Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
若井田 育夫; 宮部 昌文
ぶんせき, 2004(10), p.585 - 590, 2004/10
原子力施設の廃止に伴い発生する極濃度放射性廃棄物を一般廃棄するための基準として、クリアランスレベルが定められようとしている。
Caを対象とした濃度基準の検認技術として、現在開発中の半導体レーザー利用コリニア共鳴蛍光法,共鳴電離法を取り上げた。コリニア法は、光源が1台で済み、ドップラー同調により光源の波長掃引が不要であるため操作が簡便である。大きさは2m
3m程度に収められる。同位体比10
程度のクリアランスレベル測定を、迅速で経済的に実施できる最適な方法となる。共鳴電離法は、複数のレーザー制御を要する困難さはあるが、技術的には可能な段階にある。同位体比感度が10
に達することから、環境中のクリアランス核種の濃度監視等に有効な技術となる。大きさはより小型で、1m2m程度に収められる可能性がある。同位体選択性は加速器質量分析法(AMS)の測定領域に及ぶことから、AMSの事前分析や、従来法とAMSの測定領域を補完する手法として期待できる。分析にはトレーサビリティーの確保が要求され、標準試料を用いた直線性の検証が重要となる。従来の分析手法を基本とした精密で正確な標準試料の提供が不可欠で、これを高めつつ新しい手法の開発を進める必要がある。
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。
桐山 博光; 山川 考一; 永井 亨; 影山 進人*; 宮島 博文*; 菅 博文*; 吉田 英次*; 中塚 正大*
Optics Letters, 28(18), p.1671 - 1673, 2003/09
被引用回数：29 パーセンタイル：73.98(Optics)高平均出力・高繰り返しチタンサファイアレーザーの小型化,高効率化を目的として半導体レーザー(LD)励起Nd:YAGレーザーMOPA(Master-Oscillator-Power-Amplifier)システムの開発を行った。本システムは、低い入力エネルギーで高いエネルギー抽出効率を達成するため、レーザービームが励起領域を6回通過できる多重パス増幅方式を採用している。高ビーム品質の増幅を行うためにジグザグスラブ型増幅器で、さらにファラデーローテーター及びSBS位相共役鏡を用いて、それぞれ熱複屈折効果と熱レンズ効果を補償できる構成としている。また、高い変換効率で第二高調波光を発生させるために、非線形光学定数の大きいKTP結晶を採用した。本システムの動作試験を1kHzの高繰り返し率で行った。平均のLD入力パワー2.6kWにおいて362Wの高平均出力(1064-nm)を達成した。
1500の増幅度並びに14%の光-光変換効率を得た。また、波長変換試験において222Wの入力パワーに対して132Wの高平均第二高調波出力光(532-nm)が60%の高い変換効率で得られた。
crystal at low temperature河仲 準二; 山川 考一; 西岡 一*; 植田 憲一*
Optics Express (Internet), 10(10), p.455 - 460, 2002/05
被引用回数：48 パーセンタイル：84.83(Optics)Yb系固体材料は量子効率が大きく、励起吸収波長が高出力半導体レーザーの発振波長帯(900nm帯)にある。加えて、Yb:YLF結晶は幅広い蛍光スペクトルを示すことから同材料を用いれば半導体レーザー直接励起による小型・高効率の超高ピーク出力レーザーの実現が制御できる。しかし、同材料は準3準位系であるため、高いレーザー利得を得るためにはレーザー下準位の再吸収を十分に飽和できる高強度励起が必要であり、現在入手できる半導体レーザーでこれを実現することは難しい。今回、Yb:YLF結晶を低温に冷却することにより結晶内の熱的エネルギー分布を能動的に変化させレーザー下準位の再吸収を劇的に減少させることで、半導体レーザー励起により室温時の10倍大きい21cm
の高利得が得られることを実験により実証した。さらにレーザー利得スペクトル幅も室温時の2倍近い35nm(パルス幅40fs以下に相当)を得ることに成功した。これにより、低温Yb:YLF結晶を用いることで半導体レーザー直接励起による小型・高効率の超高ピーク出力レーザーの高い実現可能性を示した。さらに、同レーザーの実用化によりレーザーエンジニアだけでなく種々の研究者による応用研究、例えば小型X線源や超微細加工等を強力に推進できることを示唆した。
大場 正規; 加藤 政明; 丸山 庸一郎
JAERI-Research 98-035, 12 Pages, 1998/07
JAERI-Research-98-035.pdf:0.62MB
銅蒸気レーザーに代わる原子法レーザー同位体分離用波長可変レーザーの励起光源として期待されている半導体レーザー励起高繰り返し・高平均出力固体グリーンレーザーを試作し、その発振特性を測定した。レーザーは、発振器及び3段の増幅器から構成され、1kHzの繰り返しで動作する。基本波の平均出力約95W、これをKTP結晶により波長変換することによって第2高調波として平均出力約50Wを得た。パルスの時間幅は共振器長に依存するが、共振器長100cmで基本波が50ns、これをグリーン光に変換したとき約40nsであり、波長可変レーザー励起光源として十分な値が得られた。電気入力に対するエネルギー効率はグリーン出力で約1.6%であり、銅蒸気レーザーの約0.5~0.7%を上回る効率が得られた。
