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論文

Ba(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$及びCaCO$$_{3}$$結晶の後方誘導ラマン散乱によるパルス圧縮/増幅特性

出来 恭一*; 松岡 史哲*; 鄭 和翊*; 有澤 孝

レーザー研究, 31(12), p.854 - 859, 2003/12

硝酸バリウム,カルサイトの2種の利得係数の大きく異なるラマン結晶を用いて後方ラマン光発生とそれに伴うパルス圧縮、及び増幅の基礎特性を実験的に調べた。硝酸バリウム結晶では15倍のパルス圧縮比と50%以上のストークス光の反射率を達成した。また、後方ストークス光発生時、主パルスに引き続く第2パルスが広い条件下で発生することを見いだし、かつこの第2パルスはラマン発生用結晶配置の調整により制御可能であること、またラマン増幅器においては、ポンプ光と入力光の出会いのタイミングの調節によって主パルスのみを選択的に増幅でき、第2パルスが無視できる程度にその相対強度比を低め得ることも実験的に明らかにした。以上より、複雑,高価なCPA方式を用いない、簡便な手段により小型,低価格の短パルス(数十ピコ秒)レーザーの実現が可能であることを実験的に示すことができた。

論文

Neutron capture cross section to $$^{186}$$Re isomeric state

早川 岳人; 静間 俊行; 山内 俊彦; 峰原 英介; 有澤 孝

Nuclear Physics A, 718, p.665c - 667c, 2003/05

$$^{186}$$Reには20万年の長い半減期の核異性体が存在する。$$^{185}$$Reの中性子照射によって$$^{186}$$Re核異性体が生成されるはずであるが、その絶対値測定は行われていなかった。そこで、東海研原子炉JRR-4を用いてRe金属薄膜に熱中性子を6時間照射した。4ヶ月の冷却期間後に、$$^{186}$$Re核異性体から$$beta$$崩壊にともなって放出される$$gamma$$線を測定することで中性子捕獲断面積の測定を行った。この中性子捕獲断面積は、重元素合成過程において重要であり、187Os-$$^{187}$$Re原子核宇宙時計への寄与が問題になる。この測定によって、$$^{186}$$Re核異性体経由の寄与は186Osの存在量の1パーセント以下であることを明らかにした。

論文

Demonstration of a transient high gain soft X-ray laser for neon-like Argon

Lu, P.; 河内 哲哉; 鈴木 将之*; 助川 鋼太*; 難波 慎一; 田中 桃子; 長谷川 登; 永島 圭介; 大道 博行; 有澤 孝; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 41(2A), p.L133 - L135, 2002/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:58.81(Physics, Applied)

私たちは、ガスパフターゲットを用いて高利得Ne様アルゴンイオンのX線レーザー発振を実証した。X線レーザープラズマは、進行波励起方式で、全エネルギー9Jの、線集光したピコ秒レーザーがガスパフターゲットを照射することにより生成された。強い発振線が観測され、18.7cm$$^{-1}$$の高利得係数と3.7mrad以下のビームダイバージェンスが、ターゲットまで0.45cmで46.9nmのNe様アルゴンの過渡利得励起(TCE)3p$$^{1}$$s$$_{0}$$-3s$$^{1}$$p$$_{1}$$遷移で計測された。

論文

Development of a laser-plasma ion source at the advanced photon research center

大道 博行; 山川 考一; 山極 満; 有澤 孝; 加藤 義章; 野田 章*; 上坂 充*; 小方 厚*; 松門 宏治*

Proceedings of 4th Symposium on Accelerator and Related Technology for Application, p.111 - 112, 2001/10

光量子科学研究センターで本年度より開始した100TWレーザーを用いた高エネルギーイオンビームの発生とそれの医学応用に向けた開発研究の準備状況を説明する。特にイオン発生効率を向上させるために必要な物理パラメーターの検討,イオンビーム伝送特性を評価することが重要である。これら当面の実験課題の整理・検討に関し述べる。また炭素等重イオン加速時に問題となる水素の不純物についてもその問題点,除去法について述べる。

報告書

Four-pass quadrature arrangement for highly efficient second-harmonic generation

桐山 博光; 松岡 伸一*; 有澤 孝

JAERI-Research 2001-031, 8 Pages, 2001/05

JAERI-Research-2001-031.pdf:0.44MB

Ti:sapphireレーザーに用いる励起光源のエネルギー利用効率の向上を目的としてNd:YAGレーザー光を効率よく第二高調波光に変換する方式を新たに考案した。KTP結晶を用いた基礎実験において、この方式を用いることにより、76MW/cm$$^{2}$$の低い入射Nd:YAGレーザー光強度に対して80%の高い変換効率が得られた。607mJの入射Nd:YAGレーザー光に対して486mJの第二高調波出力光が10Hzの繰り返し率で得られた。

