High power pulsed green lasers

桐山 博光

Recent Research Developments in Optics, Vol.3, p.155 - 171, 2003/12

チタンサファイアチャープパルス増幅(CPA)レーザーシステムの励起光源として2つのグリーンレーザーシステムの開発を行った。一つは高エネルギーグリーン光発生を目指したものであり、ペタワットクラスのチタンサファイアレーザーシステム構築のための要素技術開発として、CLBO結晶を用いた高エネルギーグリーンレーザーシステムの開発を行った。25-Jの高エネルギーグリーン光が74%の高い変換効率で得られた。もう一方は高繰り返しテラワットクラスのチタンサファイアレーザーシステムを実現するため半導体レーザー励起方式を用いたレーザーシステムであり、0.13-Jのグリーン光が1-kHzの高繰り返し動作で得られた。これらのレーザーシステムの実験結果の詳細について紹介するとともに、設計,スケール則などについて議論する。

25J green beam generation using large aperture CsLiBO frequency doubler

桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一

レーザー研究, 31(4), p.282 - 285, 2003/04

https://doi.org/10.2184/lsj.31.282

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より高出力化を目的として高エネルギーグリーン光発生のための波長変換器の開発を行った。本波長変換器は高エネルギーでかつ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、大型結晶の育成が容易で非線形光学定数の大きいCLBO結晶を採用した。本実験では入射レーザー光にNd:ガラスレーザー光を用い、非線形光学結晶にはタイプII位相整合の30mm30mmと大形CLBO結晶を2つ用い、直列に配置した。34-JのNd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高エネルギーグリーンエネルギーが得られた。370MW/cmと低い入射レーザー光強度に対して74%の高い変換効率を達成した。また、空間プロファイルはほぼフラットトップであり、チタンサファイア結晶の励起に適していることがわかった。

大口径CsLiBO結晶を用いたNd:ガラスレーザーの高効率・高エネルギー第二高調波発生

桐山 博光; 井上 典洋*; 山川 考一

JAERI-Research 2002-020, 13 Pages, 2002/09

JAERI-Research-2002-020.pdf:1.14MB

大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いて高エネルギーグリーンレーザー光の発生を初めて行った。34Jの入射1064-nm Nd:ガラスレーザー光に対して25Jの532-nmグリーン出力光が得られた。370MW/cmの低い入射Nd:ガラスレーザー光強度に対して74%の高い変換効率が得られた。このグリーン出力エネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で最も高い値である。

25-J green-beam generation with large aperture CsLiBO crystals

桐山 博光; 井上 典洋*; 八木 謙一*; 永井 亨*; 青山 誠; 山川 考一

Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics / Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2002), p.CPDC6_1 - CPDC6_3, 2002/00

チタンサファイアレーザーの高出力化に向けて、その励起光源である高出力Nd:ガラスレーザーの高効率・高エネルギー第二高調波(532-nm)発生を行うために、大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いた波長変換器を初めて開発した。34Jの入射1064-nm Nd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高エネルギー第二高調波光が74%と高効率で得られた。この第二高調波光のエネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で世界最高値である。

Demonstration of quadrature arrangement using CsLiBO crystals

桐山 博光; 松岡 伸一*; 中野 文彦*; 山川 考一

JAERI-Research 2001-019, 7 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-019.pdf:0.39MB

高出力Nd:YAGレーザーの第二高調波光発生に対してCsLiBO(CLBO)結晶を用いた矩象波長変換方式の可能性について実験的に評価した。3.21Jの入射Nd:YAGレーザー光に対して2.25Jの第二高調波光発生光出力が繰り返し率10Hzで得られた。このときのパワー変換効率は70%以上に相当する。

Quadrature frequency conversion scheme using CsLiBO crystals for the efficient second-harmonic generation of high power Nd:YAG laser

桐山 博光; 松岡 伸一; 中野 文彦*; 山川 考一

Optical Review, 7(4), p.281 - 283, 2000/07

https://doi.org/10.1007/s10043-000-0281-9

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、2つの非線形光学結晶の光軸を垂直に配置した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レーザー光(繰り返し率: 10Hz)を用い、非線形光学結晶に大型結晶の育成が容易なタイプII位相整合のCLBO結晶を用いた。1064-nm入射レーザー光強度に対する532-nm第二高調波変換効率特性を取得した。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。317MW/cmの入射レーザー光強度に対して70%の高い変換効率を得た。平均出力32.1Wの入射レーザー光に対して平均出力22.5Wの第二高調波光出力が得られた。