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論文

Demonstration of heat resistant fiber Bragg grating sensors based on femtosecond laser processing for vibration monitoring and temperature change

西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 寺田 隆哉; 大道 博行

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 9(3), p.221 - 224, 2014/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nanoscience & Nanotechnology)

耐熱FBGセンサをフェムト秒レーザー加工により製作し、原子炉配管の高温に適用した。このセンサを鋼板表面に実装し、共振条件での振動試験を実施した。本センサの耐熱性能は600$$^{circ}$$Cである。安定化波長可変レーザーを使用して原子炉の日常点検のモニタとして利用できることを試験した。このセンサを繰り返し歪み計測を行なえるよう振動鋼板に取り付けた。溶接、ロウ付け、半田付け、そして貴金属接着剤など、各種の取り付け方法について議論した。

報告書

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、$$^{235}$$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。

論文

Realtime DIAL measurement using 1KHz repetition rate tranable laser

丸山 庸一郎; 加藤 政明; 大図 章

Optical Pulse and Beam Propagation III (Proceedings of SPIE Vol.4271), p.335 - 338, 2001/01

2波長吸収法(DIAL)によるライダー(LIDAR)は大気中不純物の測定に非常に有用である。しかしこれまでは測定に使用されるレーザーの発振繰り返し数が毎秒10回程度と遅く、リアルタイムでの測定は困難であった。そこで大気中不純物のリアルタイム測定を目指して発振繰り返し数が1kHzのレーザーを用いたライダー装置を開発した。装置はレーザー送信部及び信号受信部より構成され、レーザーは発振繰り返し数が1kHzの半導体レーザー励起Nd:YAGレーザーによって駆動される波長可変レーザーである。信号受信機の口径は200mm,f=6.3の望遠鏡である。受信機によって集められた後方散乱信号は80%の信号伝送効率を持つ光ファイバーを通して分光器に伝送され、光電子増倍管によって検出される。この装置によってヨウ素及びエアロゾルの検出特性を測定した。ガラスセルに封入したヨウ素を装置から100m位置に設置し、2波長吸収法で吸収量を測定した。レーザーの波長は約585nm,パルス幅は約30nsである。この方法で測定したヨウ素の濃度は測定時の温度におけるヨウ素の蒸気圧から求めた濃度と良く一致した。本装置の発振繰り返し数は従来のものに比べて100倍速いため、種々の不純物をリアルタイムで検出することが可能である。

報告書

リモートモニタリング技術の開発; 高繰り返しレーザーによるヨウ素の検出特性

丸山 庸一郎; 加藤 政明; 大図 章; 馬場 恒孝

JAERI-Research 99-073, p.11 - 0, 2000/01

JAERI-Research-99-073.pdf:2.1MB

レーザーを使って大気中を時々刻々拡散する極微量有害物質のその場観察が可能なリモート(遠隔)モニタリング技術開発の第一段階として、原子力施設の事故で問題となることの多いヨウ素を取り上げ、その検出予備実験を高繰り返し波長可変レーザーを用いて行った。実験では、波長可変レーザー光をレーザー装置から15m先のヨウ素に照射し、その時の蛍光スペクトル、励起特性、検出感度特性などを測定した。高繰り返しレーザーを利用することでS/Nは改善され、数秒のレーザー照射で精度の高いデータを得ることができた。さらに実験結果をもとに、ヨウ素が1km先にある場合を仮定して簡単な評価を行った。この結果、本モニタリング手法によりサブppbの濃度のヨウ素検出の目途が得られた。

論文

High efficiency second-harmonic generation in four-pass quarature frequency conversion scheme

桐山 博光; 松岡 伸一; 丸山 庸一郎; 有澤 孝

Inertial Fusion Sciences and Applications 99, p.721 - 724, 2000/01

極短パルス超高ピーク出力チタンサファイアレーザーや波長可変レーザーの励起効率、高次高調波発生に不可欠となる高効率波長変換器の開発を行っている。低い入射レーザー光強度で高い変換効率を達成するため、逆変換を最小化できるように2つの非線形光学結晶の光軸を垂直に配置し、偏光の回転を利用して入射レーザー光が4回通過できる4パス構成矩象波長変換方式を新たに考案した。入射レーザー光に1064-nmNd:YAGレーザー光を用い、非線形光学結晶にタイプII位相整合のKTP結晶を用いて、1064-nm基本波入射光強度に対する532-nm第二高調波変換効率を取得した。比較のために入射レーザー光を1つの結晶に対して1回通過させた典型的な従来法を用いた変換効率も取得した。本波長変換方式を用いることにより、従来法よりも変換効率が向上しこの方式の有効性が示される結果となった。76MW/cm$$^{2}$$の低い入射レーザー光強度に対して80%の高い変換効率を得た。

論文

Laser isotope separation via the atomic method

丸山 庸一郎; 鈴木 庸氏; 加藤 政明; 大図 章; 杉山 僚; 有澤 孝

Laser Advanced Materials Processing,Vol. 2, p.1251 - 1256, 1992/06

レーザー同位体分離法は、従来の化学分離法などの統計的手法と比べて著しく分離効率が高いという原理的特徴を有している。とりわけ微量同位体の分離にはその効果が大きい。本分離法によって分離するために必要となる基礎分光データ、多段階光電離プロセスなどについて述べた後に大量分離のための工学的諸問題についても述べる。例としてLi,Gd,Rb,Tiなどの分離実験の概説を行う。

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