小型・高強度レーザーにおける固体レーザー材料の分光特性

田尻 訓啓*; 廣安 知之*; 和田 元*; 剣持 貴弘*; 桐山 博光; 大東 出; 笹尾 一*; 鈴木 将之; 岡田 大

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現在、レーザー駆動型加速を用いて加速器サイズを1/10程度まで小型化させることで、重粒子線癌治療を普及させようと研究が進められている。医療利用するには、100MeV以上の粒子線を生成する必要がある。このためには、100TWの高ピーク出力,フェムト秒オーダーの超短パルスを有する高強度レーザーが必要である。本研究では、次期小型・高強度レーザーに適用可能な固体材料の分光学的特性を調査し性能評価を行う。固体材料には、(1)高い効率を得るために半導体レーザー励起ができ、(2)高いピーク出力を可能とするため広い蛍光スペクトル帯域を有し、(3)大型化が可能なYb系セラミック材料を用いる。ドーパント濃度,ホスト材料を変化させ、蛍光スペクトル,吸収スペクトル並びに蛍光寿命の測定を行う。得られたデータをもとに誘導放出断面積等の解析を行い、システムの最適設計を行う。発表では、蛍光スペクトル、及び蛍光寿命から算出した誘導放出断面積とドーパントの濃度及びホスト材料の相関関係について報告する。