新型固体レ-ザ-による単一周波数発振と高効率波長変換

点击翻译按钮获取中文摘要

重力波検出用光源には半導体レ-ザ-励起固体レ-ザ-が適している。中でもネオジウム添加YVO_4レ-ザ-はYAGレ-ザ-により更に高効率であり、しかも高吸収係数を有していることから、はるかに単一縦モ-ドが得やすい現象が見られ、興味あるレ-ザ-材料である。重力波検出用光源の安定縦モ-ド発振のための基礎的研究として新固体レ-ザ-YVO_4を用いた単一縦モ-ドの高出力化の研究を行なった。YVO_4に添加するネオジムの量を1%〜3%まで変え、さらにレ-ザ-素子の厚みを1mmから0.3mmまで変化させ半導体レ-ザ-励起パワ-100ー800mwに対し、単一縦モ-ドの得られる領域を測定した。共振器ミラ-構造は、平面一平面型のものと平面ー曲面型のものについて検討した。その結果、まず単一モ-ドの得やすい平面ー平面型を用いた時には厚み1mm,ネオジム濃度2%の場合に最大出力200mwの単一縦モ-ドが得られた。しかし共振器長のわずかな変動に対して、すぐに単一モ-ド発振からマルチモ-ド発振に変化する傾向があった。これに対し3%の濃度のものを用いた時には得られる最大出力は約150mwと少なくなったが、単一モ-ドは、はるかに得やすくなり、少々の共振器長変動に対しても安定であることが分った。YVO_4の厚みを0.5mmと薄くした時には、出力はそんなに減少せずさらに単一モ-ドが得やすいことが分った。この場合には、平面一曲面型ミラ-構成を用いても単一モ-ドを得ることができた。これらはすべて材料の高吸収係数による単一モ-ド化の現象で説明できる。以上高吸収係数を有するネオジム添加YVO_4材料を用いることにより共振器が往復型の簡単な構成で安定な単一モ-ド発振が得られることが分った。