異種光学材料複合化技術を用いた中赤外高出力フッ化物ガラスレーザーの開発

• 研究課題/領域番号: 15K04696
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 時田 茂樹 大阪大学, レーザー科学研究所, 講師 (20456825)
• 研究協力者: 上原 日和 ; 安原 亮 ; 河仲 準二
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: レーザー / 中赤外 / セスキ酸化物 / セラミックレーザー / エルビウム / 中赤外レーザー / フッ化物ガラス

研究成果の概要

固体レーザー技術の進展により、小型・高効率かつ信頼性の高い高出力レーザー光源が産業・医療・科学などの分野で実用に供されるようになった。レーザー光源への要求は益々高度化・多様化しており、高出力化、短パルス化、高効率化、新波長帯開発など、様々な研究開発が行われている。本研究では挑戦的な課題の一つである中赤外域における新波長帯開発に着目し、Er添加材料を用いた高効率な2.8マイクロメートル帯固体レーザー光源を開発した。

研究成果

• [国際共同研究] アデレード大学(オーストラリア)
• [雑誌論文] Optimization of laser emission at 2.8 μm by Er:Lu2O3 ceramics (2018)
  • 著者名/発表者名: Uehara Hiyori、Tokita Shigeki、Kawanaka Junji、Konishi Daisuke、Murakami Masanao、Shimizu Seiji、Yasuhara Ryo
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 26 号: 3 ページ: 3497-3497
  • DOI: 10.1364/oe.26.003497
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fluoride-fiber-based side-pump coupler for high-power fiber lasers at 2.8 μm (2018)
  • 著者名/発表者名: Schafer C. A.、Uehara H.、Konishi D.、Hattori S.、Matsukuma H.、Murakami M.、Shimizu S.、Tokita S.
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 43 号: 10 ページ: 2340-2340
  • DOI: 10.1364/ol.43.002340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient continuous wave and quasi-continuous wave operation of a 2.8 μm Er:Lu2O3 ceramic laser (2017)
  • 著者名/発表者名: Uehara Hiyori、Yasuhara Ryo、Tokita Shigeki、Kawanaka Junji、Murakami Masanao、Shimizu Seiji
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 25 号: 16 ページ: 18677-18677
  • DOI: 10.1364/oe.25.018677
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prospects of obtaining terawatt class infrared pulses using standard optical parametric amplification (2017)
  • 著者名/発表者名: Xiaoyang Guo, Shigeki Tokita, Xiaoniu Tu, Yanqing Zheng and Junji Kawanaka
  • 雑誌名: Laser Physics 巻: 27 号: 2 ページ: 025403-025403
  • DOI: 10.1088/1555-6611/aa555b
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Single plasma mirror providing 10(4) contrast enhancement and 70% reflectivity for intense femtosecond lasers (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Inoue, Kazuya Maeda, Shigeki Tokita, Kazuaki Mori, Kensuke Teramoto, Masaki Hashida, and Shuji Sakabe
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 55 号: 23 ページ: 6435-6435
  • DOI: 10.1364/ao.55.006435
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hundred-picosecond narrowband chirped-pulse generation in an Yb:YAG regenerative amplifier using transmission gratings (2016)
  • 著者名/発表者名: SungIn Hwang, Shigeki Tokita, Toshiyuki Kawashima, Hajime Nishioka and Junji Kawanaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 12 ページ: 122702-122702
  • DOI: 10.7567/jjap.55.122702
  • NAID: 210000147293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration of a photonic crystal surface-emitting laser pumped Yb:YAG laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Xiaoyang Guo, Shigeki Tokita, Kazuyoshi Hirose, Takahiro Sugiyama, Akiyoshi Watanabe, Kenji Ishizaki, Susumu Noda, Noriaki Miyanaga, Junji Kawanaka
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 41 号: 20 ページ: 4653-4655
  • DOI: 10.1364/ol.41.004653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong sub-terahertz surface waves generated on a metal wire by high-intensity laser pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tokita, Shuji Sakabe, Takeshi Nagashima, Masaki Hashida, Shunsuke Inoue
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 8268-8268
  • DOI: 10.1038/srep08268
  • NAID: 120005758247
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transient changes in electric fields induced by interaction of ultraintense laser pulses with insulator and metal foils: Sustainable fields spanning several millimeters (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Inoue, S. Tokita, M. Hashida, and S. Sakabe
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 5 号: 4 ページ: 043101-043101
