2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21K04929
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 篤 東北工業大学, 工学部, 教授 (00322686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 昌憲 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (70359107)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 固体レーザー / 中赤外 / パルスレーザー / ライダー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球の風向風速分布を観測するための衛星搭載型ドップラーライダーの光送信機として期待されている波長2μm帯Hoレーザーの高効率化技術を開発した。本研究開発では、エネルギー遷移効率に優れた新しい励起方法として、Tmレーザー共振器内での共鳴励起方式を提案し、レーザー設計法の確立、レーザーの試作、動作特性の評価を行った。研究期間前半では、側面励起方式のTm:YLFレーザーを試作し、基礎実験を進めた。さらに、Tm:YLFレーザー共振器内にHo:YLF結晶を挿入し、共振器内励起実験を実施した。その結果、提案する新しい励起方式でのHoレーザーの発振に成功した。しかしながら、レーザーの動作効率が低く、高出力動作が達成できなかったため、後半では、Tm:YLFレーザーを端面励起方式に変更し、効率改善に注力した。ファイバー結合型LDによる端面励起型Tm:YLFレーザーを開発し、室温でパルスエネルギー215 mJの高出力動作を達成した。このレーザー共振器内にHo:YLF結晶を導入し、共振器内励起によるHoレーザー発振実験を行った。Hoレーザー出力としてパルスエネルギー28 mJが達成され、提案する共振器内共鳴励起方式において、室温での高出力動作が可能であることを実証した。レーザーの最適化を実施するまでには至らなかったが、今後さらに高出力化及び高効率化が可能であることが示唆された。今後の展開として、レーザーの最適化を継続すると共に、本方式のレーザー増幅器への応用を進め、衛星搭載ドップラー風ライダーの実現に向け、高効率・低発熱の宇宙用2μmパルスレーザーの実現を目指す。
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[Presentation] Future Space-Based Coherent Doppler Wind Lidar for Global Wind Profile Observation2023
Author(s)
S. Ishii, K. Okamoto, H. Okamoto, T. Kimura,T. Kubota, S . Imamura, D. Sakaizawa, K. Fujihira, A. Matsumoto,I. Okabe, T. Sekiyama, T. Nishizawa, T. Takemi, Y. Miyamoto, A. Sato, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
Organizer
3rd International Workshop on Space-based Lidar Remote Sensing Techniques and Emerging Technologies
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