レーザー微細加工を用いた新しい寄生発振抑制手法の研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15200
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 宮坂 泰弘 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主任研究員 (20761464)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: レーザー微細加工 / レーザー開発 / 寄生発振抑制

研究成果の概要

レーザー結晶の表面にレーザー微細加工を施すことで、結晶端面での透過率を高めてクラッディングを用いずに寄生発振を抑制することができることを見いだし、チタンサファイア結晶の加工特性に関する研究を行った。波長532nmのサブナノ秒レーザーと波長800nmのフェムト秒レーザーを集光照射した結果、フェムト秒レーザーを照射した場合にはレーザー波長と同程度の周期間隔を持つ溝状構造が照射痕内部に形成されることなどが明らかになった。いずれのレーザーにおいても照射パルス数による加工深さの変化が大きいこと、加工閾値がレーザーによって大きく異なることなど、チタンサファイア結晶のレーザー加工特性を初めて明らかにした。

自由記述の分野

量子ビーム科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

チタンサファイアレーザーは高エネルギーのフェムト秒パルスを比較的作りやすいことから、学術研究から工業、医療などの応用研究にまで幅広く用いられている。効率的なレーザー増幅を阻害する寄生発振を抑制するために現在は液体クラッディングが用いられているが、レーザー微細加工で実現することができれば、極低温での大型レーザー増幅器を実現することが可能となる。高繰り返し動作の高強度レーザーが実現することで、応用研究や学術研究の効率化が一層促進され、応用技術の実用化に貢献することが期待される。