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丸山 庸一郎; 鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 松岡 史哲*; 的場 徹; 有澤 孝; 大場 正規
Trends in Optics and Photonics;Advanced Solid-State Lasers, 26, p.45 - 48, 1999/00
高繰り返しチタンサファイアCPAレーザーのポンプ光源として全固体Nd:YAGグリーンレーザーの開発を進めている。グリーンレーザーはシングルモード発振器、4パス前置増幅器、リング型2パス増幅器、波長変換装置より構成されている。発振器で発生するTEM
のレーザー光は前置増幅器で増幅された後、リング型2パス増幅器でさらに増幅される。これらの増幅器は高いビーム質を維持するために互いに像転送光学系で結合されている。増幅されたレーザー光はもう1台の像転送光学系で波長を緑色に変換するための波長変換装置に転送される。波長変換用の非線形結晶には熱特性に優れたKTP結晶を2個拡散接合したものを使用した。接合した2個の結晶はお互いに約4分の位相ミスマッチが観測されたがこれはKTPの許容角度に比べて十分小さい。基本波のパルスエネルギーは繰り返し100Hzで2.1Jで、これを拡散接合したKTP結晶に入射することによって1Jの緑色光が発生でき、波長変換効率として約48%を得た。また緑色光の出力安定性は
1%と安定であった。さらにパルス幅は約70nsとなりチタンサファイア結晶のポンピングに最適な長さが得られた。
丸山 庸一郎; 鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 大場 正規; 的場 徹; 有澤 孝
Advanced Solid State Lasers, 19, p.310 - 313, 1998/00
原研では光量子科学研究の基盤技術として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の研究開発を進めている。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ような強力な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、その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困難であった。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半導体レーザーで励起する全固体レーザーの開発を進め、現在、平均出力105W、パルスエネルギー0.62Jの緑色光を得ている。
有澤 孝; 丸山 庸一郎; 大場 正規; 加藤 政明; 村松 敏晃
レーザー研究, 24(3), p.324 - 333, 1996/03
実用的なレーザー光化学反応に利用される波長可変レーザーやX線レーザー等への利用を目的とした極短パルスレーザーの励起光源としてコンパクトで高繰り返し、高出力の固体レーザー、特にグリーン光を放出できるレーザーの出現が期待されいてる。高繰り返し・高出力レーザーは熱除去や熱歪みの問題を解決しながら開発を行う必要があるが、原研ではこうした観点から半導体励起固体レーザーの開発に着手し、EO-Qスイッチを用いて1kHzの繰り返しでグリーン出力として19Wを得た。さらに繰り返しを上げるためにAO-Qスイッチを用いて10kHzで基本波出力6Wを得た。
渕 葵*; 米田 仁紀*; 道根 百合奈*; 原田 寛之; Saha, P. K.; 佐藤 篤*; 柴田 崇統*; 金正 倫計
no journal, ,
大強度陽子加速器J-PARCでは、リニアックからシンクロトロンに負水素イオンを入射する際に陽子へと荷電変換をしている。現在は炭素膜を用いた手法が用いられているが、さらなる大強度化に向け、レーザーを用いた荷電変換を行うことを目指し、レーザー光源及び原理実証実験を進めている。この方式では、ドップラー効果と多段階の電子電離プロセスを考えており、高出力レーザー開発が比較的容易な波長のレーザーとその5倍波のパルスレーザーを利用することを想定している。さらに、パルスあたりのエネルギーを下げるには、光の有効利用率を高めなければならない。そのため、折り返し像転送光学系やビームシェーパーの開発を進めている。本発表では、現在開発中の高繰り返しレーザー光源や像転送光学系について報告する。
