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2017 年度 実施状況報告書

アキシコンを用いた共振器内コヒーレントビーム結合技術開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K04986
研究機関公益財団法人レーザー技術総合研究所

研究代表者

コスロービアン ハイク  公益財団法人レーザー技術総合研究所, レーザーバイオ化学研究チーム, 副主任研究員 (70291036)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードaxicon lens / corner-cube reflector / retro-reflector (RR) / RR resonator / passive CBC
研究実績の概要

In this fiscal year, experimental and theoretical studies of the laser resonator using a reflective axicon lens (AL) with 90 degrees apex angle as a high-reflective element in the resonator were performed. The resonator stability conditions were determined by calculations. A laser based on cryogenic Yb:YAG TRAM with exchangeable high reflection elements; (a) flat mirror (Fabri-Perot (FP) resonator) and (b) AL retro-reflector, were designed and constructed.
The output power efficiency vs. the pump power, near- and far field intensity profiles, were monitored and analyzed. Experimental results for both resonator cases have been compared. In contrast to FP resonator output, from AL resonator a donut-like flattop intensity profile was obtained. The laser threshold and the slope efficiencies were estimated to be 235 W/cm2 and 0.5, and 470 W/cm2 and 0.4, for FP and AL resonators, respectively. From AL resonator, ~ 24 W output power at 90 W absorbed power was obtained. It was shown that at moderate pump powers thermal effects hardly affect the main features of the beam intensity profiles. However, at higher pump powers the system was unstable.
Marked increase of the laser threshold for AL resonator is explained by the small beam diameter (~ 1.8 mm), incurring fractionally large losses due to the scattering on the tip of the AL.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

We have planned measuring the beam quality (M2) and the wavefront error of the AL resonator output at high pump/output powers, however, the cryogenic laser system was not stable enough (due to LN2 pool cooling).
We intend doing these comparative measurements at ambient temperature laser system which will be constructed during the final year of the project.

今後の研究の推進方策

During this fiscal year ambient temperature laser system will be built with exchangeable FP, CCR and AL high reflective elements. Comparative experiments will be carried out. Beam quality (M2) and wavefront error measurements will be done. Polarization state of the laser beam for all three resonators will be evaluated. Different output couplers will be tried to maximize the laser output power efficiency.

次年度使用額が生じた理由

We have used some equipment already present at our laboratory. The remaining amount will be used during the next fiscal year for purchasing several output couplers to maximize the laser efficiency.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Quantitative analysis of CW-regime, multi-pass amplifier output characteristics including linear losses2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi, T. Kitamura, M. Fujita, Y. Izawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS'17)

      巻: 6 ページ: 1-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization and reflection characteristics of an axicon lens2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi
    • 雑誌名

      Annual progress report of the Institute for Laser Technology (ILT2017)

      巻: 29 ページ: 14-19

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 常温駆動全反射アクティブミラー型Yb:YAGレーザーの発振特性2017

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, H. Chosrowjan, M. Fujita, Y. Izawa
    • 雑誌名

      Annual progress report of the Institute for Laser Technology (ILT2017)

      巻: 29 ページ: 9-13

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frontiers of high power lasers: coherent beam combining2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan
    • 雑誌名

      創立30周年記念誌、レーザー総研30年の進歩

      巻: 1 ページ: 40-43

  • [学会発表] アキシコンレトロレフレクター共振器のレーザー特性2018

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ゼロフォノン励起Yb:YAG TRAM レーザーの出力特性2018

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, H. Chosrowjan, D. Li, S. Motokoshi, M. Fujita, Y. Izawa
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] ゼロフォノン励起Yb:YAG TRAM レーザーの熱特性2018

    • 著者名/発表者名
      M. Fujita, S. Taniguchi, H. Chosrowjan, D. Li, Y. Izawa
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会、第38回年次大会
  • [学会発表] コーナーキューブレトロレフレクター共振器のレーザー特性2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] ゼロフォノンライン励起Yb:YAG TRAM レーザーの発振特性2017

    • 著者名/発表者名
      S. Taniguchi, H. Chosrowjan, D. Li, S. Motokoshi, M. Fujita, Y. Izawa
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] Polarization properties of corner-cube and axicon retroreflectors2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi, T. Somekawa, M. Fujita, N. Miyanaga
    • 学会等名
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム
  • [学会発表] Quantitative analysis of CW-regime, multi-pass amplifier output characteristics including optical losses2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi, T. Kitamura, M. Fujita, Y. Izawa
    • 学会等名
      ALPS'17, The 6th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 国際学会
  • [学会発表] コーナーキューブレトロレフレクター共振器のレーザー特性2017

    • 著者名/発表者名
      H. Chosrowjan, S. Taniguchi
    • 学会等名
      Annual report, Institute of Laser Engineering (ILE)

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公開日: 2018-12-17  

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