コンパクトな極短パルス・超高ピーク出力レーザー; 全固体励起光源の研究開発

Ultra-short pulse, ultra-high peak power compact laser system; Research and development of all solid state laser source

丸山 庸一郎

Maruyama, Yoichiro

数十フェムト秒(10秒)という極めて短い時間の間にエネルギーを一気に放出するチタンサファイアをレーザー媒質とする超高ピーク出力レーザーは、これまでにない高い出力のレーザー光を発生させることができる。チタンサファイア結晶は、緑色のレーザー光を吸収することによって波長が約800nmのパルス幅の短いレーザー光を発生させるため、高平均出力の超短パルスレーザーを実現するにはチタンサファイアが吸収する緑色の光を高繰り返しで発振できる強力な駆動光源(ポンプレーザー)が不可欠である。これまで強力な緑色光は、フラッシュランプによってNd:YAG結晶のようなレーザー媒質を励起して赤外レーザー光を発生させ、これを波長変換することによって出していた。しかしフラッシュランプで発生する光の波長幅は広く、ごく一部しかレーザー媒質に吸収されず、ほとんどが熱に変わってしまうため発振効率が低く、高い繰り返し発振ができなかった。そこで原研では、超短パルスチタンサファイアレーザーのポンピング光源としてkHzオーダーの繰り返し数とkWオーダーの平均出力を目標に固体レーザー(Nd:YAGレーザー)の開発を進めている。

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