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長谷川 信; 宮本 泰明; 萩原 正義; 島崎 善広
PNC TN8410 92-287, 70 Pages, 1992/10
ラマンレーザー装置を低温化することにより,高効率で発振することは良く知られていることである。本研究では,ラマンレーザー装置を液体窒素温度に冷却した条件とブライン温度(-50度C)に冷却した条件の2ケースについて,実験による確認及び解析検討を実施した。その結果,液体窒素温度条件では,ビームの揺らぎ現象が起こり,不安定なラマン変換を発生させるとともに,マルチパスも設計条件とおりに設定できなかった。以上の現象をシミュレーション解析で推定した結果,(1)マルチパスミラー上部,下部及びマルチパスミラー開孔部付近で発生する流動の乱れが,ビームの揺らぎ原因であること(2)マルチパスミラーの温度差による不規則な変形による曲率変化とマルチパスミラー開孔部に集中する応力による歪みが原因であることが分かった。この液体窒素冷却でのそれぞれの問題点を,ブライン(-50度C)冷却温度まで高めることで解決した。また,改善された条件でラマン変換試験を実施した結果,ラマンエネルギーだけについてみれば,ブレークダウンの発生し易い液体窒素条件よりも,ブライン冷却の方が有利であった。
萩原 正義; 宮本 泰明; 長谷川 信
PNC TN8410 92-094, 36 Pages, 1992/04
液体窒素冷却方式によるラマンレーザーの低温化において発生した問題の改善策としてブライン冷却方式を検討した。その結果を以下に示す。(1)ラマンレーザー特性において,1.ラマン変換効率は設計パス回数の37パスとすれば飽和変換領域に達すること。2.銅ミラーの変形量は液体窒素冷却に比べ,上下で約1/5,表裏面で約1/3となり,マルチパス形成上,問題はないと考えられること。3.ブライン冷却にした場合,ガス流動速度は液体窒素冷却の約半分以下と推測される他,ミラー穴付近の複雑な流動も解消されることが期待されるため,ビームの揺れは現状より改善されると思われること。(2)ブライン循環システムについて,1.噴流方式が最適と思われること。2.噴出速度を5m/s程度とすれば,流れによる攪拌効果が期待できること。3.冷媒としてメタノール(60wt%)で充分冷却可能であること。4.冷媒及び冷凍機に対して、官庁申請等を必要としないこと。
宮本 泰明; 萩原 正義; 長谷川 信; 島崎 善広
PNC TN8410 92-090, 38 Pages, 1992/04
分子レーザー法ウラン濃縮技術において,波長可変な高気圧(TEMA)炭酸ガスレーザー光をSUP235/UF/SUB6の吸収ラインのある16ミューm帯に波長変換するためには,十分に増幅されたTEA炭酸ガスレーザー光との4波混合によるラマン変換技術が必要となる。4波混合を起こすためには2つのレーザー光を時間的・空間的に完全に重ねてラマンレーザーに入射することが重要である。そこで,本報告書では2波長以上のレーザー光を空間的に結合する技術に関する原理的,数値解析的検討を行った。その結果,分子レーザー法の4波混合ラマン変換におけるレーザー光結合技術としては,プリズム方式,グレーティング方式,部分反射ミラー方式及びエタロン方式が有望であることがわかった。また,グレーティング方式においてはレーザー光を円偏光化技術の確立,及び,結合に要する距離の短縮化が必要であることがわかり,エタロン方式ではエタロン間隔の制御技術の確立が重要であることがわかった。
宮本 泰明; 長谷川 信; 矢戸 弓雄
PNC TN8410 91-259, 27 Pages, 1991/10
(1) 光学部品の最適化をはかり、ストークス光出力及びラマン変換効率を増大する。(2) ビーム交差効果の影響を実験的に把握する。ラマンセル入射窓材の違いによる入出力エネルギー特性を観測する。波形測定によりビーム交差効果のラマン変換効率に及ぼす影響を把握する。(1) ラマンレーザーの入射窓材としてARコートZnSeを使用可能とし、その結果ストークス光出力1.3J、変換効率約29%を得た。(2) ラマン変換に伴い、自己ビーム回析効果が発生することを見出した。(3) ラマン変換が完全に飽和する領域では、ストークス光の直前・直後の未変換ポンプ光のビーム交差効果がラマン変換効率に大きな影響を与えることを確認した。光学部品での損失を少なくすることによってラマン変換効率を増加できることを確認した。また、ビーム交差効果を有効活用可能な光路設計により、ラマン変換効率を増大できることを確認した。
長谷川 信; 宮本 泰明; 田中 拓; 川越 浩; 藤原 重徳; 松田 瑛; 矢戸 弓雄
PNC TN8410 91-090, 11 Pages, 1991/03
動燃事業団は,分子レーザ法ウラン濃縮の開発を昭和63年度から理化学研究所の協力を得て進めてきた。そして100HZレーザシステムによる工学的原理実証を目的した試験装置の建設し,調整運転に入っている。この装置の開発で特に重要課題となるのは,分離に必要な16マイクロメートルレーザ光を作る100HZレーザシステムとレーザ光を利用して分離を行うプロセスシステムである。本報では,本装置の主要構成機器要素である,1)10マイクロメートルレーザ光を放射する炭酸ガスレーザシステム,2)10マイクロメートルレーザ光を16マイクロメートルに波長変換するラマンレーザステムについて,これまでのシステム開発の現状と工学実証試験装置の概要を紹介した。
