レーザー誘雷のためのディスク型ガラスレーザー発振器の開発

开发用于激光闪电刺激的盘式玻璃激光振荡器

• 批准号: 06750296
• 负责人: 内田 成明
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Institute for Laser Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750296/
• 关键词: レーザー誘雷; プラズマチャンネル; 放電誘導; 高出力ガラスレーザー発振器; 不安定共振器; 気体の絶縁破壊

高出力ガラスレーザー増幅器を再構成してレーザー誘雷基礎実験用のガラスレーザー発振器(波長1μm)を構成した。要求されるレーザーの特性は集光点で10^<12>W/cm^2(気体絶縁破壊強度)以上のレーザー強度を得ることであった。1μmの光は現在誘雷用に研究が進んでいる10μmの光より高密度のプラズマを生成することが可能である。高強度のジャイアントパルスを発生させるために発振器内にQスイッチ用のポッケルスセルを導入した。平行平板ミラーを用いた安定共振器では,この増幅器の利得が6〜8倍と評価されている事から,発振器内の損失(約10%)を考慮し,反射率約20%の出力ミラーが最適であると見積もった。実際に構成した結果,出力25J,パルス幅50nsが得られた。しかし,安定共振器では空間的,時間的に多くのモードが発生するために,一点で集光されず十分な強度が得られない事がわかった。そこで,凹凸面ミラーを用いた不安定共振器を構成した。この場合,レーザー発振に寄与するのは媒質を通る中心部の光のみであるため,空間モードは制限され単一モードとなる、出力されたレーザー光の近視野像は,中心部のないド-ナッツ状の空間強度となるが,レンズによって集光された遠視野像では近似ガウス型の空間強度が得られる。不安定共振器の場合,出力エネルギーを決定するのは凹凸面ミラーの曲率半径と共振器長である。凹面鏡の曲率半径は共振器長の約4倍,凸面鏡の半径は凹面鏡と共焦点で,出力ビームの面積に対してその占有面積が約20%になるように決定した。この結果,出力25J,パルス幅50nsと安定共振器の場合と同等のエネルギーが得られた。また,Fナンバー56のレンズで集光した結果,最長3cmのプラズマチャンネルが生成された。しかも,この生成プラズマはCO_2レーザーの場合とは異り,連続プラズマであることを確認した。

High output power amplifier is re-configured to induce lightning based on the configuration of power amplifier (wavelength 1μm). It is required that the characteristics of the laser beam be 10^<12>W/cm^2 or more and that the laser beam intensity be 10^ W/cm^2 or more. 1μm light is now used to induce lightning, and it is possible to generate high density light. High intensity vibration generator The gain of the amplifier is 6 ~ 8 times, the loss in the oscillator (about 10%) is considered, and the reflectivity is about 20%. The actual composition results in an output of 25J and an amplitude of 50ns. The stability of the resonator is different from that of space and time. The uneven surface is composed of unstable resonators. In this case, the center part of the light that is transmitted to the negative medium during the vibration generation is extremely dense, the space wall is limited to a single wall, and the near field image of the light that is output is extremely dense. The spatial intensity of the naid-naidai shape in the center part is extremely large, and the far field image that collects light in the inner wall is extremely dense. In the case of unstable resonators, the output curve is determined by the curvature radius of the concave and convex surface and the resonator length. The radius of curvature of the concave mirror is about 4 times the length of the resonator, and the radius of the convex mirror is about 20% of the area occupied by the concave mirror. As a result, the output is 25J, the amplitude is 50ns, and the stability of the resonator is equivalent. The maximum length of light collection is 3cm.しかも,この生成プラズマはCO_2レーザーの场合とは异り,连続プラズマであることを确认した。