広帯域波長可変超短パルス光源のための高出力Yb:YAGモードロックレーザーの開発

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10555016
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 平等 拓範 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (50216595)
• 研究分担者: 平野 嘉仁 三菱電機(株), 情報技術総合研究所, チームリーダー ; 猿倉 信彦 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (40260202) ; 栗村 直 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手
• キーワード: Yb:YAGレーザー / LD励起固体レーザー / マイクロチップレーザー / モードロックレーザー / 非線形波長変換 / テラヘルツ / QPMデバイス / Ti:サファイアレーザー

研究概要

次世代の高出力固体レーザーと目される山励起Yb:YAGレーザーの高出力動作法及びそれに適したモードロック法を確立させ、QPM技術を用いて高効率に任意波長に変換することを目的として研究を行っている。本年度は以下のような成果を得た。
(1) 高性能Yb:YAGマスターレーザーの設計と試作(平等)
今年度は、高性能Yb:YAGレーザーの試作・設計としてM^2因子を用いた最適設計法として、理想的な四準位レーザーにについて検討を行いモデル化に成功した。さらに、8W-LDを用いて、国内ではトップの3-W出力を達成した。また、スロープ効率も目標であった60%を達成した。しかし、最大出力は目標であった10-Wを下回っており、次年度引き続き検討を行う。
(2) 高出力Yb:YAGレーザー増幅器の検討(平等、平野)
レーザー特性をシミュレートできる計算プログラムを試作し、レーザー増幅器設計に適用した。現在、増幅システムを試作中であり、次年度、本計算プログラムの実験的評価を行う。
(3) 高効率波長変換素子の検討(栗村、平等)
超短パルスモードロックレーザーに適した非線形波長変換素子としてのQPM素子を検討した。高性能なQPM素子を試作するためのプロセス法を考案したので、来年度、本格的な試作評価を行う。
(4) テラヘルツ発生方式の検討(猿倉)
モードロックTi:サファイアレーザーを用いてテラヘルツ発生の実験的検討を進め、発生光のスペクトル制御法を見出した。

研究成果

• [文献書誌] T.Taira: "Design of longitudinally-pumped solid-state lasers by using M^2 pump-berm factor" OSA TOPS. 19. 411-414 (1998)
• [文献書誌] T.Taira: "Diode-pumped Nd:YAG ceramics lasers" OSA TOPS. 20. 430-432 (1998)
• [文献書誌] N.Pavel: "High-efficiency longitudinally-pumped miniature Nd:YVO_4 laser" Optics & Laser Technology. 30. 275-280 (1998)
• [文献書誌] T.Taira: "Highly Nd doped YAG ceramic microchip laser" OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Lasers '99,Boston,Massachusetts,USA,February 1-3,1999. 220-222 (1999)
• [文献書誌] Z.Liu: "High-average power mode-locked Ti:sapphire laser with newly-invented intra-cavity cw-amplification scheme" OSA Topical meeting on Advanced Sclid-State Lasers '99 postdeadline papers,Boston,Massachusetts,USA,1-3 February 1999. PD16-1,PD16-3 (1999)
• [文献書誌] K.Yoshida: "Continuous-wave diad-pumped Nd^<3+>:YAG ceramic laser" CLEO/EUROPE‘98,Glasgow,Scotland,UK,14-18 September 1998. 167-167 (1998)