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医療や微細加工などの分野で求められている中赤外波長域の高出力短パルスレーザー光源の開発を目標とし、基礎レーザー技術の確立を目的として研究を行っている。小型・高出力・高効率な中赤外パルスレーザーを実現する一つの手段として、エルビウム添加フッ化物ガラスと結晶材料を接合し、フッ化物ガラスの優れた光学特性と結晶の優れた熱的・機械的特性を併せ持つ新しい複合光学媒質を実現できると考えられる。また、別の手段として、エルビウム添加セスキ酸化物の透明セラミックスをレーザー媒質として用いることを検討した。
当初の目標であった、フッ化物ガラスと結晶の接合技術の開発が難航している。そのため、エルビウム添加セスキ酸化物セラミックスを用いた2.8マイクロメートル帯レーザー発振器の開発に舵を切り異なる手段で目的の達成を目指している。イットリウムやルテニウムなどのセスキ酸化物セラミックスは熱伝導率が高いため、高出力レーザー媒質として適している。また、YAGなどのガーネット構造の結晶と比べフォノンエネルギーが小さいため、中赤外域での高効率なレーザー発振が得られる。酸化ルテニウムのセラミックスを波長975nmの半導体レーザーで励起、レーザー発振させ、20%以上の高い効率が得られることを実証した。また、過飽和吸収体を利用したパルス発振の実験を行い、ピーク出力の増大を試みた。結論として、酸化ルテニウムセラミックスは中赤外高出力パルスレーザーのレーザー媒質として高い潜在能力を有することを実証した。
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