光反応によるランダムレーザーの発振モード制御の研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16540296
• Research Institution: KWANSEI GAKUIN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 栗田 厚 関西学院大学, 理工学部, 教授 (70170082)
• Keywords: 多重散乱 / レーザー / ランダム媒質 / 可飽和色素

Research Abstract

MMA(メタクリル酸メチル)にレーザー色素DCMと可飽和色素HITCを溶かしたものに散乱体として酸化チタン微粒子を分散し、固形ランダムレーザー媒質を作製した。これを、QスイッチNd:YAGレーザーの第2高調波でポンピングし、ランダムレーザーの発振特性を調べた。レーザー色素、可飽和色素、散乱体の濃度を変えた試料に対して、ポンピング強度を変えて試料からの発光の測定を行なった。発光の測定は、分光器とCCDを用いて行ない、パルス1発ごとのスペクトルも測定した。その結果、可飽和色素を含む試料では、可飽和色素による吸収があるにもかかわらず、特定のポンピング強度の条件下で、可飽和色素を入れない場合よりも強度が急激に増加した。これは、発振光が試料内で多重散乱されて作る干渉縞の強い場所で、可飽和色素の吸収飽和が起こっているためと考えられる。一方、レーザー媒質中の電磁場の計算機シミュレーションを行った。誘電体微粒子をランダムに配置し、色素による増幅と可飽和色素の効果をモデル化した系における電磁場を、FD-TD法によって求めた。その結果、可飽和色素の効果によって、媒質内では特定の周波数、偏光を持つモードが優先的に成長するための条件が求められた。しかし、その光が外部に出てくる過程で偏光状態や進行方向が乱れてしまうため、外部においてこの効果を観測することは難しい。特定の偏光や進行方向を持った光を得るためには、外部から種光を入れてやることが有効であることがわかった。