High-energy, high-efficiency second-harmonic generation from a Nd-doped laser with high-quality CsBO crystal

CsBO結晶を用いたNd系レーザーパルスの高エネルギー、高効率第二高調波生成

鈴木 将之; 桐山 博光; 中井 善基*; 岡田 大; 大東 出; Bolton, P.; 大道 博行; 近藤 公伯; 河西 俊一; 影林 由郎*; 横田 利夫*

Suzuki, Masayuki; Kiriyama, Hiromitsu; Nakai, Yoshiki*; Okada, Hajime; Daito, Izuru; Bolton, P.; Daido, Hiroyuki; Kondo, Kiminori; Kawanishi, Shunichi; Kagebayashi, Yoshio*; Yokota, Toshio*

高エネルギーNd系レーザーの第二高調波(波長532nm)は、チタンサファイア結晶や光パラメトリック増幅の励起源として用いられる。そのためこれらの増幅器の出力は、この第二高調波の出力に依存し、さらにレーザー駆動粒子線発生実験において入力レーザーエネルギーが高ければ、得られる粒子線のエネルギーも高くなると考えられている。以上のことから、波長1m帯レーザーの高効率波長変換は、粒子発生の高エネルギー化に関して重要な研究テーマの一つである。今回、われわれはCsBO(CBO)結晶の高い非線形光学定数(1.00pm/V),ダメージ閾値(26GWcm)にいち早く着目し、波長1mのレーザーパルスの波長変換を行った。励起レーザーは、出力2.0J,パルス幅10ns,繰り返し10HzのNd:YAGレーザーを用いた。その結果、入力レーザーエネルギー2.0Jに対して第二高調波の出力エネルギー1.2Jを得た。このとき変換効率は最大で60%を達成した。この変換効率は、CBO結晶を用いた過去の結果と比較して最大であった。本実験結果よりCBO結晶は第二高調波生成に非常に有効な結晶であることがわかった。

We have demonstrated efficient second harmonic generation (SHG) of high energy fundamental Nd:YAG laser pulse energy of the multi-joule (J) level at 10-Hz using high optical quality top-seeded solution growth CsBO (TSSG-CBO) crystal. SHG output energy of 1.2 J is obtained with a conversion efficiency of 60%. These results indicate that CBO is a good candidate material for high energy SHG of Nd-doped lasers at the several J level or more with high repetition rate.