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越智 義浩; 永島 圭介; 圓山 桃子; 坪内 雅明; 吉田 芙美子; 河野 七瀬; 森 道昭; 杉山 僚
Optics Express (Internet), 23(11), p.15057 - 15064, 2015/06
被引用回数：25 パーセンタイル：78.65(Optics)高強度テラヘルツパルス発生を目的とした繰り返し周波数1kHzのピコ秒CPAレーザーシステムを開発した。本レーザーシステムではYb:YAG薄ディスクを増幅媒質として用いており、再生増幅器にて出力エネルギー10mJ以上、スペクトル帯域1.2nmのパルスが得られている。レーザーパルスはパルス圧縮器によりパルス幅1.3psに圧縮され、テラヘルツパルス発生に供された。結果、LiNbO
中での光整流を介して中心周波数0.3THz、パルスエネルギー4
Jのテラヘルツパルスを1kHzの繰り返しにて発生することに成功した。
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。
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; 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。
有澤 孝; 丸山 庸一郎; 大場 正規; 加藤 政明; 村松 敏晃
レーザー研究, 24(3), p.324 - 333, 1996/03
実用的なレーザー光化学反応に利用される波長可変レーザーやX線レーザー等への利用を目的とした極短パルスレーザーの励起光源としてコンパクトで高繰り返し、高出力の固体レーザー、特にグリーン光を放出できるレーザーの出現が期待されいてる。高繰り返し・高出力レーザーは熱除去や熱歪みの問題を解決しながら開発を行う必要があるが、原研ではこうした観点から半導体励起固体レーザーの開発に着手し、EO-Qスイッチを用いて1kHzの繰り返しでグリーン出力として19Wを得た。さらに繰り返しを上げるためにAO-Qスイッチを用いて10kHzで基本波出力6Wを得た。
越智 義浩; 永島 圭介; 圓山 桃子; 坪内 雅明; 河野 七瀬; 吉田 芙美子; 杉山 僚
no journal, ,
高強度テラヘルツパルス発生のための高平均出力ピコ秒レーザーを開発した。レーザーシステムの名はQUADRA-Tである。QUADRA-Tは薄ディスク型のYb:YAG増幅器を備えてたCPAレーザーであり、1kHz繰り返しでエネルギー10mJのレーザーパルスを出力できる。レーザーパルスはパルス圧縮器にて1.3ピコ秒のパルス幅となる。このレーザーパルスを用い、Mg-LiNbO中での光整流作用によりピーク周波数0.3THzのテラヘルツパルス発生に成功した。
越智 義浩; 永島 圭介; 圓山 桃子; 坪内 雅明; 吉田 芙美子; 河野 七瀬; 杉山 僚
no journal, ,
高強度テラヘルツパルスを発生させるためのドライバーシステムとして高平均出力のピコ秒パルスレーザーを開発した。システムはYb:YAG薄ディスクを主増幅用のレーザー媒質として用いたCPAレーザーの構成となっている。Yb:YAG薄ディスクデバイスを用いた再生増幅器により、繰り返し周波数1kHzにてエネルギー10mJのパルスが出力される。出力パルスのスペクトル幅は1.2nmであり、この帯域できまる時間幅1.3psまでのパルス圧縮も達成している。この高出力ピコ秒パルスもちいて中心周波数0.3THz、エネルギー数Jのテラヘルツパルス発生に成功している。
