Yb系レーザーガラスを用いたレーザー核融合ドライバー評価研究

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Yb系の固体レーザー材料はNd系に比べてレーザー上準位に寿命が長く、エネルギー蓄積効率が高いこと、量子ディフェクトが小さく材料の熱負荷が軽減でき、効率の向上が図れることなどの優れた特徴を持っている。一方、準3準位系であるため、レーザー下準位が熱的に励起され、反転分布を実現するには励起密度を高くする必要がある。Yb系の固体レーザー材料に関して以下の成果を得た。1)Yb:YAG、ならびにリン酸系、ホウ酸系のYb:ガラスを用いて吸収スペクトルや蛍光スペクトルの温度依存特性を測定し、温度依存性がボルツマン則を用いたYbの各準位の分布密度により説明できることを示すとともに、吸収断面積、蛍光放出断面積の温度依存性を算出した。2)強励起を実現できる集光光学系を開発し、Yb:YAGならびにYb:ガラスでレーザー発振実験を行った。発振しきい値や発振効率の温度依存性を見出し、上下準位分布密度の温度依存性と関連づけて考察した。3)LD光の集光特性改善を目指し、LDアレイのコヒーレント結合について検討を行い、4波混合を利用した位相共役鏡に関する基礎実験でその有効性を確認した。