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論文

High-pressure structure and electronic properties of YbD$$_{2}$$ to 34 GPa

Klotz, S.*; Casula, M.*; 小松 一生*; 町田 真一*; 服部 高典

Physical Review B, 100(2), p.020101_1 - 020101_5, 2019/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:33.43(Materials Science, Multidisciplinary)

イッテルビウム水素化物(YbH$$_{2}$$)はCaH$$_{2}$$型構造からYがhcp位置、Hが未知の位置にある高圧相へと16GPaで転移する。本研究では、34GPaまでの中性子回折実験により、Hを含めた構造の完全決定を行った。水素(重水素)は、空間群$$P6_{3}/mmc$$の2aおよび2d位置を占め、高対称な"崩れた"密な充点構造をとる。高圧相への転移はゆるやかに起こり、全水素のうちの半分が、波打った水素レイヤーからYbで作られる格子の格子間に移動するように見える。第一原理計算から、この相転移は、$$f$$電子の占有率の変化(完全に占有状態から、部分占有状態x$$approx$$0.75)を伴うことが分かった。この相転移に伴う$$f$$軌道から$$d$$軌道への電子遷移は、結晶のバンドギャップを閉じ、金属状態を生み出す。その金属の基底状態は、格子間水素の面外振動モードを含んだ大きな電子-格子相互作用を持っている。

論文

Improved cooling performance of ytterbium-doped glass combined with sapphire

西村 昭彦; 杉山 僚; 宇佐美 力; 大原 和夫*

Journal of Materials Science; Materials in Electronics, 14(1), p.1 - 3, 2003/01

超高出力レーザー媒質候補としてのイッテルビウムガラス材料の性能向上について報告する。高濃度にイッテルビウム3価イオンを含有させたレーザーガラスを製作し、その線膨張係数をサファイヤに一致させた。強励起され発熱するイッテルビウムガラスの表面に熱除去のためのサファイヤ板を密着させた。間隙には1-ブロモナフタレンを充填することで、界面からの反射損失の低減と熱伝達の改善に成功した。集光強度20kW/cm$$^{2}$$の励起実験を行い、冷却特性の改善の確認及び界面の損傷が生じないことを確認した。イッテルビウムガラスとサファイヤの複合化により超高出力レーザーシステムの繰り返し動作の向上が可能である。

論文

Improved high-field laser characteristics of a diode-pumped Yb:LiYF$$_{4}$$ 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:36 パーセンタイル:19.1(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$$^{-1}$$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。

論文

Temporal change of thermal lens effects on highly pumped ytterbium glass by wavefront measurement

西村 昭彦; 赤岡 克昭; 大図 章; 宇佐美 力*

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(12), p.1043 - 1047, 2001/12

小型高効率レーザー開発のために熱レンズ計測を行った。レーザー媒質には高い飽和フルエンス特性をもつイッテルビウム含有リン酸ガラスを使用した。強励起光源には開発したフラッシュランプ励起フリーランニングチタンサファイアレーザーを応用した。ガラス表面での励起強度は800kW/cm$$^{2}$$を超え、半導体レーザー歴の模擬照射に十分な強度を得た。Shack-Hartmann型の波面計測センサーを発展させ、強励起したイッテルビウム発振器の熱レンズ効果測定に適用した。強励起したイッテルビウムガラスの透過波面を100Hzの高繰り返しで計測し、この波面をZernike係数に展開した。冷却過程においてフォーカス成分の冷却特性は非定常1次元熱伝導方程式の予測と一致し、熱レンズ効果の時間変化を明らかにすることができた。

論文

Thermal lens effects on highly pumped Yb:glass

西村 昭彦; 赤岡 克昭; 大図 章; 杉山 僚; 宇佐美 力*; 的場 徹

Advanced High-power Lasers (Proceedings of SPIE Vol.3889), p.414 - 419, 2000/00

強励起したイッテルビウムガラス内部に生じる熱レンズ効果をシャックハートマン型波面センターを用いて測定した。ジュールレベルの高エネルギーパルス発生のためにフラッシュランプ励起チタンサファイヤレーザーを開発した。励起波長915nmにおいてパルスエネルギー1J、パルス時間160msの高エネルギーパルスを行い、イッテルビウムガラス発振器から最大330mJ、スロープ効率は53%を得た。励起強度800kW/cm$$^{2}$$において強励起したイッテルビウムガラスは強い熱レンズ効果が現れたが、その内部及び表面には損傷は認められなかった。熱レンズ効果測定のため強励起下のガラスを透過するHe-Neレーザー光の波面計測を行った。計測した波面を展開しZernike係数を求めたところフォーカス成分が支配的であり、励起後300msで完全に消失することが判明した。

