新紫外波長可変レーザーを用いた全固体高出力超短パルスレーザーシステム

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本研究では、新紫外レーザー媒質を用いた全固体波長可変レーザーシステムからの超短パルスの直接発生とその大出力を目的とする。我々はCe:LiCAFレーザーの共振器構成を工夫することにより、波長可変(282-314nm)のピコ秒パルスの直接発生を実現した。そして波長可変のCe:LiCAFレーザー増幅システムとNd:YAGレーザーの和周波発生により230nm付近での波長可変紫外光を発生させた。また、東北大の福田教授らとの共同研究により、Ce:LiCAFレーザーの大出力化の問題である大きな高品位結晶を実現し、60mJの高出力レーザーパルスの発生が実現された。これにより、Ce:LiCAFレーザーは紫外の該当波長領域において他のいかなる方法よりも簡便化かつ実用的光源であることが実証された。近年、三菱マテリアルの小松らが開発した新非線形結晶であるLi_2B_4O_7を用いることにより、Nd:YAGレーザーの第5高調波(213nm)などの安定な高エネルギー発生が可能となり、励起源としての可能性が検討できるようになった。いままで、Ce:LLFレーザーはKrFエキシマレーザー励起のみが報告されていたが、我々はNd:YAGレーザーの第5高調波で励起した紫外の波長可変ピコ秒Ce:LLFレーザーを実現した。以上のように、我々はCe:LLFやCe:LiCAFレーザーの新しい可能性を様々な形で追求しており、さらなる改良により飛躍的な性能向上がさらに期待できる。