| 研究概要 |
太陽光を直接励起光源に利用する固体レーザーである「太陽光励起レーザー」がエネルギー応用を目指して研究されている.しかし一般に太陽光励起レーザーは発振に必要な利得を得るために太陽光をおよそ10,000倍に集光する必要があるため実用化が遅れている.我々は「集光せずに発振する太陽光励起レーザー」を実現する手段として色素増感と赤外線閉じこめチャンバーを組み合わせた型太陽光励起ファイバーレーザーを提案した.
昨年度,無機量子ドットの有効性に言及したが,試験を行ったところ蛍光変換効率が10%程度と本研究の目的には不適であることがわかった.現在までに,可視光を50%を越える量子効率で赤外光に変換する増感剤は見つかっていない.
Ndドープガラスファイバー(三菱電線)を100巻きのコイル状にして,45mm角の開口を持つ色素チャンバー内を貫通させた.この構成では太陽光はファイバー全長の10%程度の領域にしか照射されないが,単位長さあたり利得を計測する事は可能で,原理的に発振が可能かどうかの検証が目的の実験である.ここに,太陽光の40倍の強度の白色光(セリックXC-500)を照射した.
ダイクロイックミラーと赤外色素(Styryl9M)を組み合わせた構成で最大利得は1.7dB/kmと目標に遠く及ばなかったが,ダイクロイックミラーをガラス窓に交換,色素を可視(600nm)で蛍光するRhodmine6Gに変えたところ30dB/kmの利得を得た.これは,一般的なアクティブファイバーの損失を上回るもので,レーザー発振が可能な利得である.著者の知る限り太陽光励起でアクティブファイバーが発振閾値を越えたのは初めてのことである.
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