新型固体レ-ザ-による単一周波数発振と高効率波長変換

使用新型固体激光器进行单频振荡和高效波长转换

基本信息

批准号：
03250210
负责人：
佐々木孝友
金额：
$ 2.05万
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：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

重力波検出用光源には半導体レ-ザ-励起固体レ-ザ-が適している。中でもネオジウム添加YVO_4レ-ザ-はYAGレ-ザ-により更に高効率であり、しかも高吸収係数を有していることから、はるかに単一縦モ-ドが得やすい現象が見られ、興味あるレ-ザ-材料である。重力波検出用光源の安定縦モ-ド発振のための基礎的研究として新固体レ-ザ-YVO_4を用いた単一縦モ-ドの高出力化の研究を行なった。YVO_4に添加するネオジムの量を1%〜3%まで変え、さらにレ-ザ-素子の厚みを1mmから0.3mmまで変化させ半導体レ-ザ-励起パワ-100ー800mwに対し、単一縦モ-ドの得られる領域を測定した。共振器ミラ-構造は、平面一平面型のものと平面ー曲面型のものについて検討した。その結果、まず単一モ-ドの得やすい平面ー平面型を用いた時には厚み1mm,ネオジム濃度2%の場合に最大出力200mwの単一縦モ-ドが得られた。しかし共振器長のわずかな変動に対して、すぐに単一モ-ド発振からマルチモ-ド発振に変化する傾向があった。これに対し3%の濃度のものを用いた時には得られる最大出力は約150mwと少なくなったが、単一モ-ドは、はるかに得やすくなり、少々の共振器長変動に対しても安定であることが分った。YVO_4の厚みを0.5mmと薄くした時には、出力はそんなに減少せずさらに単一モ-ドが得やすいことが分った。この場合には、平面一曲面型ミラ-構成を用いても単一モ-ドを得ることができた。これらはすべて材料の高吸収係数による単一モ-ド化の現象で説明できる。以上高吸収係数を有するネオジム添加YVO_4材料を用いることにより共振器が往復型の簡単な構成で安定な単一モ-ド発振が得られることが分った。

半导体激光泵浦固体激光器适合作为引力波探测的光源。其中，掺钕YVO_4激光器比YAG激光器具有更高的效率，并且还具有较高的吸收系数，因此更容易获得单纵模，这是一种有趣的激光材料。作为引力波探测光源稳定纵模振荡的基础研究，我们开展了利用新型固体激光器YVO_4提高单纵模输出的研究。通过将YVO_4中的钕添加量从1%改为3%，并进一步将激光元件的厚度从1 mm改为0.3 mm，产生了半导体激光器激发功率为100至800 mw的单纵向激光束。 - 测量了代码的所得面积。关于谐振器镜结构，我们研究了两种类型：单平面型和平面曲面型。结果，使用易于获得单模的平面型，厚度为1mm，钕浓度为2%，获得了最大输出为200mW的单纵模。然而，由于腔体长度的微小变化，单模振荡有快速转变为多模振荡的趋势。另一方面，当使用 3% 浓度时，可获得的最大输出较低，约为 150 mw，但单模更容易获得，并且即使腔长略有变化，也能保持稳定。成为。发现当YVO_4的厚度减小到0.5 mm时，输出并没有下降太多，并且更容易获得单模。在这种情况下，即使我们使用平面曲面镜配置，我们也能够获得单一模式。所有这些都可以用材料的高吸收系数导致的单模形成现象来解释。研究发现，通过使用具有高吸收系数的掺钕YVO_4材料，可以通过简单的往复谐振器配置获得稳定的单模振荡。