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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。
O
crystals桐山 博光; 中野 文彦*; 山川 考一
Journal of the Optical Society of America B, 19(8), p.1857 - 1864, 2002/08
被引用回数：7 パーセンタイル：36.31(Optics)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、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多数回通過できる新たに考案した多重パス構成矩象波長変換方式を採用している。CLBO結晶を用いた高出力第二高調波発生実験において、変換効率83%を得た。平均出力32.7Wの入射1064-nm Nd:YAGレーザー光に対して平均出力27.3Wの第二高調波出力が繰り返し率10Hzで得られた。
大場 正規; 丸山 庸一郎
JAERI-Research 2001-040, 24 Pages, 2001/08
JAERI-Research-2001-040.pdf:2.35MB
レーザーによる同位体分離の実現には、
Uを励起,電離するために高い平均出力の波長可変レーザーが必要である。このような波長可変レーザーを実現するためには、それを駆動するポンプレーザーが不可欠である。これまで分離波長可変レーザーのポンプレーザーとして銅蒸気レーザーが有望視され、その技術開発が行われてきた。しかし、近年の半導体レーザーの高性能化による固体レーザーの性能向上により、ポンプレーザーとしての固体レーザーの利用が分離エネルギー低減の観点から有望であると考えられるようになった。原研では、このような性能を満足するポンプレーザーとして半導体レーザーでポンピングされるジグザグスラブレーザーを選定し、その開発を進めてきた。しかし、レーザー媒質が吸収する光のみを発生できる半導体レーザーを利用しても、その一部は熱に変化し、この結果、結晶内に応力が発生し、熱複屈折や熱レンズなどの効果が生じ、出力の減少や光の質の低下をもたらす。このような効果は繰り返し数や平均出力が高くなるほど大きくなるため、これらの効果の抑制あるいは制御が重要な課題となっている。このためモデルを用いて発振繰り返し数2~2.5kHzのNd:YAGレーザーの出力特性及び使用するレーザー結晶内の熱分布,熱歪み,復屈折効果などを計算した。この結果、最適設計を行うことにより、2kHz級の発振繰り返し数で、緑色光平均出力500W級のNd:YAGレーザーが実現可能であるとの見通しを得た。
O crystals for highy efficient second-harmonic generation of high-power Nd:YAG laser桐山 博光; 中野 文彦*; 山川 考一
Technical Digest on 4th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Pacific Rim 2001), p.II_150 - II_151, 2001/00
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、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多数回通過できる新たに考案した多重パス構成矩象波長変換方式を採用している。CLBO結晶を用いた高出力第二高調波発生実験において、変換効率83%を得た。平均出力32.7Wの入射1064-nm Nd:YAGレーザー光に対して平均出力27.3Wの第二高調波光出力が繰り返し率10Hzで得られた。
桐山 博光; 中野 文彦*; 山川 考一
信学技報, 100(391), p.37 - 42, 2000/10
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、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多数回通過できる新たに考案した4パス構成矩形波長変換方式を採用している。CLBO結晶を用いた高出力第二高調波発生実験において、変換効率83%を得た。平均出力32.7Wの入射1064-nm Nd:YAGレーザー光に対して平均出力23.3Wの第二高調波出力が繰り返し率10Hzで得られた。
O 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
被引用回数：1 パーセンタイル：10.06(Optics)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。
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：6 パーセンタイル：34.7(Optics)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。
丸山 庸一郎; 加藤 政明; 大場 正規
JAERI-Tech 98-018, 45 Pages, 1998/06
波長可変レーザーの励起光源として半導体レーザーで励起されるジグザグスラブタイプのNd:YAG結晶をレーザー発振媒質とした全固体グリーンレーザーを設計・試作した。レーザーは、固体レーザー発振器、1台の増幅器及び波長変換装置より構成される。発振器で発生する平均出力約9Wの基本波(1064nm)を増幅器で増幅することによって、平均出力33Wを得た。増幅後のレーザー光の波面歪みは約3波長、共振器ミラーに起因するデフォーカスを除いた高次の歪み量は約0.3波長、また、レーザービームの質を表すMは約1.5で回折限界に近いビーム質であった。その基本波を波長変換用結晶によって第二高調波(532nm)に変換することによって15.5Wの平均出力を得た。波長可変レーザーなどの励起に使用する第二高調波の波面歪みは少なく、高繰り返し条件下においても高い効率で高品質の第二高調波を発生できた。また、基本波を第三(355nm)、第四(266nm)高調波に変換し、それぞれ、平均出力15.5W,1.2W,2.3Wを得た。
丸山 庸一郎; 加藤 政明; 原山 清香; 大場 正規
JAERI-Tech 97-018, 17 Pages, 1997/03
全固体の高繰り返し波長可変レーザーは、高平均出力、高エネルギーなどの特長を有し、レーザー同位体分離などへの利用が期待される。このため半導体励起Nd:YAGレーザーでポンピングされる繰り返し数1kHzの波長可変チタンサファイアレーザーを試作し、発振特性を測定した。Nb:YAGレーザーの基本波をKTP結晶によってグリーン光に変換し、チタンサファイアレーザーのポンピングに用いた。この結果、20Wの入力で平均出力1.6Wの波長可変レーザー光を得た。この時のエネルギー抽出効率は、約12%であった。
丸山 庸一郎; 大場 正規; 加藤 政明; 有澤 孝
OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers 1996, 1, p.369 - 372, 1996/00
半導体レーザーで励起される発振器と増幅器及び波長変換装置より構成されるNd:YAGグリーンレーザシステムを試作し、その発振特性を測定した。この結果、発振繰り返し数1kHzで、基本波最大平均出力43Wを、第二高調波最大平均出力19Wを得た。またこの時のレーザー光の発振モードは回折限界に近いM~1.5であった。
丸山 庸一郎; 加藤 政明; 大場 正規; 有澤 孝
Japanese Journal of Applied Physics, 34(8B), p.L1045 - L1047, 1995/08
被引用回数：3 パーセンタイル：51.46(Physics, Applied)パルス幅250nsの高繰り返しNd:YAGレーザーによって色素レーザー発振と増幅器をポンピングし、発振特性を測定した。この結果、色素ジェットを用いたレーザー発振器で、波長幅約20MHzの狭帯域レーザー光を発生させることができた。また同じ色素ジェットを用いて増幅器では、エネルギー変換効率20%を達成した。
