Yb添加フォトニックバンドギャップファイバーによる高効率高出力橙色光源の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340113
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 白川 晃 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 准教授 (00313429)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ファイバーレーザー / フォトニックバンドギャップファイバー / 分布フィルター / 単一偏光 / 単一周波数 / 第二高調波発生

研究概要

黄色～橙色域の高出力光源を目指し,フォトニックバンドギャップファイバー(PBGF)による利得スペクトル制御ファイバー光源の研究を行った。Yb ファイバーの高利得帯における増幅自然放出(ASE)を禁制にすることで,従来レーザーでは不可能であった利得スペクトルの長波長裾部でのパワースケーリングを実現し,波長1178nmでスロープ効率61%,出力167W,並びにその第二高調波発生により589nm で14.5W のレーザー出力を世界で初めて実証した。また1178nm における全ファイバー発振器や単一周波数光源開発も行った。ASE だけでなく誘導非線形散乱も抑制できることを示し,PBGF レーザーの大きな可能性を提示した。

研究成果

• [雑誌論文] Single -frequency photonic bandgap fiber amplifier at 1178 nm (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Chen, A. Shirakawa, X. Fan, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 ページ: 21044-21052
  • 査読あり
• [雑誌論文] High power Yb-doped photonic bandgap fiber oscillator at 1178 nm (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Fan, M. Chen, A. Shirakawa, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 ページ: 14471-14476
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power single-frequency photonic bandgap fiber amplifier at 1178 nm (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Chen, A. Shirakawa, Y. Yamahara, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 8237 ページ: 82371H1-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] High power ytterbium fiber lasers at extremely long wavelengths by photonic bandgap fiber technology (招待論文) (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, C. B. Olausson, H. Maruyama, K. Ueda, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Optical Fiber Technology 巻: 16 ページ: 449-457
  • 査読あり
• [雑誌論文] 167 W, power scalable ytterbium -doped photonic bandgap fiber amplifier at 1178nm (2010)
  • 著者名/発表者名: C. B. Olausson, A. Shirakawa, M. Chen, J. K. Lyngso, J. Broeng, K. P. Hansen, A. Bjarklev, K. Ueda
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 18 ページ: 16345-16352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Talbot 共振器によるマルチコアファイバーレーザーのin-phaseモード選択励振 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林哲也,白川晃,植田憲一
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 38 ページ: 136-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Power -scalable long-wavelength Yb-doped photonic bandgap fiber sources (2010)
  • 著者名/発表者名: C. B. Olausson, A. Shirakawa, H. Maruyama, K. Ueda, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 7580 ページ: 758013-1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-power Yb-doped photonic bandgap fiber amplifier at 1150-1200 nm (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, H. Maruyama, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 17 ページ: 447-454
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力Yb 添加ファイバーレーザー研究の最前線と展望 (招待論文) (2009)
  • 著者名/発表者名: 白川晃,植田憲一
  • 雑誌名: 光学 巻: 38 ページ: 25-32
  • 査読あり
• [学会発表] High power fiber lasers by structured fibers (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa
  • 学会等名: 5th EPS-QED Europhoton Conference 2012, paper ThA.1
  • 発表場所: Stockholm, Sweden (招待講演)
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] Frontier of fiber lasers: photonic bandgap and multicore fiber lasers (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa
  • 学会等名: INDO-JAPAN International Workshop on Specialty Optical Fiber, Nano-Photonics and Devices
  • 発表場所: Kolkata, India (招待講演)
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] High power photonic bandgap fiber sources (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa M. Chen, Y. Suzuki, X. Fan, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 学会等名: The 8th Asia Pacific Laser Symposium (APLS 2012), paper I1.2
  • 発表場所: Huangshan, China (招待講演)
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] Photonic bandgap and multicore fiber lasers for next-generation lasers (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, K. Ueda
  • 学会等名: Workshop on Fiber Laser and Solid-state Laser at SIOM
