複屈折率制御可能な新三酸化ホウ素系ボレート結晶の探索

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非線形光学結晶希土類・カルシウム・オキシボレートの育成と評価に関する研究において得られた結果を以下に総括する。◇希土類・カルシウム・オキシボレート結晶において、希土類元素のイオン半径と結晶のa,c軸の格子定数、複屈折率の大きさに比例関係があることを見いだした。◇カドリニウム・カルシウム・オキシボレート(GdCOB)結晶の置換型結晶の探索を行い、より複屈折率の大きいイットリウム・カルシウム・オキシボレート(YCOB)結晶の開発・育成に成功した。YCOB結晶の位相整合限界波長は約720nmであり、GdCOB結晶では不可能であったNd:YAGレーザーの第3高調波発生が可能であることがわかった。◇育成法・育成装置の改善を試み、引き上げ方向b軸、引き上げ速度3mm/hで透明、かつクラックのない結晶の育成に成功した。得られた最大のYCOB結晶のサイズは直径20mm、長さ65mmであった。◇YCOB結晶を用いて高繰り返しNd:YAGレーザーの第三高調波発生実験を行った。第二高調波発生にKTP結晶とノンクリティカル位相整合のLBO結晶を用いて、第三高調波の出力をKDP結晶と比較した結果、SHGがノンクリティカルの場合はKDPの二倍以上の出力特性を示した。◇GdCOB結晶とYCOB結晶の混晶であるGd_XY_<1-X>COB結晶を育成した結果、組成一定の結晶が得られ、複屈折率をGdCOB結晶とYCOB結晶の間で制御可能であることがわかった。