| 研究課題/領域番号 |
17K05085
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
光工学・光量子科学
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
吉田 実 近畿大学, 理工学部, 教授 (50388493)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ファイバレーザー / フェムト秒パルス / ファイバ中の位相制御 / コヒーレント加算 / コヒーレント共振器結合 / 光ファイバ / ファイバ中の光位相制御 / レーザー / コヒーレントビーム結合 |
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| 研究成果の概要 |
ファイバレーザーから得られる短パルスレーザーの高出力化ならびに高エネルギー化を目指した。ファイバを用いたレーザー共振器は、高安定かつ高効率である。また、長いファイバ導波路を用いているので、非線形性が生じやすい。それらを利用して、フェムト秒領域の短パルスを発生できる。しかしながら、非線形性が高いため、高い出力を得られない。そのため、応用範囲が限定されていた。
この問題を解決するため、複数の増幅用ファイバに分岐したパルスを個別に増幅し、光波の位相をそろえて合波する技術を開発した。数十メートルの長さを持つ光ファイバ長を、数十ナノメートルの精度で制御可能となった。そして、パルスの加算に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザーは、機械加工では困難な、高硬度の材料の自由な加工が可能である。しかしながら従来技術では、光の熱的な作用を用いているため、熱伝導により加工範囲が拡大し、切りしろが広く、さらには溶融による断面の荒れなどが生じていた。
一方、10兆分の1秒程度の時間幅しか持たない短パルスレーザーを用いると、熱が拡散する前に加工が終了するので、高精度の加工が可能である。しかしながら、短パルスはエネルギーが低いために加工速度が遅かった。それを解決するために、単一の短パルスを複数のファイバに分割して増幅し、光波の干渉を避けるために1億分の1メートルの精度で位相を揃えて加算し、高エネルギー化する技術を開発した。
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