波長可変レーザー励起用高平均出力Nd:YAGレーザーの熱特性評価

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。

LD-pumped 0.62J, 105W Nd:YAG green laser

鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 丸山 庸一郎; 的場 徹; 有澤 孝

Solid State Lasers VII, 3265, p.212 - 218, 1998/00

超高速、高分解能イメージング技術開発を目指して、kHz級の繰り返し数を有するX線発生用の短パルスレーザーの開発を行っている。この短パルスレーザーはkHz級の高平均出力のグリーンレーザーを必要とするため、全固体LD励起Nd:YAGレーザーとその波長変換の研究も同時に行っている。YAGレーザーは発振器と3台の増幅器から構成されるMOPAシステムであり、すべてのレーザー結晶はスラブ状でLDにより励起される。現在、基本波の最大出力は250W,200Hzであり、LBO結晶を用いた波長変換により105W,170Hzのグリーン光発生に成功している。今後このYAGレーザーの高エネルギー化及び、高繰り返し化を進めるとともに、高平均出力の短パルスレーザーの励起に用いる予定である。