高出力・高安定レーザーの開発

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04234103
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 植田 憲一 電気通信大学, レーザー極限技術研究センター, 教授 (10103938)
• 研究分担者: 佐々木 明 電気通信大学, レーザー研, 助手 (10215709) ; 薮崎 努 京大, 理, 教授 (60026127) ; 清水 忠雄 東大, 理, 教授 (90011668) ; 大津 元一 東工大, 総理工, 教授 (70114858)
• キーワード: 重力波天文学 / 安定化レーザー / LD励起 / YAGレーザー / 固体レーザー / 光共振器

研究概要

1.99.999%の反射率をもつ超低損失ミラーで透過帯域幅6.7kHzという高性能FP参照共振器を試作し、真空中でその特性を測定した。音響雑音が消滅し、昨年度に比べてさらに一層の安定化が実現された。
2.LD励起YAGレーザーを高性能参照共振器を基準として安定化し、500μHz/√Hzのショット雑音レベルの周波数安定度を達成した。周波数安定度の計測をアラン分散などの手段で計測した。
2台のレーザーを同時に安定化し、2つのレーザービーム間の周波数ビートを測定した。測定された193mHz/√Hzはビート周波数で初めてSchawlow-Townes limit以下に致達し、世界でもっとも狭いビート線副が実現された。
LD励起YAGレーザーによる注入ロック実験を行い、マスター発振器による周波数安定化出力を雑音を増加させることなく、出力増大が図れることを実証した。
5.100ミクロン厚さのYVO_4結晶を用いたアクティブミラーの解析で、自動的単一縦モード条件が広い範囲で可能なことを見い出し、発振実験装置を試作した。
6.仮想点光源多重パスクラッド励起という新しい方法を提案、解析、試作を行い、その発振特性を測定した。予想通り、Optically thin material に有効な励起が可能で、横モードの制御が容易であることを見いだした。
8.LiLuF_4、La_3Ga_5SiO_<14>などの新しいレーザー結晶の発振に成功した。
9.固体レーザーの周波数安定化に関係して、ロシア科学アカデミーの複数の研究所と共同研究を開始した。

研究成果

• [文献書誌] K.Ueda,H.Nishioka,K.Kimura,and H.Takuma: "Advanced Techniques of High Efficiency Pulse Compression for KrF Lasers" Physics of High Power Laser Matter Interactions. 22-30 (1992)
• [文献書誌] H.Nishioka,T.Kawasumi,K.Ueda,and H.Takuma: "Observation of Multi-photon Absorption and Electron Avalanche in Optical Thin Films" Physics of High Power Laser Matter Interactions. 51-58 (1992)
• [文献書誌] H.Nishioka,K.Kimura,K.Ueda,and H.Takuma: "High Compression Ratio Backward Conversion for High Brightness Excimer Laser Systems" IEEE J.Quantum Electron.
• [文献書誌] H.Nishioka,T.Kawasumi,K.Ueda,and H.Takuma: "Detection of Avalanche Processes in Laser Induced Damage" Rev.Laser Engineer.20. 38-39 (1992)
• [文献書誌] K.Ueda,H.Nishioka,H.Yoneda,and H.Takuma: "Advancecd Technique for Ultra-high and Ultra-short Pulse KrF Lasers" Rev.Laser Engineer. 20. 42-43 (1992)
• [文献書誌] H.Nishioka,M.Ishigura,T.Kawasumi,K.Ueda,and H.Takuma: "Single-shot uv autocorrelator using two photon absorption in water detected by photo-acoustic signal" Opt.Lett.
• [文献書誌] N.Uehara and K.Ueda: "193 mHz Beat Linewidth of Frequency Stabilized Laser-Diode-Pumped Nd:YAG Lasers" Opt.Lett.(April.1993).
• [文献書誌] K.Ueda and N.Uehara: "Laser-diode-pumped solid state lasers for gravitational wave antenna" Proc.SPIE.
• [文献書誌] N.Uehara and K.Ueda: "Ultrahigh-stabilized laser-diode-pumped Nd:YAG lasers" Rev.Laser Engineer.(to be appeared in March,1993).
• [文献書誌] A.A.Kaminskii,K.Ueda,and N.Uehara: "New Laser-Diode-Pumped CW Laser Based on Nd^<3+>-Ion Doped Tetragonal LiLuF_4 Crystal" April,1993.
• [文献書誌] W.Wang,K.Nakagawa,S.Sayama,and M.Ohtsu: "Coherent sddition of injection-locked high power AlGaAs diode lasers" Opt.Lett.17. 1593-1595 (1992)
• [文献書誌] K.Nakagawa,M.Kourogi,and M.Ohtsu: "Frequency noise reduction of a diode laser by using the FM side band technique" Opt.Lett.17. 934-936 (1992)
• [文献書誌] K.Nakagawa,Y.Shimiu,T.Katsuta,and M.Ohtsu: "Highly stable and high power Nd:YAG lasres" Proc.SPIE,.
• [文献書誌] T.Tohei,M.Tachikawa,and T.Shimizu: "Rate-equation analysis of deteministic chaos in a laser with a saturable absorber" Phys.Rev.A. 45. 5166 (1992)
• [文献書誌] F.L.Hong,M.Tachikawa,and T.Shimizu: "Obserbation of instability in hot-band oscillation of a CO_2 laser with a saturable absorber" J.Opt.Soc.Am.B. 9. 1305 (1992)
• [文献書誌] T.Sugawara,F.L.Hong,M.Tachikawa,T.Shimizu: "Instability in a CO_2 sequence-band laser with a saturable absorber and vibration-to-vibration energy transfer processes" J.Opt.Soc.Am.B.
• [文献書誌] U.Tanaka and T.Yabusaki: "Simultaneous improvement of short- and long-term frequency stability of a diode laser" Proc.SPIE,.