波長2μm帯レーザー加工用、高エネルギー超短パルスTmファイバー発振器の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05301
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 戸倉川 正樹 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (80728246)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: Tmファイバーレーザー / レーザー加工 / ステルス加工 / 2umレーザー

研究成果の概要

本研究ではW型屈折率分布分散制御Tm添加ファイバーを用いた,ストレッチパルスモード同期レーザーを開発し,パルス幅サブpsの4 nJ出力を達成した. またさらなる高出力化のためダブルクラッドTm:ZBLANファイバーを用いたMamyshev発振器やモード同期Tm固体レーザーの開発にも取り組み, 後者では最短パルスの発生に成功した. さらに大口径ファイバー増幅器を用いた平均出力7 W,パルスエネルギー700uJ,パルス幅42 nsのレーザー加工光源を開発し,ポリマー材料の切断・融着実験およびSi,Geウェハのステルス加工実験を行い,波長2 umパルス光源のレーザー加工データを取得した.

自由記述の分野

レーザー工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

波長2um帯正常分散Tmファイバーを用いたストレッチパルスモード同期レーザーの開発を行いサブpsパルスを4nJのパルスエネルギーにて得ることに成功した。また固体レーザーでは最短パルスの発生に成功した。さらにナノ秒領域の平均出力7 W, エネルギー700uJ,パルス幅42 nsの高エネルギー動作は世界的に見ても高い値であり、ポリマー材料のレーザー加工やSi,Geのステルス加工実験を行えた意味は大きい。ステルス加工はSiでは1.5um帯のレーザー光を用いても可能であるが、Geは吸収を持つため難しく、我々の知る限りでは波長2 um帯パルスレーザーを用いたGeのステルス加工は初めての報告である。