Development of mid-infrared high-power ultrashort pulse lasers and its application to soft-matter micro-processing

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固体レーザー技術の進展により、小型・高効率かつ信頼性の高い高出力レーザー光源が産業・医療・科学などの分野で実用に供されるようになった。レーザー光源への要求は益々高度化・多様化しており、高出力化、短パルス化、高効率化、新波長帯開発など、様々な研究開発が行われている。本研究の目的は、中赤外域における新波長帯レーザーの開拓とその応用実証である。独自に開発した中赤外ファイバーレーザー（波長2.8μm）、および、中赤外超短パルスレーザー（波長4～5μm）の技術を発展させ、波長4～5μmの中赤外フェムト秒パルスを発生できる高出力・高効率・コンパクトなレーザー光源の実現、ならびに、この光源を用いた樹脂などの軟材料の微細加工の実証を目的として目的として実験研究を実施している。本研究により高出力・高効率・コンパクトなFe:ZnSeレーザーの基礎技術が確立すれば、4～5μm帯のレーザー光源の実用化が急速に進むことが期待される。産業、IoTを含む通信、医療、ヘルスケアなどの分野に、中赤外レーザーの多くの潜在的需要があると言われている。中でもセンシング用途では、分光計測、生体イメージング、物質特性分析、爆発物検知、顕微鏡分析、非破壊検査など、多様な用途がある。また、中赤外フェムト秒パルスの高強度化により、高次高調波によるコヒーレントXUV～軟X線光源への応用も可能になる。デスクトップサイズの小型コヒーレントX線源が実用化できれば、X線光学の飛躍的な発展が期待される。