanao Murakami, Seiji Shimizu, Ryo Yasuhara
    • Organizer
      Advanced Solid State Lasers 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-index-contrast Bragg gratings fabricated in fluoride fiber with 513-nm femtosecond laser2018

    • Author(s)
      Kenji Goya, Hiyori Uehara, Daisuke Konishi, Masanao Murakami, Shigeki Tokita
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2019
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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