超高融点結晶のセラミック生成による高効率新固体レーザーの開発

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1.高出力Nd:YAGセラミックレーザーを開発した。直径4mm、長さ110mmのNd:YAGセラミック・ロッドを290WのLDで励起して、110Wの出力を発生することに成功した。スロープ効率は41%であった。出力、効率の両面から見て、Nd:YAGセラミック材料の品質は、単結晶レーザー材料と同等、または其れ以上であることが実証された。このような高性能のセラミックレーザー材料は、共同研究している企業から、商品化され、世界に供給が始まった。2.ナノ結晶技術とプレスを使わない自己エネルギー駆動型の焼結プロセスによって、非常に透明度の高いYb^<3+>イオン添加S_<C2>O_3セラミックの開発に成功し、それを新しい固体レーザーとして評価を行った。分光学的性質を集中的に研究した。これまでの固体レーザー、例えばYAG結晶に比べて、結晶場の違いにより、広帯域の吸収と発光スペクトルを持つことがわかった。2.5%のYbイオンを添加したS_<C2>O_3セラミック板をファイバー結合型LDで励起して、1041nmと1094nmを中心とした波長で、連続発振に成功した。発振スペクトルが幅広く、将来、フェムト秒レーザーを開発したときには、従来型レーザーより超短パルスを発生できることが証明された。3.同様の技術を使って、極めて透明度の高いNd^<3+>イオン添加YGdO_3セラミック固体レーザー材料の開発に成功した。分光学的研究の結果、先に開発に成功したNd:Y_2O_3に比べても、さらに幅広いスペクトルを持つことが分かった。LD励起で連続発振に成功し、その波長が1078.1nmで、^4F_<3/2>→^4I_<11/2>という光学遷移に対応することを確かめた。