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高速点火慣性核融合ドライバー高出力化のための低温冷却回折格子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J00275
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 核融合学
研究機関大阪大学

研究代表者

三上 勝大  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードレーザー / 損傷 / ダメージ / 回折格子 / 温度依存性 / 国際研究者交流 / レーザー損傷 / 光学素子
研究実績の概要

高速点火レーザー核融合用ドライバーに適応する回折格子の高レーザー耐力化に向け、低温冷却による耐力向上に着目した研究に取り組んだ。
低温冷却回折格子の開発に向け、光学薄膜の回折格子の回折特性温度依存性の評価に取り組み、低温冷却することによる回折特性への影響は僅かであることを明らかにした。一方で高温加熱による回折特性は、大きくスペクトル形状の変化が確認することができた。前年度の研究において、光学素子温度を変化させた際の分光特性の変化はほとんどなかったことから、屈折率変化の影響ではないと推測され、したがって熱膨張による格子間隔の変化によるものだと考えられる。
上記の成果より、低温冷却することで従来の回折格子を光学特性の変動を考慮することなく高耐力化を実現することが可能である。本研究成果によって、常温条件下で使用している回折格子を低温冷却するのみで高耐力化が可能であることを示した。
さらに、米国大学の研究機関において、実用化に必要な繰返しレーザー照射による光学素子中の欠陥生成を評価する系を構築し、評価に取り組んだ。光学素子中の欠陥や不純物はレーザー光を僅かに吸収し、非輻射過程による緩和による熱が発生する。この現象を利用し、僅かなレーザー光の吸収を評価する光熱偏向法を用いて不純物および欠陥の検出系を構築した。繰返しレーザー照射による不純物および欠陥量変化の評価を行い、まずレーザーコンディショニングによる不純物除去が進み、その後、欠陥生成が進む様子を検出することに成功した。また、その欠陥生成による微少なレーザー光吸収の緩和時間 (消滅時間) を評価することにより、欠陥種の推定を行った。実用化水準への適用へ向け、新たな研究手法およびシーズを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Detection of the laser-damage onset in optical coatings by the photothermal deflection method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, S. Papernov, S. Motokoshi, S. D. Jacobs, and T. Jitsuno
    • 雑誌名

      Proc SPIE

      巻: 9237 ページ: 923721-923721

    • DOI

      10.1117/12.2068234

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Progresses in research on laser damage mechanisms and contamination problems2014

    • 著者名/発表者名
      T. Jitsuno, H. Murakami, K. Kato, E. Sato, K. Mikami, S. Motokoshi, N. Miyanaga, and H. Azechi
    • 雑誌名

      Proc SPIE

      巻: 9237 ページ: 923802-923802

    • DOI

      10.1117/12.2073663

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Laser-induced damage thresholds at different temperature for optical devices2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 8786 ページ: 87861J-87861J

    • DOI

      10.1117/12.2019870

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature dependence of laser-induced damage threshold of optical coatings at different pulse widths2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 号: 23 ページ: 128719-28728

    • DOI

      10.1364/oe.21.028719

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A theoretical analysis for temperature dependences of laser-induced damage threshold2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 8885 ページ: 88851T-88851T

    • DOI

      10.1117/12.2030180

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光照射による光学素子の微少吸収変化2015

    • 著者名/発表者名
      三上勝大, 本越伸二, 實野孝久
    • 学会等名
      レーザー学会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎 (東京都品川区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 白色光干渉を用いた誘電体多層膜ミラーの群遅延測定2015

    • 著者名/発表者名
      久保真也, 吉田実,實野孝久, 本越伸二, 藤本靖, 三上勝大, 本田能之
    • 学会等名
      レーザー学会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎 (東京都品川区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 真空容器内での光学素子の汚染現象とその対策2015

    • 著者名/発表者名
      實野孝久, 村上英利, 川崎鉄次, 本越伸二,三上勝大, 宮永憲明, 疇地宏
    • 学会等名
      レーザー学会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎 (東京都品川区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー核融合炉に於ける高速点火ビーム用液体金属ミラーの適応範囲2015

    • 著者名/発表者名
      乗松孝好, Kotyaev Oleg, 島田義則, 本越伸二, 古河裕之, 實野孝久, 佐々木啓, 三上勝大, 山ノ井航平
    • 学会等名
      レーザー学会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎 (東京都品川区)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Detection of the laser-damage onset in optical coatings by the photothermal-deflection method2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, S. Papernov, S. Motokoshi, T. Jitsuno, and S. D Jacobs
    • 学会等名
      SPIE 46th Annual Conference Laser Damage Symposium
    • 発表場所
      National Institute of Standard and Technology Lobby (CO, USA)
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Control of contamination of optical components in vacuum chambers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Jitsuno, H. Murakami, K. Mikami, S. Motokoshi, T. Kawasaki, N. Miyanaga, and H. Azechi,
    • 学会等名
      SPIE 46th Annual Conference Laser Damage Symposium
    • 発表場所
      National Institute of Standard and Technology Lobby (CO, USA)
    • 年月日
      2014-09-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Temperature Dependence of Laser-Induced Damage Thresholds in Dielectric Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, T. Jitsuno, M. Azumi, T. Sugita, and H. Azechi
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics
    • 発表場所
      San Jose convention center (CA, USA)
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A theoretical analysis for temperature dependence of laser-induced damage threshold2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 学会等名
      SPIE 45th Annual Conference Laser Damage Symposium
    • 発表場所
      National Institute of Standard and Technology Lobby, 米国コロラド州
    • 年月日
      2013-09-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Laser-induced damage thresholds at different temperature for optical devices2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 学会等名
      SPIE/SIOM Pacific Rim Laser Damage
    • 発表場所
      Courtyard Shanghai Jiading by Marriott, 中国上海市
    • 年月日
      2013-05-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement and calculation of laser-induced damage threshold at different temperature for optical coating2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mikami, et al.
    • 学会等名
      The 2nd Advanced Lasers & Photon Source Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2013-04-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター LOTグループホームページ

    • URL

      http://www.ile.osaka-u.ac.jp/research/lot/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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