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高速精密加工の実現へ向けたＧＨｚ光周波数コムの開発

开发GHz光学频率梳实现高速精密加工

基本信息

批准号：
18J21520
负责人：
木村祥太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高品位な材料加工が可能なフェムト秒レーザー加工における課題「遅い加工速度」を解決すべく、パルスの繰り返し周波数が10 GHzを超え、かつフェムト秒のパルス幅を有するレーザー開発し、その領域における破壊現象の理解を目指している。初年度は繰り返し周波数24GHzのフェムト秒レーザーの開発に成功したが、安定性に課題が残った。次年度は長期安定な繰り返し周波数36GHzのフェムト秒レーザー開発に成功したが、短期安定性に課題が残った。本年度は短期安定性を向上させるためのレーザー開発を行った。我々が昨年度に開発した繰り返し周波数36GHzのカーレンズモード同期レーザーは受動Qスイッチと呼ばれる短期不安定性を有していた。本年度行った解析の結果、このレーザーは共振器内に非点収差と呼ばれるビームの「歪み」を有しており、これが不安定性の要因とわかった。従ってQスイッチ不安定性を抑制するためには非点収差の無い共振器を構成することが必要と考えた。非点収差の無い共振器として実際に共振器構造をいくつか提案した。特にレーザー利得媒質を半球状に加工し、誘電体多層膜を塗布したモノリシック共振器を提案した。本共振器はビーム進行方向に対して軸対象であるため非点収差が生じず、共振器モードと励起モードを一致させやすい。そのためQスイッチ不安定性が生じづらい共振器構造である。一方これまでモノリシック共振器でカーレンズモード同期を実現した例はない。これは共振器の自由度が極端に低く、設計が難しいためである。本研究ではいくつかの設計を検討し、レーザー発振を実現した。しかしフェムト秒レーザーの実現には至っていない。これは共振器内分散を適切に設定できていないことが原因と考えられ、今後の検討課題である。

This study は high-grade な material processing が may なフェムト seconds レーザー processing における subject "遅い processing speed" を solve すべく, パルスの Qiao り return し cycle for 10 GHz がを super え, かつフェムト seconds のパルス picture をするレーザー open 発し, その field における break 壊 phenomenon の understanding を refers している. In the first year, the frequency of the return of the <s:1> Kusako is 24GHz, the <s:1> フェムト seconds, the レザザザザ, the に development was successful, the <s:1> たが was successful, and the stability に project が is still in progress, った. Annual は long-term stability な Qiao り return し cycle for 36 GHZ のフェムト seconds レーザー open 発に successful したが, short-term stability に subject が residual った. The short-term stability of を for the current year has developed を and った. I 々が yesterday annual に open 発した Qiao り return し cycle for 36 GHZ のカーレンズモード period レーザーは by moving Q スイッチと shout ばれる short-term labile を have していた. Line this year った analytical の results, このレーザーはに the point in the resonator 収 poor と shout ばれるビームの "crooked み" をしており, これが labile の by とわかった. 従って Q スイッチ labile を inhibit するためには of some poor 収のい resonator を constitute することがと necessary test えた. Non-point difference <s:1> no <s:1> resonator とてて actual に resonator construction をくくた proposal たた. The proposal for にレにレザザザを of the proposal for the processing of を hemispherical media に and the coating of multiple layers of inductor をたモノリシッたモノリシッ of the <s:1> resonator を is たた. The resonator はビーム for direction にし seaborne て shaft like で seaborne あるため than some poor 収が raw じず, resonator モードと wound up モードを consistent させやすい. Youdaoplaceholder0 ためQスッチッチ unstable が generating じづらである resonator structure である. One side of the <s:1> れまでモノリシッ resonant device でカでカレレ <s:1> ズモドドドド concurrent を actual た example なななド. The <s:1> れれ resonator has が degrees of freedom が, extremely に low く, and is difficult to design が. In this study, で, で, く, く, く, design を検 to investigate を, レ, ザ and を actual occurrence た. <s:1> にフェムトフェムト seconds レザザザ <s:1> <s:1> にに to ってなななレ. これは resonator dispersed を appropriate に set できていないことが reason と exam えられ, future の検 for subject である.