論文

強励起によるYbガラス発振と透過波面計測

西村 昭彦; 大図 章; 赤岡 克昭; 宇佐美 力*; 杉山 僚*; 的場 徹

電気学会光・量子デバイス研究会資料OQD-99-1-6, p.25 - 28, 1999/03

強励起可能な高エネルギーパルス励起レーザーを開発した。ゲイン媒質には高品質チタンサファイアロッドを用いXeフラッシュランプ励起により高エネルギーパルスを発生させた。この励起レーザーを用いて半導体レーザー直接励起が可能なイッテルビウムガラスの強励起発振試験を行った。励起波長915nmにおいてパルスエネルギー1J、パルス時間160msの高エネルギーパルスを行い、イッテルビウムガラス発振器から最大330mJを得た。発振スロープ効率は53%を得た。励起強度800W/cm$$^{2}$$において強励起したイッテルビウムガラスは強い熱レンズ効果が現れたが、その内部及び表面には損傷は認められなかった。さらに熱レンズ効果測定のため強励起下のガラスを透過するHe-Neレーザー光の波面計測を行った。計測した波面を展開しZernike係数を求めたところ、3次のフォーカス成分が支配的であり、励起後30msで消失することが判明した。

論文

High energy flashlamp pumped Ti-sapphire laser for Yb:glass chirped pulse amplification

西村 昭彦; 大図 章; 杉山 僚; 丸山 庸一郎; 有澤 孝; 宅間 宏; Nees, J.*; Biswal, S.*; Mourou, G.*; 大和田 進*; et al.

Technical Digest on CLEO'98, P. 177, 1998/05

レーザー上準位からの励起がなく量子効率が高い次世代超高出レーザー材料としてイッテルビウムガラスがある。30J/cm$$^{2}$$を超える高い飽和フルエンスを利用し、1.03ミクロンを中心とした幅広いバンド幅を活用して小型のレーザーシステムが可能となる。一方、この特性を最大限活かすためには半導体レーザー直接励起が必要となるが現時点ではコストの問題がある。このため、チタンサファイヤの長尺ロッドを用いてフラッシュランプ励起による高エネルギー励起光源を開発した。出力は793nmで12ジュール、920nmで6ジュールの高エネルギーパルスを得ることができた。発表ではレーザーの構造と発振特性について述べる。

論文

High energy flashlamp pumped Ti-sapphire laser for Yb:glass CPA

西村 昭彦; 大図 章; 杉山 僚; 丸山 庸一郎; 有澤 孝; 宅間 宏*; Nees, J.*; Biswal, S.*; G.Mourou*; Erickson, E.*; et al.

Solid State Lasers VII, 3265, p.234 - 241, 1998/00

レーザー発振上位準位からの励起がなく量子効率がイッテルビウムガラスは高い飽和フルエンスと1.03ミクロンを中心に幅広いバンド幅を持ち、半導体レーザーにより直接励起可能なため、小型・高効率のCPAレーザーとして有力な材料である。一方、この特性を十分生かすためには高強度の励起のロングパルスの励起が必要であるが、現在は1ジュールを超えるレベルのレーザーは存在しない。このためチタンサファイアの長尺ロッドを用いてフラッシュランプ励起による高エネルギーレーザーを開発した。フリーランニング発振器から793nm波長で12ジュール、920nm波長で6ジュールを得ることができ、イッテルビウムガラスCPAレーザーの研究開発に供することが可能である。

論文

Magnetic properties of ordered perovskites Ba$$_{2}$$MUO$$_{6}$$(M=Sc, Y, Gd, Yb, Mn)

日夏 幸雄

Journal of Solid State Chemistry, 105, p.100 - 106, 1993/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:50.88(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

秩序化したペロブスカイト構造を持つウラン複合酸化物Ba$$_{2}$$MUO$$_{6}$$(M=Sc,Y,Gd,Yb,Mn)を合成し、磁化率と常磁性共鳴吸収スペクトルを測定した。Ba$$_{2}$$YUO$$_{6}$$,Ba$$_{2}$$ScUO$$_{6}$$中のU$$^{5+}$$の有効磁気モーメントは異常に小さかった。Ba$$_{2}$$GdUO$$_{6}$$,Ba$$_{2}$$YbUO$$_{6}$$のモーメントは7.74,4.69$$mu$$$$_{B}$$でGd$$^{3+}$$,Yb$$^{3+}$$の理論値に近かった。Ba$$_{2}$$GdUO$$_{6}$$の常磁性共鳴吸収スペクトルが測定でき、g値は1.92だった。Ba$$_{2}$$MnUO$$_{6}$$では、約50K以下でフェリ磁性が見られた。有効磁気モーメントは5.52$$mu$$$$_{B}$$、g値は2.00で、化合物中のマンガンイオンは高スピン状態にある2価であることがわかった。

論文

Determination of trace impurities in high purity lutetium oxide by neutron activation with aid of cation-exchange separation

久保田 益充

Journal of Nuclear Science and Technology, 11(8), p.334 - 338, 1974/08

 被引用回数:4

高純度酸化ルテチウムに含まれる不純物をイオン交換分離法を併用した放射化分析法によって求めた。$$alpha$$-ヒドロキシイソラク酸を溶離剤として陽イオン交換分離をする前に照射した酸化ルテチウムとほぼ同じ量のイッテルビウムをターゲットに加えた。この方法は分離後のイッテルビウムフラクションの$$gamma$$線スペクトルの解析とまた化学的収率を求めることを容易にした。分析の結果、Sc0.26ppm,Yb395ppm,Tm150ppm,Tb12ppm,およびEu2.3ppmが検出された。上記の方法によって酸化ルテチウム中に含まれる数ppmのイッテルビウムも分析することができる。

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