薄型活性物質を用いた固体レーザーの高出力化に関する研究

利用薄活性材料提高固体激光器功率的研究

基本信息

批准号：
04234208
负责人：
佐々木孝友
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

重力波検出にはスペクトル精度がmHzでしかも出力がkWに及ぶ連続発振のレーザー光が必要となる。半導体レーザー励起方法の固体レーザーでは熱発生も少なくスペクトル特性の良い出力kWの光を得ることができる可能性があり、しかも長寿命である。二次元アレー構造を有する半導体レーザーは面型発光源として上記固体レーザー励起用として、極めて好都合である。今年度は面発光型半導体レーザーを光源とした薄型活性媒質を用いたアクティブミラー型多段固体レーザによるkW級レーザーを最終的に建設することを念頭においた、小型アクティブミラー型レーザー型製作しその利得、出力、その他のレーザーパラメーターを測定し、kW級のレーザー建設のための基礎データーを得ることを目的とした。この結果以下の成果が得られた。(1)kW級レーザーシステムの設計連続発振時における最大のパワーを規制する要因である耐レーザー損傷しきい値を100GW/cm^2と仮定した結果、必要レーザービーム断面積は10cm^2となった。従って直径200mmφのアクティブミラー10台を用いた単一モード発振、出力1kWレーザー装置の設計を行った。(2)小型アクティブミラー型レーザの製作大面積の二次元半導体レーザーは現在の所極めて高値であり、また納期も長時間を要するため、ここでは入手可能な発光面積100mmxl.5mm,連続出力20Wのものを用い実際のアクティブミラー型レーザーの一部を模擬する方法をとった。レーザー寸法は12mmx5mmの長方形で、厚み1mmとした。レーザー媒質には、YAG,YVO_4,CNGGを用いた効率、熱発生について比較検討の結果、レーザー材料としては熱伝導性の最も良好なYAGが最適であることがわかった。

重力波检测需要具有MHz光谱精度和KW输出的连续振荡激光束。使用半导体激光激发方法的固态激光器具有较少的热量并产生具有良好光谱特征并具有长寿的光的潜力。具有二维阵列结构的半导体激光器作为表面型光发射源非常有利，可用作固态激光激发。今年，目的是最终使用活性镜型多阶段固态激光器，使用薄的活性介质使用表面发射半导体激光作为光源来构建KW级激光器，并通过测量其增益，功率和其他激光参数来构建KW级激光器的基本数据。该结果产生以下结果：（1）由于假设激光损伤阈值的设计KW类激光系统的设计，这是调节连续振荡期间最大功率的因素，为100 gw/cm^2，激光束的所需横截面区域为10 cm^2。因此，使用直径为200毫米的10个活动镜设计了单个模式振荡和输出1kW激光器设备。（2）使小型活动镜激光器当前二维半导体激光器的大面积非常高，交付时间很长，因此我们在这里使用一种方法来模拟使用100 mm x L.5 mm的可用光发光区域的一部分实际活动镜激光器，并连续20w。激光尺寸的连续输出。作为激光介质，比较了YAG，YVO_4和CNGG，并产生效率和热量，并且发现具有最佳导热率的YAG是最佳的激光材料。