Elucidation of the mechanism of photodarkening that hinders high output of visible silica fiber lasers

阐明阻碍可见石英光纤激光器高输出的光暗化机制

• 批准号: 21K04658
• 负责人: 齋藤 和也
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Toyota Technological Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04658/
• 关键词: 可視ファイバレーザー; フォトダークニング; ファイバレーザ; ファイバアンプ; シリカガラス; 構造緩和

Yb添加シリカファイバレーザーは加工用に広く普及しているが、赤外線領域で吸収が少ない銅を加工することが困難である。このため、ファイバレーザーの発振波長をより短波長化することが求められている。最近、青色LDの高出力化が急激に進み、青色LDを励起源とする可視ファイバレーザーの開発が活発化している。申請者らは、スロープ効率22%、出力110mWを越える可視シリカファイバレーザーの開発に初めて成功したが、実用化には“フォトダークニング(PD)抑制”という非常に困難な課題がある。PDとは、励起レーザーにより欠陥が生成する現象で、生成した欠陥による吸収増加でレーザー発振が阻害される。そこで本研究では、「高出力・可視シリカファイバレーザーの実用化」に必須の基礎的研究として、「可視シリカファイバレーザーの高出力化を阻害するPDの機構解明」を目的とした研究に取り組んでいる。また、フォトダークニングを抑制する共添加イオンの探索を行い、実用化に適う希土類添加シリカガラス素材の開発を目指している。2022年度は、Dy-Al-Ge添加シリカガラスにおけるX線誘起PDと青色励起LD誘起PDについて生成欠陥種を明らかにし、その欠陥生成機構の違いを提案した。また、B添加効果について調べ、これまでで最高のPD抑制効果を得ることに成功した。今後、最適B添加濃度を探索すると同時に、B添加によるPD抑制機構を解明する予定である

Yb add シ リ カ フ ァ イ バ レ ー ザ ー は processing with に hiroo く popularization し て い る が, red outside areas で 収 が less な い copper を processing す る こ と が difficult で あ る. こ の た め, フ ァ イ バ レ ー ザ ー の 発 resonance wavelength を よ り short wavelength change す る こ と が o め ら れ て い る. Recently, cyan force higher than that of LD の が nasty shock に み, cyan LD を excitation origin と す る visual フ ァ イ バ レ ー ザ ー の open 発 が live 発 change し て い る. Applicants ら は, ス ロ ー プ sharper rate was 22%, the more output of 110 mw を え る visual シ リ カ フ ァ イ バ レ ー ザ ー の open 発 に early め て successful し た が, be use に は "フ ォ ト ダ ー ク ニ ン グ (PD) suppression" と い う very difficult に な subject が あ る. PD と は, excitation レ ー ザ ー に よ り owe 陥 が generated す で る phenomenon, generate し た owe 陥 に よ る 収 raised absorption plus で レ ー ザ ー が 発 vibration resistance against さ れ る. そ こ で this study で は, "higher power, visual シ リ カ フ ァ イ バ レ ー ザ ー の be used" に based research must の と し て, "visual シ リ カ フ ァ イ バ レ ー ザ ー の force change を higher resistance against す る PD の agencies interpret" を purpose と し に た research group take り ん で い る. ま た, フ ォ ト ダ ー ク ニ ン グ を inhibit す る altogether add イ オ ン の exploration line を い, be use に optimum う greek-turkish class add シ リ カ ガ ラ ス material の open 発 を refers し て い る. 2022 annual は, Dy - Al - Ge added シ リ カ ガ ラ ス に お け る X-ray induced PD と cyan wound up LD induced PD に つ い て generated owe 陥 kind を Ming ら か に し, そ の owe 陥 production mechanism の violations い を proposal し た. ま た, add B unseen fruit に つ い て べ, こ れ ま で で highest の PD inhibit fruit comes unseen を る こ と に successful し た. In the future, the optimal addition concentration of B will be explored through を and すると, while に and the addition of B will have によるPD inhibition mechanisms を to clarify する and set である

项目成果

Diode pumped visible Dy3+-doped silica fiber laser: Ge-co-doping effects on lasing efficiency and photodarkening

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac3d1d
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Okazaki;C. Otsuka;E. H. Sekiya;Kota Kawai;M. Mizusaki;Yuta Kanbayashi;K. Saito

Ge-codoping effect on X-ray-induced photodarkening in Al-doped and Dy-Al-doped silica glass

Ge 共掺杂对 Al 掺杂和 Dy-Al 掺杂石英玻璃中 X 射线诱导光暗化的影响

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac4d02
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Tomoya Okazaki;Kota Kawai;Chiaki Otsuka;Takehiro Mori;Yota Saeki;Edson Haruhico Sekiya;and Kazuya Saito
• 通讯作者: and Kazuya Saito

Effects of P co-doping on X-ray/450 nm LD induced photodarkening in Dy³⁺ doped silica glass and fiber laser

P共掺杂对Dy³掺杂石英玻璃和光纤激光器中X射线/450 nm LD诱导光暗化的影响

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac6fa4
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Okazaki Tomoya;Fujigaki Yuma;Sekiya Edson Haruhico;Kawai Kota;Mizusaki Masato;Kanbayashi Yuta;Saito Kazuya
• 通讯作者: Saito Kazuya

ブリルアン散乱光を用いた分布型光ファイバセンサにおける構造緩和および応力緩和の影響

结构松弛和应力松弛对布里渊散射光分布式光纤传感器的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田圭吾; 齋藤和也 ; 是枝聡肇 ; 熊谷芳宏 ; 手塚信一郎 ; 松浦聡
• 通讯作者: 松浦聡

Dy添加シリカガラスのB共添加効果

B 加镝石英玻璃的共加效应

• 发表时间: 2023
• 作者: 山田圭吾;齋藤和也
• 通讯作者: 齋藤和也