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2019 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 / 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、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。今年度は、Fe:ZnSeレーザーのパルス発振技術を確立するため、モード同期発振、ならびに、Qスイッチ発振の実証実験を実施した。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が、これまでフェムト秒モード同期発振の実証例はなかった。本研究では、Er:ZBLANファイバーレーザーを励起光源として用いることで、Fe:ZnSeレーザーのフェムト秒モード同期に初めて成功した。一方、高繰返しナノ秒中赤外レーザーは微細加工への応用が期待されている。本研究では、Er:ZBLANファイバーレーザーを励起光源として用いることで、Fe:ZnSeレーザーの高繰返しQスイッチ発振に初めて成功した。

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レーザーのモード同期発振の実証が順調に進展し、優れた成果が得られている。計画よりは遅れているが、おおむね順調と言える。

Strategy for Future Research Activity

研究計画の通り、引き続き増幅器の開発を進める。

  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Lomonosov Moscow State University(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      Lomonosov Moscow State University
  • [Journal Article] 40 kHz, 20 ns acousto-optically Q-switched 4 μm Fe:ZnSe laser pumped by a fluoride fiber laser2020

    • Author(s)
      Uehara Hiyori、Tsunai Takanori、Han Bingyu、Goya Kenji、Yasuhara Ryo、Potemkin Fedor、Kawanaka Junji、Tokita Shigeki
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 45 Pages: 2788~2788

    • DOI

      10.1364/OL.391365

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Femtosecond graphene mode-locked Fe:ZnSe laser at 4.4 μm2020

    • Author(s)
      Pushkin A. V.、Migal E. A.、Tokita S.、Korostelin Yu. V.、Potemkin F. V.
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 45 Pages: 738~738

    • DOI

      10.1364/OL.384300

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stable 35-W Er:ZBLAN fiber laser with CaF2 end caps2019

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

      Applied Physics Express

      Volume: 12 Pages: 102007~102007

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab3f44

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Power scalable 30-W mid-infrared fluoride fiber amplifier2019

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

      Optics Letters

      Volume: 44 Pages: 4777~4777

    • DOI

      10.1364/OL.44.004777

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly efficient femtosecond second-harmonic generation from Yb:CaF2-regenerative amplifier2019

    • Author(s)
      Guo Xiaoyang、Tokita Shigeki、Kawanaka Junji
    • Journal Title

      Applied Physics B

      Volume: 125 Pages: 143-1~143-6

    • DOI

      10.1007/s00340-019-7257-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Arbitrarily distorted 2-dimensional pulse-front measurement and reliability analysis2019

    • Author(s)
      Li Zhaoyang、Ogino Jumpei、Tokita Shigeki、Kawanaka Junji
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 27 Pages: 13292~13292

    • DOI

      10.1364/OE.27.013292

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 2.8μm中赤外高出力ファイバーレーザーの開発とその応用2020

    • Author(s)
      時田 茂樹、上原 日和、合谷 賢治、小西 大介、佐原 諒、小田 晃一、村上 政直
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] 高出力中赤外レーザーの開発とその応用2020

    • Author(s)
      上原 日和、安原 亮、合谷 賢治、村上 政直、時田 茂樹
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • Invited
  • [Presentation] ファイバーレーザー励起4μm帯Fe:ZnSeレーザーの開発2020

    • Author(s)
      綱井 貴教、時田 茂樹、吉田 実、Potemkin F. V.、河仲 準二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
  • [Presentation] 低温Yb:YAGアクティブミラー型増幅器における熱応力波面歪みの測定2020

    • Author(s)
      山口 尚大、荻野 純平、時田 茂樹、北島 将太朗、河仲 準二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
  • [Presentation] 10J/100Hz 液体窒素循環冷却 Yb:YAG アクティブミラー増幅システムの開発2020

    • Author(s)
      荻野 純平、時田 茂樹、山口 尚弘、北島 将太朗、リ ジャオヤン、本越 伸二、森尾 登、椿本 孝治、吉田 英次、藤岡 加奈、河仲 準二、植田 憲一、兒玉 了祐
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
  • [Presentation] 3 μm帯レーザー媒質利用のためのDy:Y2O3セラミックスの光学特性評価2019

    • Author(s)
      上原 日和、時田 茂樹、安原 亮、古瀬 裕章
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 高平均出力レーザー用大口径TGGファラデー回転子の開発(II)2019

    • Author(s)
      吉田 英次、時田 茂樹、椿本 孝治、河仲 準二
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 改良型ファイバー結合器を用いた33W中赤外Er:ZBLANファイバーMOPAシステム2019

    • Author(s)
      小西 大介、上原 日和、合谷 賢治、佐原 諒、小田 晃一、時田 茂樹、村上 政直
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 高パルスエネルギーアクティブミラー増幅システムの開発I2019

    • Author(s)
      荻野 純平、時田 茂樹、Li Zhaoyang、山口 尚弘、北島 将太朗、本越 伸二、森尾 登、椿本 孝治、吉田 英次、藤岡 加奈、河仲 準二、植田 憲一、兒玉 了祐
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Terbium Aluminium Garnet Ceramics for Ultrahigh Power Laser Isolators2019

    • Author(s)
      Shigeki Tokita, Megumi Nishio, Hiyori Uehara, Takagimi Yanagitani, Kana Fujioka, Junji Kawanaka, and Ryo Yasuhara
    • Organizer
      CLEO/Europe-EQEC 2019
  • [Presentation] High Power 2.8 μm Erbium Fiber Lasers and Their Applications2019

    • Author(s)
      S. Tokita, H. Uehara, K. Goya, D. Konishi, and M. Murakami
    • Organizer
      The 11th International Conference on Information Optics and Photonics
    • Invited
  • [Presentation] High Power 2.8 μm Erbium Fiber Lasersand Their Applications2019

    • Author(s)
      S. Tokita, H. Uehara, K. Goya, D. Konishi, and M. Murakami
    • Organizer
      Seminar on Mid-Infrared Laser Technology
    • Invited

URL: 

Published: 2021-12-27  

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