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可視シリカファイバレーザーの高出力化を阻害するフォトダークニングの機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K04658
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関豊田工業大学

研究代表者

齋藤 和也  豊田工業大学, 工学部, 教授 (20278394)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードファイバレーザー / ファイバアンプ / シリカガラス / フォトダークニング / 可視ファイバレーザー / ファイバレーザ / 構造緩和
研究開始時の研究の概要

青色LDを励起源とした高出力・可視シリカファイバレーザーの開発は、赤外ファイバレーザーでは加工が難しい銅などの赤外吸収の少ない金属を加工するのに渇望されている。しかしながら、可視シリカファイバレーザーの実用化には、フォトダークニング抑制という非常に困難な課題がある。フォトダークニングとは、励起レーザーにより欠陥が生成する現象で、生成した欠陥による吸収増加でレーザー発振が阻害される。本研究では、可視シリカファイバレーザーの高出力化を阻害するフォトダークニングの機構解明を行う。

研究成果の概要

青色LDを励起源とした高出力・可視シリカファイバレーザーの開発は、赤外ファイバレーザーでは加工が難しい銅などの赤外吸収の少ない金属を加工するために渇望されている。しかしながら、可視シリカファイバレーザーの実用化には、フォトダークニング抑制という非常に困難な課題がある。フォトダークニングとは、励起レーザーにより欠陥が生成する現象で、生成した欠陥による吸収増加でレーザー発振が阻害される。本研究では、Dy添加シリカファイバにおけるフォトダークニング機構を解明し、フォトダークニング抑制に有効な共添加物を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、高出力可視加工用レーザーの候補であるDy添加黄色シリカファイバレーザーの実用化に向けた課題解決を行った。具体的にはフォトダークニングの機構解明と抑制法の開発を行った。これらの研究は、欠陥構造の生成機構解明という学術的意義があるにとどまらず、高出力可視ファイバレーザーの実用化に向けた突破口を開くもので、社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Difference between X-ray-induced and 451 nm LD-induced photodarkening in DyAlGe-doped silica glasses2023

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, K. Kawai, C. Otsuka, E. H. Sekiya, Y. Kanbayashi, M. Mizusaki and K. Saito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: 4 ページ: 042003-042003

    • DOI

      10.35848/1347-4065/acc8ab

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of P co-doping on X-ray/450 nm LD induced photodarkening in Dy<sup>3+</sup> doped silica glass and fiber laser2022

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Tomoya、Fujigaki Yuma、Sekiya Edson Haruhico、Kawai Kota、Mizusaki Masato、Kanbayashi Yuta、Saito Kazuya
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: 6 ページ: 060911-060911

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac6fa4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diode pumped visible Dy3+-doped silica fiber laser: Ge-co-doping effects on lasing efficiency and photodarkening2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Okazaki, Chiaki Otsuka, Edson H. Sekiya, Kota Kawai, Masato Mizusaki, Yuta Kanbayashi, and Kazuya Saito
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 15 号: 1 ページ: 012002-012002

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ac3d1d

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ge-codoping effect on X-ray-induced photodarkening in Al-doped and Dy-Al-doped silica glass2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Okazaki, Kota Kawai, Chiaki Otsuka, Takehiro Mori, Yota Saeki, Edson Haruhico Sekiya, and Kazuya Saito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61 号: 3 ページ: 032002-032002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4d02

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] B/YbB/YbAlB 添加シリカガラスにおける X 線誘起欠陥と局所構造の研究2024

    • 著者名/発表者名
      山田圭吾、 荒川修一、 齋藤和也
    • 学会等名
      The 34th Meeting on Glasses for Photonics 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dy添加シリカガラスにおけるB添加によるフォトダークニング抑制効果2023

    • 著者名/発表者名
      山田圭吾、齋藤和也
    • 学会等名
      第84回応物秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dy添加シリカガラスのB共添加効果2023

    • 著者名/発表者名
      山田圭吾, 齋藤和也
    • 学会等名
      The 33rd Meeting on Glasses for Photonics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Ge添加シリカガラスにおける紫外線誘起欠陥の熱アニーリング2023

    • 著者名/発表者名
      長壁摩耶, 齋藤和也
    • 学会等名
      The 33rd Meeting on Glasses for Photonics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ブリルアン散乱光を用いた分布型光ファイバセンサにおける構造緩和および応力緩和の影響2022

    • 著者名/発表者名
      山田圭吾, 齋藤和也 , 是枝聡肇 , 熊谷芳宏 , 手塚信一郎 , 松浦聡
    • 学会等名
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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