論文

Highly efficient second-harmonic generation in novel four-pass quadrature frequency conversion

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 455(1), p.236 - 238, 2001/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

極短パルス超高ピーク出力チタンサファイアレーザーや波長可変レーザーの励起、高次高調波発生に不可欠となる高効率波長変換器の開発を行っている。低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、逆変換を最小化できるように2つの非線形光学結晶の光軸を垂直に配置し、偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる4パス構成矩象波長変換方式を新たに考案した。本実験では入射レーザー光に1064-nm Nd:YAGレーザー光を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いた。1064-nm基本波入射光強度に対する532-nm第二高調波変換効率特性を実測した。比較のために入射レーザー光を1つの結晶に対して1回通過させた典型的な従来法を用いた変換効率も実測した。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上し、この方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の低い入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。システムの詳しい動作、変換効率特性については講演で報告する予定である。

論文

Silicon plate penetration with a high energy laser pulse

西村 昭彦; 宇佐美 力*; 出来 恭一*; 下別府 祐三*; 早坂 昇*; 有澤 孝

Technical Digest on 4th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Pacific Rim 2001), p.II_280 - II_281, 2001/00

固体ターゲットへのレーザー集光によるX線発生では、損傷するターゲット表面の更新が重要となる。一方、これまでレーザー加工という観点からは加工痕の形状について多くの観察報告が行われている。レーザー光の集光により加熱/蒸発によって生じるキーホールの進行プロセスの解明が重要であるが、顕微鏡による観察では進行中のプロセスの情報が失われている。本報告では、加工対象としてLSI製造のシリコン基板を選び、これまでの顕微鏡観察と併せてレーザー光の反射光と透過光を同時計測すことにより加工プロセスの時間変化を把握することを試みた。シリコン基板の厚さは50ミクロンである。また、使用したレーザーはフラッシュランプ励起のフリーランニングチタンサファイアレーザーであり、パルス長さ140マイクロ秒,パルスエネルギーは57mJである。600kW/cm$$^{2}$$の照射強度の際に50ミクロン厚のシリコン基板を貫通できること、シリコン基板表面からの反射光は20マイクロ秒後には消失すること、55マイクロ秒後に貫通穴が生じ始めること、など加工プロセスの時間変化を明らかにすることができた。

論文

Enhancement of ion extraction from a cold plasma with radio-frequency plasma heating

大図 章; 鈴木 庸氏; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Applied Physics Letters, 76(14), p.1822 - 1824, 2000/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:85.96(Physics, Applied)

原子法レーザー同位体分離のレーザー誘起プラズマからのイオン回収過程では、イオンを電極上に高速で回収することが重要となる。これを行うためには通常高電圧を必要とする。しかし、回収に費やす電力の増加とスパッタリングの増大を引き起こしやすくなる。高電圧が必要な理由は、レーザー誘起プラズマが低温のためである。低電圧でイオンを高速で回収するために、高周波でプラズマを加熱し回収する方法を開発した。その結果、回収時間を通常の3分の1にまで短縮することができた。さらに、高周波の入力、周波数に対するイオン回収速度の依存性をも調べることができた。

論文

Md:YAG oscillator-amplifier system with a passive ring self-pumped phase-conjugate mirror

鄭 和翊; 松岡 史哲*; 加藤 政明; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Optics Letters, 25(7), p.481 - 483, 2000/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:39.79(Optics)

チタン酸バリウム結晶を用いたリング型位相共役鏡をNd:YAGレーザーシステム内の位相歪み補正に適用した。レーザーシステムは2台の主増幅によって構成されるが、この増幅器は高繰り返し動作時に熱歪みを生じ、レーザーのビーム品質を低下させてしまう。上記位相共役鏡は熱歪みによるビーム品質低下を完全に補正し、回折限界のビーム品質を達成できる。チタン酸バリウム結晶を用いた位相共役鏡をハイパワーレーザーに適用したのは世界でも初めての試みである。

論文

High-efficiency second-harmonic generation in four pass-quadrature frequency conversion scheme

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Optics Communications, 174(5-6), p.499 - 502, 2000/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.8

