高出力中赤外パルスレーザの発熱低減技術の研究

高功率中红外脉冲激光器减热技术研究

• 批准号: 21K04929
• 负责人: 佐藤 篤
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku Institute of Technology
• 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-21K04929/
• 关键词: 固体レーザー; 中赤外; パルスレーザー; 側面励起構造; レーザー; 発熱; センシング; 宇宙

2022年度は、励起用Tmレーザーの最適化ならびに高出力化、Hoレーザーの励起実験を実施することを予定していたため、それらの研究開発を進めた。ただし、2022年3月に発生した地震により、Tmレーザーが破損したため、年度前半はその復旧作業にあたった。Tmレーザーヘッドは、破損前よりも強固な構造に作り替えた。レーザー結晶温度や共振器設計条件の最適化も実施し、破損前と同等以上の出力が得られることをレーザー動作実験により確認した。レーザー出力は、最大で昨年度の約2倍となる14mJを達成した。その一方で、必要とする高出力パルス動作が可能なLD電源の入手困難な状況が改善されなかったため、高出力動作実験は実施できなかった。そのため、共振器モード半径を絞り、低しきい値となる条件下でレーザー実験を実施した。この状況では、共振器モードと励起領域とのモードマッチング効率が低下するため、スロープ効率が10％以下にまで低くなっていることがわかった。高出力LD電源の調達後、モードマッチング効率を向上させ、スロープ効率を改善させる予定である。また、さらなる高出力化のため、0℃付近までレーザー結晶を冷却するための実験環境を構築した。Tmレーザー開発と並行して、前年度の動作シミュレーション及びレーザー設計の結果に基づき、Hoレーザー部を試作した。Hoレーザー部は、ロッド型結晶を用いた端面励起構造とした。年度内にHoレーザー実験までは実施できなかったが、次年度早々にHoレーザー実験を実施するためのシステム構築までは完了した。以上の研究開発は、年度内に3回の進捗状況報告会を研究分担者との間で開催し、実施した。

2022 annual は, excitation using Tm レ ー ザ ー の optimization な ら び に higher force, Ho レ ー ザ ー の wound up be 験 を be applied す る こ と を designated し て い た た め, そ れ ら の research open 発 を into め た. た だ し, March 2022 に 発 raw し た earthquake に よ り, Tm レ ー ザ ー が damaged し た た め, in the first half of the year は そ の instauration homework に あ た っ た. Tmレ ザ ザ ヘッド ヘッド えた and the よ <s:1> <s:1> <s:1> reinforcing な structure に before damage serves as a substitute for えた. レ ー ザ ー crystallization temperature や resonator optimal design conditions の も be し, before damage と equivalent の output が have ら れ る こ と を レ ー ザ ー action be 験 に よ り confirm し た. Youdaoplaceholder0 ザ ザ the output of ザ and the maximum で was approximately twice that of the previous year となる14mJを to achieve た た. そ の で, necessary と す る higher force パ ル ス が may な LD power supply の of difficult な が in improving さ れ な か っ た た め, higher force action be 験 は be applied で き な か っ た. そ の た め, resonator モ ー を ground り ド radius, low し き い numerical と な る conditions で レ ー ザ ー be 験 を be applied し た. こ の condition で は, resonator モ ー ド と wound up field と の モ ー ド マ ッ チ ン グ sharper rate low が す る た め, ス ロ ー プ が sharper rate below 10% に ま で low く な っ て い る こ と が わ か っ た. , higher power LD power の callback after モ ー ド マ ッ チ ン グ を sharper rate upward さ せ, ス ロ ー プ を improve working rate さ せ る designated で あ る. ま た, さ ら な る higher influence の た め, 0 ℃ to pay nearly ま で レ ー ザ ー cooling crystallization を す る た め の be 験 environment を construct し た. Tm レ ー ザ ー open 発 と parallel し て, before the annual の action シ ミ ュ レ ー シ ョ ン and び レ ー ザ ー design の results に づ き, Ho レ ー ザ ー department を attempt し た. Hoレ レ ザ ザ を <s:1> and ロッド type crystals を are excited by the <s:1> た end face to form と た. Year に Ho レ ー ザ ー be 験 ま で は be applied で き な か っ た が, annual early 々 に Ho レ ー ザ ー be 験 を be applied す る た め の シ ス テ ム build ま で は finished し た. The above-mentioned <s:1> research was carried out, and there were に three 捗 status report meetings within the year. The を research contributors と held で meetings and carried out た.

项目成果

数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測

使用卫星多普勒测风激光雷达进行全球风观测，提高数值预报精度

• 发表时间: 2022
• 作者: 石井昌憲;岡本幸三;岡本 創;木村俊義;久保田拓志;今村俊介;境澤大亮;藤平耕一;松本紋子;関山 剛;西澤智明;竹見哲也;宮本佳明;佐藤 篤;沖 理子;佐藤正樹;岩崎 俊樹
• 通讯作者: 岩崎 俊樹

共振器内共鳴励起方式によるQスイッチHoレーザーの 高効率化の検討

腔内共振激发法提高调QHo激光器效率的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤 篤;石井昌憲
• 通讯作者: 石井昌憲

ライダーリモートセンシングのためのレーザー光源技術

激光雷达遥感激光光源技术

• 发表时间: 2022
• 期刊: OPTRONICS
• 作者: 熊野翔;渡辺大貴;宮本洋子;Taro Hasegawa;佐藤篤
• 通讯作者: 佐藤篤

Modeling and design of a resonantly pumped Q-switched Ho:YLF laser with an intracavity pumping scheme

采用腔内泵浦方案的谐振泵浦 Q 开关 Ho:YLF 激光器的建模和设计

• 发表时间: 2022
• 作者: Kageyama Taiki;Hasegawa Taro;A. Sato and S. Ishii
• 通讯作者: A. Sato and S. Ishii

Design and development of a 2-micron pulsed Ho laser intracavity pumped by a side-pumped Tm:YLF laser

侧泵浦 Tm:YLF 激光器腔内泵浦 2 微米脉冲 Ho 激光器的设计与开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiojima Kenji;Tanaka Ryo;Takashima Shinya;Ueno Katsunori;Edo Masaharu;A. Sato and S. Ishii
• 通讯作者: A. Sato and S. Ishii