2002 Fiscal Year Annual Research Report
超高融点結晶のセラミック生成による高効率新固体レーザーの開発
Project/Area Number |
02F00068
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Research Institution | The University of Electro-Communications |
Principal Investigator |
植田 憲一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LU Jianren 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 外国人特別研究員
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Keywords | セラミックレーザ / 超高融点結晶 / 固体レーザー |
Research Abstract |
Yb^<3+>:Y_2O_3セラミックスの吸収・発光スペクトル、熱伝導率、非線形屈折率の測定を行い、物理特性・光学特性を評価した。極低温の吸収スペクトル測定により976.5nmの0-0遷移の吸収線がメインの吸収線と磁気双極子遷移と思われる弱い吸収線とに分離した。Y_2O_3の結晶構造により許容・禁制の二通りのサイトへYb^<3+>が置換配置されることを確認した。熱伝導率は無添加Y_2O_3セラミックスでは17W/Kmを示し、YAGの1.4倍以上の大きな値を示した。Yb^<3+>添加により低下するが、実用的な使用濃度(1at%程度)ではほとんど問題はないと考えられる。Z掃引法により非線形屈折率測定を行い、n_2=(5.79±1.45)×10^<-13>esuを得た。これはYAGの2倍以上の大きな値であり、Kerrレンズモード同期を行う上で有利である。またYAGは単結晶とセラミックスで差がないことを確認した。 Yb^<3+>:Y_2O_3セラミックスのCWレーザー発振実験を行った。波長940nm、出力3Wのブロードストライプレーザーダイオード(LD)を励起光源にした端面励起構成により、1.077μmで0.47Wの出力を得た。スペクトル幅2nmの広帯域発振を観測し、超短パルスレーザー材料としての有用性を認識した。モード同期発振に向けて現在実験を進めている。 またNd^<3+:>Lu_2O_3、Yb^<3+:>Sc_2O_3、Nd^<3+:>YGdO_3などの新しいホストセラミックスの吸収・発光スペクトル、熱伝導率、非線形屈折率の測定を行い、レーザー発振にも成功している。Yb^<3+:>Sc_2O_3、Yb^<3+:>Lu_2O_3はYb^<3+>:Y_2O_3と同様に広帯域な蛍光スペクトルを有し、超短パルス発生媒質として有望である。これらも併せて試料作製の最適化及びレーザ発振実験を進めている。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] J.Lu, et al.: "Doped and undoped Ytterium Aluminum Garnet Nanocrystalline ceramics-a new generation of Solid-state laser and optical materials"Journal of Alloys and Compounds. 341. 220-225 (2002)
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[Publications] J.Lu, et al.: "36-W diode-pumped continuous-wave 1319-nm Nd:YAG ceramic laser"Optics Letters. 27. 1120-1122 (2002)
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[Publications] J.LU, et al.: "Promising ceramic laser materials : Highly transparent Nd^<3+>:Lu_2O_3 ceramic"Applied physics letters. 81. 4324-4326 (2002)
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[Publications] J.Lu, et al.: "Yb^<3+>:Y_2O_3 ceramics-a novel solid-state Laser materials"Jpn.J.Appl.Phys.. 41. L1373-L1375 (2002)
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[Publications] J.Lu, et al.: "New highly efficient 1.3μm CW generation in the ^4F_<3/2>-4I_<13/2> channel of the nanocrystalline Nd^<3+>:Y_3Al_5O_<12> ceramic Laser"Phys.Stat.Sol.. 189. R11-R13 (2002)
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[Publications] J.Lu, et al.: "Nd^<3+>:YGdO_3 ceramic laser"Laser Physics. (Accepted).