極短パルス・超高ピーク出力チタンサファイアレーザーの励起効率の向上を目的として高効率波長変換器の開発を行った。開発した波長変換器は低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、光軸を垂直に配置した2つの非線形光学結晶中を偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる新たに考案した4パス構成矩像波長変換方式を採用している。入射レーザー光に1064-nmNd:YAGレーザー光(繰り返し率: 10Hz)を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いて実験を行った。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上し、この方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。パルスあたりのエネルギー607mJの入射レーザー光に対して486mJの第二高調波光出力が得られた。

論文

Enhancement of electron temperature in a laser-induced plasma using a radio-frequency electric field

大図 章; 鈴木 庸氏; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Physics of Plasmas, 7(2), p.770 - 772, 2000/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:95.09(Physics, Fluids & Plasmas)

原子法レーザー同位体分離のレーザー誘起プラズマからのイオン回収過程では、イオンを電極上に回収することが重要となる。これを行うために電極に印加する電圧は、高電圧が必要となる。しかし、高電圧の回収には、電力コストの増大とスパッタリングの増加の問題が出てくる。レーザー誘起プラズマからイオンを高速に回収するために高電圧が必要な理由は、そのプラズマが低温であるためである。イオン回収は、プラズマの電子温度に大きく依存する。低電圧で効率良くイオン回収を行うためにレーザー誘起プラズマを高周波電場で加熱してプラズマ中の電子温度を増加させる試験を行った。その結果、電子温度は通常の約3倍に増加することがわかった。

論文

High efficiency second-harmonic generation in four-pass quarature frequency conversion scheme

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Inertial Fusion Sciences and Applications 99, p.721 - 724, 2000/01

極短パルス超高ピーク出力チタンサファイアレーザーや波長可変レーザーの励起効率、高次高調波発生に不可欠となる高効率波長変換器の開発を行っている。低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、逆変換を最小化できるように2つの非線形光学結晶の光軸を垂直に配置し、偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる4パス構成矩象波長変換方式を新たに考案した。入射レーザー光に1064-nmNd:YAGレーザー光を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いて、1064-nm基本波入射光強度に対する532-nm第二高調波変換効率を取得した。比較のために入射レーザー光を1つの結晶に対して1回通過させた典型的な従来法を用いた変換効率も取得した。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上しこの方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の低い入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。

論文

High-repetition-rate 2J Nd:YAG oscillator-amplifier system

鄭 和翊; 加藤 政明; 松岡 史哲*; 丹羽 善人*; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝

Optical Engineering, 39(1), p.320 - 322, 2000/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:71.27(Optics)

半導体レーザー励起の高繰り返しNd:YAGレーザーシステムの開発について述べている。システムはマスター発振器と前置増幅器そして2台の主増幅器から構成されている。3台の増幅器はジグザグスラブ型レーザー結晶を内部に持ち、両サイドより励起される。このレーザーシステムは2Jのパルスエネルギーを100Hzの繰り返しで発生でき、そのときのビーム品質は回折限界の3倍程である。このレーザー出力は波長変換素子によりグリーン光に変換され、チタンサファイアレーザー結晶の励起に用いられる。

論文

High-efficiency second-harmonic generation in four pass guadrature frequency conversion scheme

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Solid State Lasers IX (Proceedings of SPIE Vol.3929), p.326 - 329, 2000/01

波長可変レーザーの励起効率や高次高調波発生効率の向上を目的とした高効率波長変換器の開発を行っている。本波長変換器は低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、光軸を垂直に配置した2つの非線形光学結晶中を偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる新たに考案した4パス構成矩象波長変換方式を採用している。本実験では、入射レーザー光に1064-nmNd:YAGレーザーを用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いた。1064-nm基本波入射光強度に対する532-nm第二高調波変換効率を取得した。比較のために入射レーザー光を1つの結晶に対して1回通過させた典型的な従来法を用いた変換効率も取得した。本波長変換方式を用いることにより、この結果従来法よりも変換効率が向上し、この方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の低い入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。

論文

Highly efficient second harmonic generation by using four pass quadrature frequency conversion

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝

Advanced High-power Lasers (Proceedings of SPIE Vol.3889), p.638 - 643, 2000/00

極短パルス超高ピーク出力チタンサファイアレーザーや波長可変レーザーの励起、高次高調波発生に不可欠となる高効率波長変換器の開発を行っている。低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、逆変換を最小化できるように2つの非線形光学結晶の光軸を垂直に配置し、偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる4パス構成矩象波長変換方式を新たに考案した。本実験では入射レーザー光に1064-nm Nd:YAGレーザー光を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いた。1064-nm基本波入射光強度に対する532-nm第二高調波変換効率特性を実測した。比較のために入射レーザー光を1つの結晶に対して1回通過させた典型的な従来法を用いた変換効率も実測した。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上し、この方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の低い入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。

