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新奇な散乱源除去法による大出力紫外光発生用CsB_3O_5波長変換素子

研究課題

研究課題/領域番号 17760045
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関大阪大学

研究代表者

吉村 政志  大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (60314382)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード非線形光学結晶 / 光散乱源 / 熱処理 / ホウ酸系化合物 / 結晶成長 / 紫外光発生
研究概要

セルフフラックス溶液を用いたTSSG法により、波長変換結晶CBO(CsB_3O_5)の単結晶成長を行った。昨年度までの研究により、育成した結晶を融点近くまで加熱し、急冷処理することで内部の散乱源が除去できることを示した。また、蒸気雰囲気中で熱処理を施すことで光散乱源が低減することを見いだしている。一方で、熱処理した結晶はレーザー損傷耐性が低下するという現象に関しては、未解明のままであった。本年度は、このレーザー損傷に関して詳しい調査を行った。
結晶育成した直後のCBO結晶に355nm光の紫外光パルス(約5ns)を照射し、1-on-1法を用いてレーザー損傷閾値を調べた。レーザー損傷閾値は溶融石英(OX)との比較により相対評価した。熱処理前の結晶(as-grown結晶)は溶融石英の約4倍の高い損傷耐性を示していた。しかしながら、切り出した結晶素子を400℃以上に再加熱すると高温にするほど損傷閾値が低下し、650℃以上では石英の半分以下の値になることが明らかになった。結晶成長直後の冷却中に650℃で保持した場合も損傷耐性の低下が見られたが、この場合は石英の2倍程度であった。さらに詳しく調べた結果、自然成長面で囲まれた結晶では損傷耐性の低下が比較的抑えられていることが明らかになった。過去の研究で、CBO結晶は表面にCs過剰のアモルファス層を形成しやすく、高温に加熱すると結晶の重量減少が生じることも明らかにしている。このことから、現在、CBO結晶は高温においてアモルファス層からのCs成分減少により、内部から新たにCsが拡散し、アルカリハライド結晶で知られているようなショットキー型の点欠陥が生まれてレーザー損傷発生起点になっているというメカニズムを考えている。以上の考察を元に、結晶の育成条件を見直し、溶融石英の5.2倍の損傷閾値を有するCBO結晶の作製に成功した。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2006

すべて 産業財産権 (1件)

  • [産業財産権] 熱処理によって光散乱源を低減したホウ酸系非線形光学結晶2006

    • 発明者名
      吉村政志他4名
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2006-231389
    • 出願年月日
      2006-08-28
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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