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2021 年度 研究成果報告書

高強度レーザー応用のためのデブリフリー集光システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K22481
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
研究機関電気通信大学

研究代表者

道根 百合奈  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 特任助教 (00873358)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワード気体光学 / 光学素子 / レーザープラズマ / 高強度レーザー / 損傷閾値 / 回折格子
研究成果の概要

高強度レーザー光の応用は、これまでのレーザー加工や表面処理などのエネルギーを光線的に使用する応用から、高エネルギー光子発生や、レーザー加速、中性子発生など真空中での新しい応用に向けて具体的なシステム設計が進んでいる。そこで本研究では真空環境下で高強度レーザーを集光でき、応用上のデブリ問題を完全に解決できることを目指した、オゾン混合ガスを媒体とする集光光学系の開発を行った。0.001Torr以下の真空中で大気圧程度のオゾンガス領域を数100us程度の時間保つ構造体と、希ガスを混合させた高圧オゾン生成装置を開発し、集光に必要なオゾンガス中での大振幅密度変調の書き込みを実証した。

自由記述の分野

光工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

レーザーをターゲットに集光することで生じる融解物(デブリ)は、レーザーの集光素子に付着し、汚染や損傷の原因になることから、解決が望まれている。現在は交換可能なシールドガラス等が使われることが多いが、根本的な解決になっていない。オゾン素子は我々のオリジナルなアイディアと技術であり、真空中で実現できれば、デブリ問題の完全解決を図ることができる。また、気体中の大振幅密度波形成の物理は、学術的に見ても高い独自性を持っている。気体媒質のサイズは1mm角程度もあれば、そこに粗密波を励起して10J級のレーザーでも十分制御することが可能になる。

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公開日: 2023-01-30  

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