論文

Experimental study on self-injection locking oscillator on copper vapor laser

大図 章; 加藤 政明; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Review of Scientific Instruments, 70(11), p.4174 - 4177, 1999/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

銅蒸気レーザーは、原子法レーザー同位体分離及びレーザー加工等に使用することが考えられている。このレーザーは、発振繰り返し数が数kHzと高く、パルス幅も約100ns以下と短い。このためレーザーパルスが共振器内を往復する回数が少ないためにレーザーパルスのビーム拡がりが大きく、レーザーパルスを集光して利用する場合にその効率が悪くなる。これを解決するために通常注入同期方式と呼ばれる2つのレーザー装置を使用する方法を用いている。この方式では、ひとつのレーザーパルスを片方のレーザー共振器内にレーザーパルスが形成される前に入射してレーザーパルスのビーム拡がりを小さくするものである。この方式を改良して、1つのレーザー装置で二重放電を行って初期のレーザーパルスを発生し注入同期方式を実現することができた。その結果、従来の方式と同様のビーム拡がりを得ることができた。

報告書

Gain measurements of Ti:sapphire amplifier

田村 浩司; 有澤 孝

JAERI-Tech 99-059, 9 Pages, 1999/09

JAERI-Tech-99-059.pdf:0.76MB

チタンサファイア共振器からのレーザーパルスをヤグレーザーの第二高調波により励起することにより増幅し、出力レーザーパワーを測定した。励起のある場合とない場合の出力強度比から、シングルパスとダブルパスの小信号利得を励起レーザー光密度の関数として測定した。シングルパスの利得を2準位のレート方程式により計算した。得られた結果は実験結果をよく再現した。この結果に基づき共振器出力を多段階増幅部を用いて増幅した。

論文

Instantaneous measurement system of the effective photon energy for a single shot X-ray pulse radiation

大図 章; 伊藤 和範*; 的場 徹; 河西 俊一; 有澤 孝

Review of Scientific Instruments, 70(9), p.3776 - 3777, 1999/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.17(Instruments & Instrumentation)

従来の技術では、連続的なエネルギー分布を有するX線パルスの平均光子エネルギーを1回の測定では求めることはできない。これを求めるには吸収体の厚みを変えてX線パルスを何回も計測して減衰曲線の傾きを求めなければならない。したがって繰り返してX線パルスの発生が容易でない場合、多くの時間、手間を必要とする。これを克服するために、MOSリニアセンサー、シンチレータ付ファイバープレート及び連続的な厚みを持つ吸収体等からなる計測システムを開発した。本システムでは、1回の計測で精度の良い減衰曲線が得られ、X線パルスの平均光子エネルギーを簡単に求めることができた。これにより、これまで必要だった多くの計測時間、作業とX線パルスの発生を大幅に省略することができた。

報告書

レーザー結晶の特性評価技術の開発(共同研究)

田村 浩司; 有澤 孝

JAERI-Tech 99-060, 18 Pages, 1999/08

JAERI-Tech-99-060.pdf:0.84MB

良質のレーザー用結晶の引き上げ育成を行うために、チタンサファイア結晶の光学特性を測定してその評価法を確立した。引き上げ条件を変えて育成された3種類のチタンサファイア結晶について、吸収スペクトル、励起光吸収波長と発振波長での線吸収係数、蛍光スペクトル、発振特性、レーザーによる結晶の損傷などについて測定を行い、育成結晶のレーザー媒質としての特性を総合的に評価した。

報告書

Development of Cr,Nd:GSGG laser as a pumping source of Ti:sapphire laser

田村 浩司; 有澤 孝

JAERI-Tech 99-058, 13 Pages, 1999/08

JAERI-Tech-99-058.pdf:1.2MB

クロム、ネオジムドープのGSGGレーザーはヤグレーザーよりも原理的に効率が高く、チタンサファイアレーザーなどの高効率励起用光源となる可能性がある。そのため、GSGGレーザーを試作しその発振特性を調べた。発振効率はフリーランニングモードでヤグレーザーの2倍であった。Qスイッチモードにおいて基本波で50mJ、第2高調波で8mJを得た。レーザーの空間分布、時間波形、長時間安定性は固体レーザー励起に適したものであった。GSGGレーザーの第2高調波励起によりチタンサファイアレーザーの発振が達成できた。

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