磁性ガーネット膜を用いた一体型Ｑスイッチレーザーの高出力化に関する研究

利用磁性石榴石薄膜提高集成调Q激光器输出功率的研究

• 批准号: 17J05958
• 负责人: 森本 凌平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05958/
• 关键词: Ｑスイッチ; 誘電体多層膜; 光学設計; Ｑスイッチレーザー; レーザー; 磁気光学; 磁性ガーネット; 磁気光学効果; マイクロチップレーザー; スピントロニクス; パルスレーザー堆積法

本年度は，昨年度までに構築したＱスイッチレーザーシステムを小型化するため，磁性ガーネット膜の表面にコーティングする誘電体多層膜の設計と成膜に着手した。これまでは，出力鏡に比較的大型なガラス基板を用いていたため，Ｑスイッチの核をなす磁性ガーネット膜と出力鏡それぞれの固定治具が干渉し，空隙が生じていた。本取り組みはこの空隙を取り除くことで共振器長を小型化するものである。誘電体多層膜の設計目標は昨年度に得られた知見から定められた。誘電体多層膜の設計に先立ち，低屈折率材料と高屈折率材料をイオンビームスタッパ法を用いてそれぞれ成膜し，光学特性の評価を行った。得られた光学特性を基に，数値解析により必要な積層数と膜厚を求めた。結果，4層（2ペア）の多層膜で目標反射率を満たすことが示された。磁性ガーネット膜に設計した誘電体多層膜を形成しＱスイッチレーザー発振を行った結果，共振器長を大幅に削減することに成功した。誘電体多層膜を形成した磁性ガーネット膜を用い，Ｑスイッチレーザー光学系を構築した。共振器長は昨年度までの報告である１０ミリメートルから７ミリメートルとなり，３割の大きな縮小を実現した。得られたピークパワーは，共振器長が１０ミリメートルであった場合の１．１キロワットに比べ，共振器長が７ミリメートルの場合には１．６キロワットと，およそ１．５倍の改善が得られた。今後はレーザー結晶と磁性ガーネット膜の間の空隙を取り除くことでさらなる高出力化が期待できる。

This year, last year's construction and miniaturization were carried out, The design and formation of the surface of the magnetic electromagnetic film are carried out.これまでは, output mirror に Large-scale なガラス substrate を use いていたため, ＱスイッチのcoreをなすMagnetic ガーネット film とOutput mirror それぞれのfixed fixture が干渉し, gap じていた. This is because the gap between the components has been removed and the length of the resonator has been miniaturized. The design goal of the dielectric multilayer film was determined last year. The design of the dielectric multilayer film was established first, the low refractive index material and the high refractive index material were film-formed using the いてそれぞれ method, and the optical properties were evaluated. In order to obtain the optical properties of the film, it is necessary to analyze the numerical value based on the number of layers and film thickness required. As a result, the target reflectivity of the 4-layer (2ペア) multilayer film showed the same result. Magnetic electrolyte film design and dielectric multilayer film formation As a result, the resonator length was greatly reduced and the resonator length was successfully reduced. The dielectric multilayer film is used to form the magnetic film and the optical system is constructed. The resonator manager's last year's annual report was released, and the report was reduced to 10 meters. The resonator length is られたピークパワーは, and the resonator length is が10ミリメートルであったoccasionの1．1キロワットに比べ, the resonator length is 1.6 times longer, and the resonator length is 1.5 times improved. In the future, we are looking forward to the improvement of the gap between the magnetic silica crystal and the magnetic silica film and the improvement of the power.

项目成果

Crystalline and magnetooptical characteristics of (Tb,Bi)3(Fe,Ga)5O12 deposited on (Y,Nd)3Al5O12

• DOI: 10.7567/jjap.57.061101
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: R. Morimoto;T. Goto;Yuichi Nakamura;P. Lim;H. Uchida;M. Inoue

Epitaxially Grown Magnetic Garnet Film on Nd:YAG Substrate for Microchip Lasers

用于微芯片激光器的 Nd:YAG 基底上外延生长的磁性石榴石薄膜

• 发表时间: 2017
• 作者: Edalati Kaveh;Kitabayashi Kouki;Ikeda Yuji;Matsuda Junko;Li Hai-Wen;Tanaka Isao;Akiba Etsuo;Horita Zenji;R. Morimoto; T. Goto; H. Takagi; Y. Nakamura; P. Lim; T. Taira; H. Uchida; M. Inoue
• 通讯作者: R. Morimoto; T. Goto; H. Takagi; Y. Nakamura; P. Lim; T. Taira; H. Uchida; M. Inoue

Directly coated Bragg mirror on magnetic garnet film for small magnetooptical Q-switch

磁性石榴石薄膜上直接涂覆布拉格镜用于小型磁光调Q

• 发表时间: 2019
• 作者: Ryohei Morimoto;Taichi Goto;John W. Pritchard;Yuichi Nakamura;Pang Boey Lim;Mani Mina;Takunori Taira;Hironaga Uchida;Mitsuteru Inoue
• 通讯作者: Mitsuteru Inoue

集積型Qスイッチレーザーに向けた(Tb,Bi)3(Fe,Ga)5O12膜の作製

集成调Q激光器用(Tb,Bi)3(Fe,Ga)5O12薄膜的制备

• 发表时间: 2018
• 作者: T. Goto;T. Yoshimoto;K. Sekiguchi;C. Ross;A. Granovsky;Y. Nakamura;H. Uchida;M. Inoue;板橋悠人，J. Schlipf．大木敬介，斉藤 伸，後藤太一，中村雄一，P. Lim，I. Fischer，J. Schulze，内田裕久，井上光輝;木村陽太，後藤太一，中村雄一，P. Lim，内田裕久，井上光輝;吉本拓矢，後藤太一，岩本文吾，中村雄一，内田裕久，ロス キャロライン，井上光輝;森本凌平，後藤太一，中村雄一，P. Lim，内田裕久，井上光輝
• 通讯作者: 森本凌平，後藤太一，中村雄一，P. Lim，内田裕久，井上光輝

Measurement of diffraction from magnetic domains of iron garnets for magnetooptical Q-switch lasers

磁光调Q激光器铁石榴石磁域衍射的测量

• 发表时间: 2017
• 作者: Chiu Wan-Ting;Chen Chun-Yi;Chang Tso-Fu Mark;Tahara Yuma;Hashimoto Tomoko;Kurosu Hiromichi;Sone Masato;R. Morimoto; T. Goto; H. Takagi; Y. Nakamura; P. Lim; H. Uchida; M. Inoue
• 通讯作者: R. Morimoto; T. Goto; H. Takagi; Y. Nakamura; P. Lim; H. Uchida; M. Inoue