  • 発表場所: Shanghai, China (招待講演)
  • 年月日: 2012-03-13
• [学会発表] 高出力ファイバーレーザー その歴史と潜在能力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 植田憲一,白川晃,武者満
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第32 回年次大会,30pI01
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] Frontier and future of high power fiber lasers (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, K. Ueda
  • 学会等名: JSPS Asian CORE Workshop on Next Generation Ultra-Short Pulse Lasers for High Field and Ultrafast Science
  • 発表場所: Wako-RIKEN, Japan (招待講演)
  • 年月日: 20110302-04
• [学会発表] High power ytterbium fiber lasers at extremely long wavelengths by photonic bandgap fiber technology (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, M. Chen, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 学会等名: IEEE Winter Topical Meeting (WTM) 2011, paper TuD2.1
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA (招待講演)
  • 年月日: 20110110-12
• [学会発表] フォトニックバンドギャップおよびマルチコアによる新世代ファイバーレーザー (2011)
  • 著者名/発表者名: 白川晃
  • 学会等名: 第4回文部科学省「最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラム」シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] High power photonic bandgap fiber lasers (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, M. Chen, X. Fan, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 学会等名: 16th Opto-Electronics and Communications Conference (OECC) 2011, paper 5C4_3
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan (招待講演)
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] All-solid photonic bandgap fiber lasers (2011)
  • 著者名/発表者名: C. B. Olausson, A. Shirakawa, J. K. Lyngso, K. P. Hansen, J. Broeng, K. Ueda
  • 学会等名: Specialty Optical Fibers (SOF) 2011, paper SOWA3
  • 発表場所: Toronto, Canada (招待講演)
  • 年月日: 2011-06-15
• [学会発表] 167 W ASE-free and power scalable Yb-doped photonic bandgap fiber amplifier at 1178 nm (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda, A. Shirakawa, C. B. Olausson
  • 学会等名: 7th Asia-Pacific Laser Symposium
  • 発表場所: Cheju, Korea, (招待講演)
  • 年月日: 20100511-15
• [学会発表] New generation fiber lasers by photonic bandgap and multicore fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa
  • 学会等名: PMRC Colloquium, Japan Atomic Energy Agency
  • 発表場所: Kizugawa, Japan (招待講演)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 新しいファイバーレーザー:フォトニックバンドギャップファイバーレーザー (2010)
  • 著者名/発表者名: 白川晃
  • 学会等名: 学振130委員会平成22年度第1回研究会
  • 発表場所: 東京理科大学森戸記念館(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] High-power photonic bandgap fiber sources (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa
  • 学会等名: US Air Force/AOARD Window-On-Science Seminar, US Air Force Research Laboratory
  • 発表場所: Albuquerque, USA, (招待講演)
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] 高出力フォトニックバンドギャップファイバー光源 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白川晃
  • 学会等名: 第10回レーザー学会東京支部研究会/電気学会光量子デバイス技術研究会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(招待講演)
  • 年月日: 2010-03-03
• [学会発表] Power -scalable photonic bandgap fiber sources with 167 W, 1178 nm and 14.5 W, 589 nm radiations (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, C. B. Olausson, M. Chen, K. Ueda, J. K. Lyngso, and J. Broeng
  • 学会等名: Advanced Solid-State Photonics 2010, paper APDP6
  • 発表場所: San Diego, USA, (ポストデッドライン)
  • 年月日: 2010-02-01
• [学会発表] Fiber laser research in ILS/UEC ～ focusing on power limit, coherent beam combing, and related topics (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa
  • 学会等名: Asian-Core Ultrafast Pulse Seminar at Institute of Physics
  • 発表場所: Beijing, China (招待講演)
  • 年月日: 20091104-05
• [学会発表] 30W, 1178nm Yb-doped photonic bandgap fiber amplifier (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Shirakawa, H. Maruyama, K. Ueda, C. B. Olausson, J. K. Lyngso, J. Broeng
  • 学会等名: CLEO/QELS 2009, paper CThGG3
  • 発表場所: Baltimore, USA (招待講演)
  • 年月日: 2009-06-04
• [図書] 「ファイバーレーザー」,先端固体レーザー(レーザー学会編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 白川晃
  • 総ページ数: 149-184(総507)
  • 出版者: オーム社
• [備考]
  • URL: http://www.ils.uec.ac.jp/~shirakawa_lab/