2001 Fiscal Year Annual Research Report
界面制御による高機能光計測用広帯域波長可変クロマチップレーザーの開発研究
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12792003
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
平等 拓範 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助教授 (50216595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池末 明生 (財)ファインセラミックスセンター, 主任研究員
庄司 一郎 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 非常勤研究員
栗村 直 岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 助手 (10287964)
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| Keywords | LD励起固体レーザー / セラミックレーザー / クロマチップレーザー / 界面制御 / Nd : YAG / 熱複屈折効果 / 擬似位相整合 / MgO : LiNbO_3 |
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| Research Abstract |
本研究では、広帯域波長可変チップ光源(クロマチップレーザー)を研究開発することを目的とし、要素技術であるNd : YAGセラミックの高透光化のためのグレイン界面制御法と高効率波長変換QPMチップ作成のための分域界面制御法を検討した。その結果以下のような知見を得た。
(1)セラミック材料では、YAG単結晶では困難なコンポジット構造を検討した。Cr添加領域の同時作り込や排熱・冷却のためのYAG/Nd : YAGまたはYAG/Yb : YAGのコンポジット構造を高価で困難な拡散接合方式でなく安価で容易なセラミック焼結法で作成するための条件を明らかにした。
(2)レーザーの高性能化のため材料の分光特性や励起に伴い発生する熱の影響等を解析する必要がある。熱複屈折評価と詳細な解析によりYAGの偏光解消特性が結晶軸に依存することが分かった。この結果は従来の定説を覆す発見で、雑誌にも取り上げられた(添付資料参照)。また、詳細な分光解析の結果、Nd : YAGの発熱を抑え特性を飛躍的に改善できる共鳴ホットバンド直接励起が高濃度Nd : YAGセラミックスで有効であることを発見した。
(3)QPM材料として一般的なLiNbO_3(LN)では光損傷閾値が低く高出力化には制限が有る。高輝度クロマチップレーザーの波長変換には,耐光損傷特性の高いMgO : LNの利用が不可欠である。昨年開発した分域壁その場観察法を利用することで分極反転条件を特定し、3mmと従来に比べ数倍の厚みのMgO : LNのポーリングに成功し、QPM-MgO : LNの多機能化の可能性を見いだした。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] N.Pavel, S.Kurimura, T.Taira et al.: "High average power diode end-pumped composite Nd : YAG laser passively Q-switched by Cr^<4+> : YAG saturable absorber"Jpn.J.Appl.Phys.. 40(1-3A). 1253-1259 (2001)
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[Publications] I.Shoji, T.Taira et al.: "Thermal birefringence in Nd : YAG ceramics"OSA Trends in Optics and Photonics. 50. 273-278 (2001)
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[Publications] Y.Sato, T.Taira et al.: "Spectroscopic properties of Neodymium-doped Y_2O_3 ceramics"OSA Trends in Optics and Photonics. 50. 417-421 (2001)
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[Publications] V.Lupei, T.Taira et al.: "Laser emission under resonant pump in the emitting level of concentrated Nd : YAG ceramics"Appl.Phys.Lett.. 79. 590-592 (2001)
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[Publications] V.Lupei, T.Taira et al.: "The effect of Nd concentration on the spectroscopic and emission decay properties of highly doped Nd : YAG ceramics"Phys.Rev.B.. 64. 092102 (2001)
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[Publications] V.Lupei, T.Taira et al.: "Laser emission in highly-doped Nd : YAG crystals under ^<4>F_<5/2> and ^<4>F_<3/2> pumping"Opt.Lett.. 26(21). 1678-1680 (2001)
