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浮遊帯溶融法による高品質Ybドープ酸化物単結晶の育成と超短パルスレーザーへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K06010
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 無機工業材料
研究機関北海道大学

研究代表者

樋口 幹雄  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (40198990)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード超短パルスレーザー / Ybレーザー / 酸化物単結晶 / 浮遊帯溶融法 / 固体レーザー / 単結晶 / 超短パルス
研究成果の概要

超短パルスレーザーへの応用を目指して,Ybドープ酸化物単結晶を浮遊帯溶融法によって育成し,その光学特性を検討した.K2NiF4型結晶であるYb:CaYAlO4については化学量論組成とわずかに異なる一致溶融組成を見出し,その組成で育成することにより,巨視的欠陥のない良質な結晶を得ることに成功した.また,この結晶をつかって,連続波でのレーザー発振にも成功した.K2NiF4型よりも発光特性のよいメリライト型Yb:CaGdAl3O7については,分解溶融することが判明した.これを解決するために,ダブルパス溶媒移動浮遊帯溶融法を新たに開発し,初晶から目的組成の結晶を得ることに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,次世代の大強度パルスレーザー用材料として期待されている,Ybを活性イオンとした酸化物単結晶の開発をおこなった.Yb:CaYAlO4については,既報があるが,本研究では,その一致溶融組成を厳密に決定し,浮遊帯溶融法によって高品質結晶を作製することに成功した.一方,Yb:CaGdAl3O7については,その優れた発光特性を初めて明らかにするとともに,新しい結晶育成の手法として,ダブルパス浮遊帯溶融法を開発した.本手法は,Yb:CaGdAl3O7だけにとどまらず,分解溶融するあらゆる化合物の単結晶育成に有効である.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Float zone growth and spectroscopic properties of Yb:CaYAlO4 single crystal for ultra-short pulse lasers2018

    • 著者名/発表者名
      Moe Narita, Mikio Higuchi, Takayo Ogawa, Satoshi Wada, Akira Miura, Kiyoharu Tadanaga
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 溶媒移動浮遊帯溶融法によるYb:CaGdAl3O7単結晶の育成2020

    • 著者名/発表者名
      樋口幹雄,藤井 源,鱒渕 友治,小川 貴代,和田智之
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メリライト型Ybドープ酸化物の分光学的性質と単結晶育成2019

    • 著者名/発表者名
      近添慎弥, 樋口幹雄, 小川貴代, 和田智之, 緑川 克美, 鱒渕友治
    • 学会等名
      第47回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メリライト型Ybドープ酸化物の分光学的性質と結晶育成2019

    • 著者名/発表者名
      樋口幹雄,近添慎弥,小川貴代,和田智之,鱒渕友治
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic properties and single crystal growth of K2NiF4- and melilite-type Yb-doped oxides2019

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, M., Chikazoe, S., Masubuchi, Y., Ogawa, T., Wada, S.
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 浮遊帯溶融法によるYbドープK2NiF4型およびメリライト型酸化物単結晶の育成2018

    • 著者名/発表者名
      近添 慎弥,樋口 幹雄,小川 貴代,和田 智之,緑川 克美,鱒渕 友治,三浦 章,忠永 清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] メリライト型Ybドープ酸化物の分光学的性質と単結晶育成2018

    • 著者名/発表者名
      近添慎弥,樋口幹雄, 小川貴代, 和田智之, 緑川克美, 鱒渕友治
    • 学会等名
      第47回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 浮遊帯溶融法による固体レーザー用酸化物単結晶の育成2018

    • 著者名/発表者名
      樋口幹雄
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 浮遊帯溶融法によるYb:CaREAlO4(RE=Y, Gd)単結晶の育成とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      成田萌,樋口幹雄,小川貴代,和田智之,緑川克美,三浦章,忠永清治
    • 学会等名
      第46回結晶成長国内会議
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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