2016 Fiscal Year Annual Research Report
Renovation of coherent high-brightness visible-deep ultravaiolet sources with praseodymium solid-state lasers
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26286065
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
神成 文彦 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Pr:YLFレーザー / InGaN半導体レーザー / モード同期 / 受動Qスイッチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラセオジム(Pr)3価イオンドープフッ化物レーザーの高性能化について引き続き実験研究を行った。青色半導体レーザー(LD)が単体で最大5W出力を実現する時代になり、また、ファイバー結合により20Wを越える励起光源も利用可能となった。そこで、まず、3.5WのLD４台を用いた励起実験を行い、波長639nmにおいて、CW出力4.8W, 音響光学変調器を用いたQスイッチ動作により平均出力1.0W (パルス幅29ns,繰り返し周波数5 kHz), Cr:YAG過飽和吸収体を用いたQスイッチ動作により平均出力1.2W(パルス幅50ns,繰り返し周波数105 kHz）を達成した。いずれも現状において世界最高出力である。一方、波長522nmの発振では、結晶軸に関してπ偏光の動作になるが、この偏光に対してはPr:YLF結晶は熱誘起の凹面レンズを形成してしまうことが判明し、共振器が不安定になり4台LD励起ではレーザー発振が妨げられてしまった。
同様に、出力20Wのファイバ結合LD光源を励起に用いた場合には、波長639nmにおいても熱レンズ効果による著しい出力低下が観測された。対策として、補正共振器設計もさることながら、レーザー結晶長を現行の5mmから長くし励起吸収密度を下げることが効果的であることが熱解析シミュレーションから明らかにした。一方、熱伝導特性に優れた酸化物母材への移行についても基礎的研究を行い、レーザーペデストラル成長法を用いたPr,Mg:SrAl12O19結晶の作製とその結晶性、発光特性の評価、さらには、この材料のような1軸性酸化物セラミックス材料を成長させる予備的実験をアルミナ材料について行い、配向性を確認できた。
また、以上のレーザーをベースに共振器内2倍波発生による波長320nmの高繰り返しパルスレーザー(ピークパワー600W)、波長216nmの3倍波発生を行った。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
研究室ホームページ内 アニュアルレポート
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