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Yb:GdYCOB多機能単一素子からの連続紫外レーザー光発生

Research Project

Project/Area Number 12750039
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied optics/Quantum optical engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉村 政志  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60314382)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2000: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
KeywordsGdYCOB / 紫外光 / 光損傷 / 酸素欠陥 / 波長変換 / 非線形光学結晶 / Yb : GbYCOB / 定比組成 / Yb:GdYCOB / 自己高調波発生 / 紫外光発生 / レーザー材料
Research Abstract

本研究で得られた主な成果を以下に要約する。
Yb : GdYCB母材であるGdYCOB結晶では、発生した紫外光によって光損傷が生じ、出力低下が引き起こされる。そのため、実際に波長変換素子として用いるためには、先ずレーザー損傷耐性の改善が不可欠である。これまでの研究で、光損傷は紫外光によって誘起される産後欠陥周辺部の希土類イオンの価数変化と関係していることがわかった。さらに、育成中の雰囲気に酸素を混入させることで、酸素欠陥は減少し、複屈折が小さくなる傾向が確認された。
紫外光に対する損傷耐性の評価として、結晶にNd : YVO_4レーザー光の第3高調波(波長:355nm)を照射させ、その透過率の強度依存性を調べた。その結果、大気中(酸素20%含有)や酸素1%を含む雰囲気で育成した結晶は、従来のArガスのみの雰囲気で育成したものに比べて、光損傷発生により生じる透過率低下を大幅に改善できることがわかった。
また、YCOB結晶の電子スピン共鳴を測定したところ、原料秤量や焼結、育成過程において生じる定比組成(化学量論比組成、YCa_4O(BO_3)_3)からの組成ずれが、結晶中に欠陥を生成させていることも明らかになった。具体的には、水分と反応しやすく、蒸発が激しいB_20_3成分が反応過程で失われやすく、陰イオンの不足分と電気的中性を保つために結晶中のYが3+から2+に価数変化している。Y^<2+>は紫外領域に吸収をもつため、この価数の変化がより深刻な光損傷、透過率の減少を引き起こすと考えられる。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

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  • [Publications] M.Yoshimura et al.: Technical Digest in The 4th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics. II440-II441 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: "Dependence of gray-track threshold of GdYCOB on the crystal growth atmosphere"Journal of Crystal Growth. 229. 267-271 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: "Dependence of photo-induced damage threshold on the crystal growth atmosphere in GdYCOB"OSA Trends in Optics and Photonics. 50. 80-84 (2001)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: Journal of Crystal Growth. (in press). (2002)

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  • [Publications] M.Yoshimura et al.: Journal of Crystal Growth. (in press). (2002)

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      2001 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: "Spectroscopic properties of GdYCOB single crystals doped with rare-earth trivalent"Technical Digest in Conference on Lasers and Electro-Optics 2001. CWA (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: "Recent development of nonlinear optical borate crystals : key materials for generation of visible and UV light"MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING R : REPORTS. R30. 1-54 (2000)

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  • [Publications] 吉村政志 他: "新しい紫外用非線形光学結晶"OPTRONICS. 217. 99-102 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 吉村政志 他: "新しいボレート系単結晶の開発と全固体紫外レーザー応用"応用物理. 69. 504-510 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 吉村政志 他: "GdYCOB結晶による紫外レーザー光発生"電気学会論文誌C. 120-C. 902-905 (2000)

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      2000 Annual Research Report
  • [Publications] M.Yoshimura et al.: "Alleviation of photo-induced damage in GdYCOB at elevated crystal temperatuire for noncritically"Optics Letters. 25. 1588-1591 (2000)

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      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-03-31   Modified: 2016-04-21  

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