マイクロチップレーザーのための低損失アクティブQスイッチ素子の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12750038
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 川戸 栄 福井大学, 工学部, 助手 (60313730)
• キーワード: マイクロレーザ / Qスイッチ / アクティブ / パッシブ / 単一周波数 / Yb : YAG / 増幅器

研究概要

マイクロチップレーザなど小型レーザの高効率Qスイッチ発振のため、下記の研究を行った。
1.Nd : YAGマイクロレーザをQスイッチ動作させるため、Cr^<4+> : YAG過飽和吸収体を用い、Cr^<4+> : YAGの初期透過率を高効率および高平均出力動作、高パルスエネルギー動作、高ピークパワー動作のための最適化をおこなった。ビーム品質TEM_<00>で変換効率22%で440mWの平均出力、単一周波数動作時(線幅〜300MHz)に、33μJのパルスエネルギー、21kWのピーク出力を得ることに成功した。
2.従来ポッケルスセル素子としてよく用いられているKDPやKD^*P素子に比べ、半分以下の低い電圧で動作が可能なRTP Q-Switch素子を用い、偏光特性などのQスイッチ動作のための理論的検討および基礎実験を行った。
3.小型の単一周波数アクティブQスイッチレーザの開発を行い、繰り返し周波数10kHzで平均出力3.1W、効率16%を得ることに成功した。
4.量子効率が90%以上で高効率動作が期待できるYb : YAGマイクロチップレーザ及び同レーザのQスイッチ動作の設計・試作を行った。
5.Qスイッチ動作及びパルス増幅時の効率低下を防ぐことを目的として、Yb : YAGレーザの高利得動作のための最適化の手法を考案した。

研究成果

• [文献書誌] 川戸栄, 松村竜也, 竹内克説, 小林喬郎: "LD励起単一モードQスイッチNd : YAGレーザの周波数可変動作"電子情報通信学会技術報告(レーザ・量子エレクトロニクス). 100. 43-48 (2000)
• [文献書誌] Y.Sugiura, S.Kawato, T.Kobayashi, T.Taira: "High gain end-pumped Yb : YAG rod-type regenerative amplifier"Abstracts of the 8th International Workshop on Femtosecond Technology. 113 (2001)
• [文献書誌] S.Kawato, Y.Sugiura, T.Kobayashi, T.Taira: "Optimum design of highly efficient end-pumped Yb : YAG rod amplifier"Technical digest of CLEO Pacific Rim 2001. I. 544-545 (2001)
• [文献書誌] 杉浦寧, 川戸栄, 小林喬郎: "高効率端面励起Yb : YAGロッドレーザ増幅器の励起条件"電子情報通信学会技術報告(レーザ・量子エレクトロニクス). 101. 49-54 (2001)
• [文献書誌] S.Kawato, Y.Sugiura, Y.Tsujioka, T.Kobayashi: "Gain and thermal characteristics of end-pumped thin-rod Yb : YAG amplifier"Technical Digest of Advanced Solid-State Lasers 2002. WB4-1-WB4-4 (2002)