大場 正規; 加藤 政明; 丸山 庸一郎
JAERI-Tech 98-024, 15 Pages, 1998/06
半導体レーザー励起ジグザグスラブYAGレーザーダブルパスMOPAシステムを試作し、増幅出力43Wを得た。増幅特性を解析した結果、増幅器の蓄積エネルギーに対するエネルギー抽出効率は最大40%、電気入力に対するエネルギー効率は3.7%であった。また、KTP結晶によるグリーン光への変換を行い、グリーン出力で19W、基本波-グリーン光変換効率46%を得た。このときのシステムの電気入力に対するエネルギー効率は1.4%であった。また、波面やビーム拡がりなどのモード測定を行い、ジグザグスラブ増幅器では増幅によるモード劣化の少ないことを明らかにすることができた。
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
Isotope News, p.2 - 5, 1998/02
数十フェムト秒(10
秒)という極めて短い時間の間にエネルギーを一気に放出するチタンサファイアをレーザー媒質とする超高ピーク出力レーザーは、これまでにない高い出力のレーザー光を発生させることができる。チタンサファイア結晶は、緑色のレーザー光を吸収することによって波長が約800nmのパルス幅の短いレーザー光を発生させるため、高平均出力の超短パルスレーザーを実現するにはチタンサファイアが吸収する緑色の光を高繰り返しで発振できる強力な駆動光源(ポンプレーザー)が不可欠である。これまで強力な緑色光は、フラッシュランプによってNd:YAG結晶のようなレーザー媒質を励起して赤外レーザー光を発生させ、これを波長変換することによって出していた。しかしフラッシュランプで発生する光の波長幅は広く、ごく一部しかレーザー媒質に吸収されず、ほとんどが熱に変わってしまうため発振効率が低く、高い繰り返し発振ができなかった。そこで原研では、超短パルスチタンサファイアレーザーのポンピング光源としてkHzオーダーの繰り返し数とkWオーダーの平均出力を目標に固体レーザー(Nd:YAGレーザー)の開発を進めている。
丸山 庸一郎; 鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 大場 正規; 的場 徹; 有澤 孝
Advanced Solid State Lasers, 19, p.310 - 313, 1998/00
原研では光量子科学研究の基盤技術としてチタンサファイアをレーザー媒質とする超高ピーク出力レーザーの研究開発を進めている。チタンサファイア結晶は緑色のレーザー光を吸収することによって波長が約800nmのパルス幅の短いレーザー光を発生させるため、高平均出力の超短パルスレーザーを実現するにはチタンサファイアが吸収する緑色の光を高繰り返しで発振できるような強力なポンプレーザーが不可欠である。これまで強力な緑色光は、フラッシュランプによってNd:YAG結晶のようなレーザー媒質を励起して赤外レーザー光を発生させ、これを波長変換することによって出していた。しかしフラッシュランプで発生する光の波長幅は広く、そのごく一部しかレーザー媒質に吸収されず、ほとんどが熱に変わってしまうため発振効率が低く、高い繰り返し発振が困難であった。そこで、原研では、超短パルスチタンサファイアレーザーのポンピング光源としてkHzオーダーの繰り返し数とkWオーダーの平均出力を目標に半導体レーザーで励起する全固体レーザーの開発を進め、現在、平均出力105W、パルスエネルギー0.62Jの緑色光を得ている。
丸山 庸一郎; 鄭 和翊*; 加藤 政明; 丹羽 善人*; 原山 清香; 大場 正規; 的場 徹; 有澤 孝
レーザー学会研究会報告, p.25 - 29, 1997/12
高繰り返し極短パルスレーザーは、高平均出力X線レーザー用ドライバー、レーザー加速技術の研究開発、X線を用いたイメージングやホログラフィーさらには超微細加工などへの応用が期待され研究開発が進められている。現在、高繰り返し極短パルスレーザーのポンピング光源としては、アークランプなどと音響光学スイッチを組み合わせた固体レーザーが多く使われている。しかし、そのパルスエネルギーは数十mJと低、極短パルスレーザーで高いピーク出力を得るためには一層の短パルス化などが必要である。極短パルスレーザーのポンピング用光源には、高繰り返し、高エネルギーとともに均一な空間強度分布、最適なパルス幅などが要求される。原研では極短パルスレーザーの利用を進めるためにその高繰り返し化、高平均出力化の研究開発を行っており、極短パルスレーザー並びにそのポンピングを目的とした半導体レーザーで励起される全固体Nd:YAGレーザーの研究を進めている。ここでは原研における全固体ポンプレーザーの開発の現状について報告する。
北澤 真一; 左高 正雄
Atomic Collision Research in Japan,No. 22, 0, p.115 - 116, 1996/00
我々は、イオンと励起原子の衝突実験を目的としてバリウムの準安定状態を生成する実験を行っている。これはバリウムの6s
S-6s6p
P遷移が波長791.13nm、振動子強度0.085で、半導体レーザーで励起できるからである。
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。
