大出力小型固体レーザーによる広帯域赤外光発生に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694186
• 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: 庄司 一郎 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 非常勤研究員 ; 栗村 直 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (10287964)
• キーワード: LD励起個体レーザー / Yb : YAGレーザー / マクロチップレーザー / 超短パルスレーザー / 擬似位相整合 / シミュレーション / LiNbO_3

研究概要

本研究では、多機能擬似位相整合非線形波長変換素子を併用した次世代の超短パルスモードロックレーザーシステムによる、時間的、スペクトル的に制御された広帯域赤外光源の開発指針を見出すことを目指す。平成13年度は、Yb : YAGレーザーの高出力化、超短パルス化、擬似位相整合(QPM)法による非線形光学波長変換デバイスの多機能化等の検討、検証を行った。
(1)新しい提案であるエッジ励起法によるYb : YAGレーザーの高出力化に関して理論的、実験的な検討を行った。その結果、マイクロチッブ構造においても準cw出力で100Wを越える出力を得た。さらに、大出力化の望めるスラブ構成でもエッジ励起方式の有用性を確認することで大出力化の指針を得た。
(2)小型高出力の超短パルス光発生を目指して半導体レーザー励起Yb : YAGを用いたモードロック化を検討した。短パルス化の鍵となる波長可変幅を検討したところ、蛍光幅の10倍に当たる85nmにわたる同調が可能なことを発見した。可飽和吸収体を用いて100ps程度のパルスが得られており、原理的に可能な100fs以下の超短パルス発生に向けた検討も行った。
(3)近赤外領域での広帯域波長変換用素子としてQPM-MgO : LNについて検討した。従来検討されなかったd_<31>を用いることで位相整合幅を従来のlnmから52nmまで広帯域化することに成功した。このことは超短パルスの多機能波長変換の可能性を示唆する。
以上、本補助を得て、分子研、Stanfordの緊密な情報交換、共同作業が可能となり、結果としてレーザーから波長変換までの広い分野で多くの成果を得ることができた。

研究成果

• [文献書誌] N.Pavel, J.Saikawa, S.Kurimura, T.Taira: "High average power diode end-pumped composhe Nd : YAG laser passively Q-switched by Cr^<4+> : YAG saturable absorber"Jpn. J. Appl. Phys.. 40(1-3A). 1253-1259 (2001)
• [文献書誌] N.Pavel, T.Taira et al.: "Diode radial-pumped composite Yb : YAG microchip laser"CLEO 2001 Technical digest. CTuM25. 171 (2001)
• [文献書誌] M.Cha, T.Taira et al.: "Transverse beam effect on mode locking by cascading of quadratic nonlinearities"CLEO/PR 2001 Technical digest. MF3-3. I-123 (2001)
• [文献書誌] T.S.Rutherford et al.: "Yb : YAG and Nd : YAG edge-pumped slab lasers"Opt. Lett.. 26(13). 986-988 (2001)
• [文献書誌] J.Saikawa.T.Taira et al.: "Tunable frequency-doubled Yb : YAG microchip lasers"Opt. Mat.. 19(1). 169-174 (2002)
• [文献書誌] T.Dascalu, T.Taira et al.: "Continuous-wave low power diode radial pumped microchip composite Yb : YAG laser"CLEO 2002 Technical digest. CWG(発表予定). (2002)