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西村 昭彦; 大図 章; 杉山 僚; 丸山 庸一郎; 有澤 孝; 宅間 宏; Nees, J.*; Biswal, S.*; Mourou, G.*; 大和田 進*; et al.
Technical Digest on CLEO'98, P. 177, 1998/05
レーザー上準位からの励起がなく量子効率が高い次世代超高出レーザー材料としてイッテルビウムガラスがある。30J/cm
を超える高い飽和フルエンスを利用し、1.03ミクロンを中心とした幅広いバンド幅を活用して小型のレーザーシステムが可能となる。一方、この特性を最大限活かすためには半導体レーザー直接励起が必要となるが現時点ではコストの問題がある。このため、チタンサファイヤの長尺ロッドを用いてフラッシュランプ励起による高エネルギー励起光源を開発した。出力は793nmで12ジュール、920nmで6ジュールの高エネルギーパルスを得ることができた。発表ではレーザーの構造と発振特性について述べる。
西村 昭彦; 大図 章; 杉山 僚; 丸山 庸一郎; 有澤 孝; 宅間 宏*; Nees, J.*; Biswal, S.*; G.Mourou*; Erickson, E.*; et al.
Solid State Lasers VII, 3265, p.234 - 241, 1998/00
レーザー発振上位準位からの励起がなく量子効率がイッテルビウムガラスは高い飽和フルエンスと1.03ミクロンを中心に幅広いバンド幅を持ち、半導体レーザーにより直接励起可能なため、小型・高効率のCPAレーザーとして有力な材料である。一方、この特性を十分生かすためには高強度の励起のロングパルスの励起が必要であるが、現在は1ジュールを超えるレベルのレーザーは存在しない。このためチタンサファイアの長尺ロッドを用いてフラッシュランプ励起による高エネルギーレーザーを開発した。フリーランニング発振器から793nm波長で12ジュール、920nm波長で6ジュールを得ることができ、イッテルビウムガラスCPAレーザーの研究開発に供することが可能である。
Biswal, S.*; F.Druon*; Nees, J.*; G.Mourou*; 西村 昭彦
Conf. on Lasers and Electro-Optics, 11, p.319 - 320, 1997/05
超高強度光物理の推進のためには、現在主流であるチタンサファイアを増幅媒質に用いる極短パルスレーザーの問題点である(1)大型結晶作成の困難、(2)高出力QスウィッチSHGレーザーの高コスト代の2点を解決するような概念に基づく超高出力極短パルスレーザーの開発が必要となる。イッテルビウムガラスはチタンサファイアの30倍の飽和フルエンスと1000倍の上準位寿命を有するため、単位体積当たり大きなエネルギーを長時間保持することができ、高エネルギー化が可能なフリーランニングレーザーを励起光源に用いることができる。本発表では、フリーランニングチタンサファイアレーザーを用いてイッテルビウムガラス再生増幅器を試作し、出力エネルギー15mJレベルのCPAに初めて成功したことを報告する。
Biswal, S.*; F.Druon*; 西村 昭彦; Nees, J.*; G.Mourou*
Technical Digests on CLEO/Pacific Rim'97, P. 15, 1997/00
超高強度光物理学の新たな展開のためペタワット級のCPAレーザーの小型化・高効率化が必要である。イッテルビウムガラスは、チタンサファイヤの30倍以上の飽和フルエンスとネオジウムガラスの3倍の増幅帯域と2m秒の長い上準位寿命を有する優れた増幅媒質である。このイッテルビウムガラスを増幅媒質とすることで、半導体レーザー直接励起が可能な小型・高効率のシステムが実現する。現在のところ励起光源には半導体レーザーに代わりフラッシュライプ励起のフリーランニングレーザーが必要である。本発表では小型のフリーランニングチタンサファイヤレーザーを用いてイッテルビウムガラス再生増幅器を試作し出力エネルギー15mJレベルのCPAに成功したことを報告する。
Nees, J.*; G.Mourou*; Biswal, S.*; J.Itatani*; A.C.Tien*; J.C.Chanteloup*; 西村 昭彦; 宅間 宏*
Ultrafast Optics 1997, 4 Pages, 1997/00
1985年にレーザー媒質を破壊すること無く超高出力を得るCPA法が開発されて以来、超高出力レーザーの発展は著しく、現在、数TWから数十TWのシステムが世界各地で稼動するに至っている。今後、X線レーザーやレーザー加速
線発生などの超高強度光物理学の展開のためには、PW級の出力を微小領域に集光し、10
w/cm以上の光電場を発生させる必要がある。このためのCPAレーザーシステムは、現在のチタンサファイアに代わりイッテルビウムガラスをレーザー媒質に用いた小型高出力を特徴とし、将来的に半導体レーザー直接励起が可能なシステムが適している。現時点では半導体レーザーに代わり高エネルギーを得易いフラッシュランプ励起のフリーランニングレーザーを励起光源とすることで効率的な開発が可能である。講演では次世代CPAレーザー像について述べる。