空間偏光制御したファイバーレーザーによる高効率・高精度レーザー加工

• 研究課題/領域番号: 21360352
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 俊一 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30162431)
• 連携研究者: 中村 貴宏 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (50400429) ; 小澤 祐市 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90509126)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2010年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2009年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 偏光 / レーザー / 加工

研究概要

偏光分布が不均一であるレーザービームの発生と増幅を行った。特に、径偏光および方位偏光ビームを中心に、高品質な種光の発生と、光ファイバーによるその増幅実験を行った。複屈折性レーザー媒質を用いて、高出力で高品質な径および方位偏光ビームの発振に成功した。さらに、薄板レーザーと偏光選択ミラーを用いて熱効果を極力抑制することによって、性能向上を実現した。高次横モードレーザーの発振にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of a purely single transverse mode vortex beam from a He-Ne laser cavity with a spot-defect mirror (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Kano, Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: International Journal of Optics ページ: 359141-359141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interferometry with vortices (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Senthilkumaran, Jan Masajada and S. Sato
  • 雑誌名: International Journal of Optics ページ: 517519-517519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interferometry with vortices (2012)
  • 著者名/発表者名: P.Senthilkumaran, Jan Masajada, S.Sato
  • 雑誌名: International Journal of Optics 巻: 2012 ページ: 517591-517591
  • DOI: 10.1155/2012/517591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse mode control by manipulating gain distribution in a Yb : YAG ceramic thin disk (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimohira, Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 ページ: 4137-4139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral resolution enhancement of laser scanning microscopy by a higher-order radially polarized mode beam (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozawa, T. Hibi, A. Sato, H. Horanai, M. Kurihara, N. Hashimoto, H. Yokoyama, T. Nemoto, and S. Sato
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19 ページ: 15947-15954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diffractive properties of obstructed vector Laguerre-Gaussian beam under tight focusing condition (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Vyas, M. Niwa, Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America A 巻: 28 ページ: 1387-1394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-healing of tightly focused scalar and vector Bessel. Gauss beams at the focal plane (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Vyas, M. Niwa, Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America A 巻: 28 ページ: 837-843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transverse mode control by manipulating gain distribution in a Yb:YAG ceramic thin disk (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Shimohira, Y.Kozawa, S.Sato
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 号: 21 ページ: 4137-4139
  • DOI: 10.1364/ol.36.004137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-healing of tightly focused scalar and vector Bessel-Gauss beams at the focal plane (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Vyas, Y.Kozawa, S.Sato
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America A 巻: 28 号: 5 ページ: 837-843
  • DOI: 10.1364/josaa.28.000837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of novel structures on silicon with femtosecond laser pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: W. C. Shen, C. W . Cheng, M. C. Yang, Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Laser Micro/nanoengineering 巻: 5 ページ: 229-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical trapping of micrometer-sized dielectric particles by cylindrical vector beams (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 18 ページ: 10828-10833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration and selection of a single-transverse higher-order-mode beam with radial polarization (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozawa and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America. A 巻: 27 ページ: 299-403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of hollow scalar and vector beams using a spot-defect mirror (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Ito. Y. Kozawa, and S. Sato
  • 雑誌名: Journal of Optical Society of America A 巻: 27 ページ: 2072-2077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculation of second-harmonic wave pattern generated by focused cylindrical vector beams (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Ohtsu. Y. Kozawa, and S. Sato
  • 雑誌名: Applied Physics B 巻: 98 ページ: 851-855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Demonstration and selection of a single-transverse higher-order-mode beam with radial polarization (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Kozawa
  • 雑誌名: Journal of the Optical Society of America A 巻: 27 ページ: 399-403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radially polarized annular beam generated through a second-harmonic-generation process (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Sato and Y. Kozawa
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 34 ページ: 3166-3168
  • 査読あり
• [学会発表] フォトニック結晶ミラーを用いたYb:YAG薄板レーザー共振器からのベクトルビーム発生 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加納顕, 小澤祐市, 佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 利得分布制御されたc軸カットNd:YVO_4結晶からのベクトルベッセルガウスビーム直接発生 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内龍志, 小澤祐市, 佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学会関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] ベクトルビームの強度分布制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小澤祐市, 佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 高次ベクトルビームと超解像イメージングへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊一
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32回年次大会
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] スカラービームとベクトルビーム (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊一
  • 学会等名: 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Self-Healing of Vector Bessel-Gauss Beam in High Numerical Aperture Focusing (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Vyas, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Calculation of Focusing Properties of a Radially Polarized Beam with Annular Intensity Distribution (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Niwa, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Generation of White-Light Supercontinuum with Axially Symmetric Polarization (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sato, Y. Kozawa, T. Nakamura
  • 学会等名: High-Intensity Lasers and High-Field Phenomena (HILAS)
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] Transverse Mode Control by a Crossing Pair of Linearly Pumped Regions in a Yb : YAG Ceramic Thin Disk (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimohira, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Advanced Solid State Photonics 2011
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] Generation of an Azimuthally Polarized Laser Beam from an End-pumped Laser Cavity with a c-cut Nd : YVO4 Crystal (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamagishi, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Advanced Solid State Photonics 2011
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2011-02-14
• [学会発表] The effect of the longitudinal electric field of a radially polarized laser beam for second harmonic generation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozawa, A. Ohtsu, S. Sato
  • 学会等名: Advanced Solid-State Photonics 2010
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-02-01
• [学会発表] Generation of cylindrical vector beams of a single higher order transverse mode (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Advanced Solid-State Photonics 2010
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-02-01
• [学会発表] TM01 mode operation of an Yb-doped double-clad fiber amplifier (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Chubachi, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Laser and Electro-Optics
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] Selective generation of radially polarized Nd : YAG laser beams of higher-order transverse mode (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Laser and Electro-Optics
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] Selective TM01 and TE01 mode operation of Nd : YAG laser based on cavity stability incorporating thermal effects (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Ito, Y. Kozawa, S. Sato
  • 学会等名: Conference on Laser and Electro-Optics
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2009-06-04
• [図書] 光エレクロトニクスとその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊一、後藤顕也, 他
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://satolab.tagen.tohoku.ac.jp/