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

利用超高熔点晶体陶瓷形成新型高效固体激光器的开发

• 批准号: 02F00068
• 负责人: 植田 憲一
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00068/
• 关键词: セラミックレーザー; 超高融点結晶; 固体レーザー; セラミックレーザ

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。

1. High output Nd:YAG laser power source The Nd:YAG laser with diameter of 4mm and length of 110mm was successfully excited to 290W and output of 110W. 41% of the time. Output, efficiency and surface quality of Nd:YAG crystal materials are equivalent to those of Nd:YAG crystal materials. This high-performance material has been jointly researched by enterprises, commercialized and supplied to the world. 2. The development of the new solid state sintering technology with the addition of S_<C2>O_3 was successful. The properties of spectroscopic optics are studied intensively. For example, YAG crystals, crystal field, absorption and emission of light in a wide range 2.5% Yb + S_<C2>O_3 + Y_ O_3 + Y_O For example, if you want to create a new website, you can create a new website. 3. The same technology has been successfully developed to improve the transparency of Nd^&lt;3+&gt; and YGdO_3. The results of spectroscopic studies show that Nd:Y_2O_3 has been successfully developed. LD excitation is successful in continuous oscillation, and the wavelength is 1078.1 nm.^4F_&lt;3/2&gt;→^4I_&lt;11/2&gt;.

项目成果

J.Lu, et al.: "Doped and undoped Ytterium Aluminum Garnet Nanocrystalline ceramics-a new generation of Solid-state laser and optical materials"Journal of Alloys and Compounds. 341. 220-225 (2002)

J.Lu等人：“掺杂和未掺杂镱铝石榴石纳米晶陶瓷——新一代固态激光和光学材料”合金与化合物杂志。

J.LU, et al.: "Promising ceramic laser materials : Highly transparent Nd^<3+>:Lu_2O_3 ceramic"Applied physics letters. 81. 4324-4326 (2002)

J.LU 等人：“有前景的陶瓷激光材料：高度透明的 Nd^<3>:Lu_2O_3 陶瓷”应用物理快报。

J.Lu, et al.: "Nd^<3+>:GdYO_3 Ceramic Laser"Laser Physics. 13. 940-942 (2003)

J.Lu等人：“Nd^<3>:GdYO_3陶瓷激光器”激光物理。

J.Lu, et al.: "110W Nd:YAG Ceramic Laser"Applied Physics B. (accepted).

J.Lu等：“110W Nd:YAG陶瓷激光器”应用物理学学士（已录用）。

J.Lu, et al.: "New highly efficient 1.3μm CW generation in the ^4F_<3/2>-4I_<13/2> channel of the nanocrystalline Nd^<3+>:Y_3Al_5O_<12> ceramic Laser"Phys.Stat.Sol.. 189. R11-R13 (2002)

J.Lu 等人：“纳米晶 Nd^<3+>:Y_3Al_5O_<12> 陶瓷激光器的 ^4F_<3/2>-4I_<13/2> 通道中产生新型高效 1.3μm CW”物理统计解答.. 189. R11-R13 (2002)