半導体レーザー励起Yb:YAGレーザーのための新横励起方式の提案と基礎研究

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本研究では、半導体レーザー(以下、LDと省略)励起Yb:YAGレーザーの高出力化を実現するための新横励起方式について理論及び実験の両面から検討を加え、高効率、高安定なレーザー発振のための条件を明確にすることを目的とし実施された。その結果、以下のような知見を得た。1.LD励起Yb:YAGレーザーの基礎実験とモデルの確立準三準位レーザーとは、レーザー下準位が基底状態よりも少し高いため、強励起時にはレーザー下準位吸収が飽和し、高効率発振が可能になるもので、三準位レーザーとは区別される。ここでは、下準位吸収の飽和効果を考慮した励起光とレーザー光の空間的重なり計算が可能なモデルを提案し、実験との詳細な比較検討を行いその妥当性を検証した。これにより、Yb:YAGを含めて種々の構成の準三準位レーザーの励起方式の解析が可能となる。(Appl.Opt.,1997.3印刷中)2.準三準位レーザーに適した横励起方式の検討Yb:YAGレーザーに必要な高密度励起を実現する横励起方式として、光導波素子による励起方式について検討した。上記モデルによる計算から、LDからの放射光を狭い領域に絞り込むことの必要性が示された。しかし、LD光の形状は複雑で一般に計算が困難であった。ここでは、レーザー光横モード品質を評価するM^2パラメータを用いたLD励起固体レーザーモデルを用いることを検討した(IEEE JSTQE 1997.春号 印刷中)本研究にて開発したモデルを用いて新導波素子の特性を検討し、予備実験を通して新横励起型Yb:YAGレーザーの優れた可能性を確認した。なお、この研究の展開を次年度の科学研究費に申請中である。