レーザ誘雷を目的とする微小出力炭酸ガスレーザ重畳による大気プラズマの高効率生成

• 研究課題/領域番号: 05650274
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 久保 寔 京都大学, 工学部, 助手 (80089127)
• 研究分担者: 板谷 良平 新居浜工業高等専門学校, 校長 (90025833)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1993年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: レーザ誘雷 / 炭酸ガスレーザ / レーザビーム重畳 / クロスビーム方式

研究概要

研究の目的はクロスビーム方式のレーザ誘雷において、TEA CO_2レーザビームを時間・空間的に重畳することで大気プラズマを効率良く生成することが可能であるかを明らかにすることである。
研究は、まず重畳による原理的なロスが生じるものかどうかを調べた。1本のCO_2レーザをレンズで集光しプラズマを生成する時、レンズの直後にレーザ光を分割、遮光するアパーチャーを置き、このアパーチャーのある無しでのプラズマ生成率を分割率と共にレーザ出力に対して調べた。その結果、アパーチャーのある時とない時どちらに関しても同じ生成確率曲線を得た。これにより時間・空間的にずれなく重畳できる場合、重畳点においてプラズマ生成に必要とされるレーザエネルギーを分割して投入してもプラズマの生成が可能であることが明らかになった。
次に1本のCO_2レーザビームをZnSeのビームスプリッタで2つに分割し、夫々をアパーチャーによって単独のビームを集光してもプラズマの生成ができないように通過エネルギーを制限した。そして夫々のビームを個別に集光し、同一点に重畳した時のレーザエネルギーの組合せとプラズマ生成率との関係を調べた。この結果単独ではプラズマの生成ができない出力のレーザビームを重畳することによってもプラズマの生成が可能であることが明らかになった。
これらの研究によって、単独では大気の絶縁破壊ができない出力の複数のTEA CO_2レーザビームの重畳によって大気プラズマの生成が可能であり、各ビームが時間・空間的にずれなく重畳できるならば、プラズマ生成点に必要とされるレーザエネルギーをロスなしに複数ビームに分割して投入でき、クロスビーム方式のレーザ誘雷がTEA CO_2レーザのみの組合せによっても可能なことが実証された。