  • DOI: 10.1103/physreve.91.043101
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 高効率・高出力な 2.8 μm 帯 Er:Lu2O3セラミックレーザー (2018)
  • 著者名/発表者名: 上原日和, 安原亮, 時田茂樹, 河仲準二, 村上政直, 清水政二
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第 38 回年次大会
• [学会発表] グラフェン可飽和吸収体を用いた2.8 μm帯QスイッチEr:Lu2O3セラミックレーザー (2018)
  • 著者名/発表者名: 上原 日和、時田 茂樹、河仲 準二、小西 大介、村上 政直、清水 政二、安原 亮
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 中赤外ファイバーレーザーのためのフェムト秒レーザー逐次描画法によるFBGの書込み (2018)
  • 著者名/発表者名: 合谷 賢治、松隈 啓、上原 日和、服部 聡史、シェーファー クリスチャン、小西 大介、村上 政直、時田 茂樹
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 2.8μm帯・連続波Er:ZBLANファイバーMOPAシステム (2018)
  • 著者名/発表者名: 上原 日和、シェーファー クリスチャン、小西 大介、服部 聡史、合谷 賢治、松隈 啓、村上 政直、清水 政二、時田 茂樹
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] 2.8 μm帯Er添加Lu2O3セラミックレーザーの発振特性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上原 日和, 安原 亮, 時田 茂樹, 村上 政直, 清水 政二
  • 学会等名: 第64回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Er:Lu2O3セラミックレーザー発振特性のEr3+添加濃度依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上原日和, 安原亮, 時田茂樹, 河仲準二, 村上政直, 清水政二
  • 学会等名: 応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Efficient Room Temperature CW Operation of Er:Lu_2O_3 Ceramic Laser at 2.8 μm (2017)
  • 著者名/発表者名: Uehara Hiyori、Yasuhara Ryo、Tokita Shigeki、Kawanaka Junji、Murakami Masanao、Shimizu Seiji
  • 学会等名: Advanced Solid State Lasers Conference (ASSL)
  • 国際学会
• [学会発表] 7 W Er:ZBLAN Fiber Laser at 2.8 μm Using a Fiber Side-Pump Combiner (2017)
  • 著者名/発表者名: Schafer Christian A.、Konishi Daisuke、Murakami Masanao、Shimizu Seiji、Tokita Shigeki
  • 学会等名: Advanced Solid State Lasers Conference (ASSL)
  • 国際学会
• [学会発表] Towards a 20W-level industrial-grade Er:ZBLAN fiber laser at 2.8μm (2017)
  • 著者名/発表者名: Schafer Christian A.、Hattori Satoshi、Murakami Masanao、Shimizu Seiji、Tokita Shigeki
  • 学会等名: Advanced Solid State Lasers Conference (ASSL)
  • 国際学会
• [学会発表] Strong sub-terahertz surface waves generated by relativistic laser pulses (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tokita, S. Inoue, R. Yasuhara, K. Teramoto, T. Nagashima, M. Hashida, and S. Sakabe
  • 学会等名: Photonics West 2016
  • 発表場所: 米国、サンフランシスコ
  • 年月日: 2016-02-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High Power 3 μm Erbium Fiber Lasers and Their Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tokita, M. Murakami, C. Schaefer, S. Hattori and S. Shimizu
  • 学会等名: Australian and New Zealand Conference on Optics and Photonics 2015
  • 発表場所: オーストラリア、アデレード
  • 年月日: 2015-11-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of 1 J, 100 Hz Yb:YAG laser amplifier system for OPCPA pumping (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tokita, Martin Divoky, SungIn Hwang, Koichi Iyama, Toshiyuki Kawashima, Hajime Nishioka, and Junji Kawanaka
  • 学会等名: The 11th Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: 韓国、釜山
  • 年月日: 2015-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] Pulse stretching in a narrow-band Yb:YAG regenerative amplifier using transmission gratings (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tokita, SungIn Hwang, Toshiyuki Kawashima, Hajime Nishioka, and Junji Kawanaka
  • 学会等名: The 11th Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: 韓国、釜山
  • 年月日: 2015-08-24
  • 国際学会
• [学会発表] 1 J, 100 Hz Multiple Active-Mirror Laser Amplifier Using YAG /Yb:YAG Composite Ceramics (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tokita, Martin Divoky, SungIn Hwang, Toshiyuki Kawashima, and Junji Kawanaka
  • 学会等名: The 4th Advanced Lasers and Photon Sources
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Pulse stretching in a cryogenic-Yb:YAG regenerative amplifier using transmission gratings (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Tokita, SungIn Hwang, Toshiyuki Kawashima, Hajime Nishioka, and Junji Kawanaka
  • 学会等名: The 4th Advanced Lasers and Photon Sources
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-04-22
  • 国際学会