Development of Complex Solar-Cavity for Solar-Pumped Laser

太阳能泵浦激光器复杂太阳腔的研制

• 批准号: 22K04973
• 负责人: 大久保 友雅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04973/
• 关键词: サステイナブル工学; エネルギー変換; 再生可能資源・エネルギー; エネルギー生成・変換; 自然エネルギーの利用; レーザー

太陽光励起レーザのための集光系として，一次集光系であるフレネルレンズで集光された太陽光を更にレーザ媒質へと集光する太陽光キャビティの開発を行っている．2022年度は，新しく複合放物面型集光器を利用した太陽光キャビティの開発を行った．従来の太陽光キャビティでは，太陽光をレーザ媒質へと再集光するために内部で多重反射するように設計していたが，反射時に太陽光キャビティに吸収されてしまう反射損失が課題であった．そこで本研究では，従来型のレーザ媒質の長軸方向がフレネルレンズの光軸と一致する形ではなく，レーザ媒質の長軸方向がフレネルレンズの光軸と直行する配置とした．レーザ媒質はφ6×50 mmとし，この円形の断面が複合放物面型集光器の焦点に来るようにした．この形状にすることにより，フレネルレンズで集光した太陽光を太陽光キャビティ内での少ない反射回数でレーザ媒質に再集光することを目指した．フレネルレンズの光軸方向をzとし，それに垂直な方向をyとすると，複合放物面型集光器の断面形状はz = －d(y±l)^2/((L/2)－l)+dと表現できるため，L,l,dを変化させてレーザ媒質への太陽光の吸収効率が高くかつ反射損失が低い形状を模索した．その結果，L=30 mm, l=0 mm, d=25 mm において，反射損失を従来の15.5%から12.5%まで低減できることが分かった．ここで，l=0 mmであることから，本研究で検討した複合放物面型集光器は事実上単純な放物面が最も反射損失を低減できることがわかった．また，それ以外にも楕円を用いた太陽光キャビティや，光軸に垂直な断面に複数の放物線を持つM-CPC型と名付けた新しいキャビティの提案を行い，それぞれレーザー媒質の光軸に平行な吸収パワー密度および垂直な吸収パワー密度の分布を部分的に平滑化できる設計を実現した．

In the year 2022, the new complex surface collector makes use of the light collector to start the operation of the light collector. in the year 2022, the new complex surface collector uses the light collector to start the operation. The optical transmission media reassemble the optical equipment, the internal multi-reflection device, the design equipment, the reflection time, the reflection loss, the reflection, the In the long direction of the medium, in the long direction, the light is in a straight line, the configuration is in a straight line, the medium is 6 × 50 mm in size, the shape is in the cross section, and the focus of the light collector is duplicated. The shape is in shape. The light collection is too light, the reflection number is less, the media is refocused, the light direction is z, the vertical direction is y, and the complex surface collector is cross-sectional shape z =-d (y ±l) ^ 2

项目成果

Consideration of Two-Dimensional CPC for Pumping Cavity of Solar-Pumped Laser

太阳能泵浦激光器泵浦腔二维CPC的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirozumi Munakata;Tomomasa Ohkubo;Ei-ichi Matsunaga;T. H. Dinh;Yuji Sato
• 通讯作者: Yuji Sato

太陽光励起レーザにおけるレーザ媒質と冷却材の熱移動計算

太阳能泵浦激光器中激光介质与冷却剂之间的传热计算

• 发表时间: 2022
• 作者: 金井 秀太;大久保友雅
• 通讯作者: 大久保友雅

CONSIDERATION OF FOCAL POINT CONTROL OF CPC FOR PUMPING CAVITY OF SOLAR-PUMPED LASERS

太阳能泵浦激光器泵浦腔CPC焦点控制的思考

• 发表时间: 2022
• 作者: HIROZUMI MUNAKATA;TOMOMASA OHKUBO;EI-ICH MATSUNAGA;THANH HUNG DINH;YUJI SATO
• 通讯作者: YUJI SATO

A STUDY OF CYLINDRICAL SYMMETRY OPTIMAL PUMPING CAVITY FOR SOLAR-PUMPED LASER

太阳能泵浦激光器柱对称优化泵浦腔的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: TOMOMASA OHKUBO;EI-ICHI MATSUNAGA;THANH HUNG DINH;YUJI SATO
• 通讯作者: YUJI SATO