2022 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the mechanism of photodarkening that hinders high output of visible silica fiber lasers
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21K04658
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
齋藤 和也 豊田工業大学, 工学部, 教授 (20278394)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 可視ファイバレーザー / フォトダークニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Yb添加シリカファイバレーザーは加工用に広く普及しているが、赤外線領域で吸収が少ない銅を加工することが困難である。このため、ファイバレーザーの発振波長をより短波長化することが求められている。最近、青色LDの高出力化が急激に進み、青色LDを励起源とする可視ファイバレーザーの開発が活発化している。申請者らは、スロープ効率22%、出力110mWを越える可視シリカファイバレーザーの開発に初めて成功したが、実用化には“フォトダークニング(PD)抑制”という非常に困難な課題がある。PDとは、励起レーザーにより欠陥が生成する現象で、生成した欠陥による吸収増加でレーザー発振が阻害される。そこで本研究では、「高出力・可視シリカファイバレーザーの実用化」に必須の基礎的研究として、「可視シリカファイバレーザーの高出力化を阻害するPDの機構解明」を目的とした研究に取り組んでいる。また、フォトダークニングを抑制する共添加イオンの探索を行い、実用化に適う希土類添加シリカガラス素材の開発を目指している。
2022年度は、Dy-Al-Ge添加シリカガラスにおけるX線誘起PDと青色励起LD誘起PDについて生成欠陥種を明らかにし、その欠陥生成機構の違いを提案した。また、B添加効果について調べ、これまでで最高のPD抑制効果を得ることに成功した。今後、最適B添加濃度を探索すると同時に、B添加によるPD抑制機構を解明する予定である
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2022年度に計画していた、Ge添加によるPD抑制機構の抑制機構を明らかにした。また、X線誘起PDと450nm LD誘起PDに対するGe添加効果の違いを明らかにした。さらに、計画外のB添加効果によるPD抑制効果を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、2022年度に見出したB添加によるPD抑制効果をさらに詳しく調べると同時に、計画していたF, Ce, Hの共添加効果を調べて、Dy添加シリカファイバの実用化を目指す。
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