Research | tokurakawa-lab

戸倉川研究室では国内外の企業・大学と協力し、高強度な波長2 μm 帯長短パルスレーザー光源の開発と応用研究を目指し現在以下のようなテーマに取り組んでいます。

1. 波長2.1 μｍ帯低繰り返し（1-10 MHz ）超短パルスHo個体レーザー発振器

2. 波長2.1 μｍ帯高出力Ho個体増幅器（50-100 W,100 KHz-10 MHz,DFC Ho:YAG）

3. 波長1.9 μm帯高出力（100s Ｗ）Tｍファイバーレーザー (robust, low cost)

4. 非線形パルス圧縮 (multi-pass cavity, highly effeciennt)

5. 波長2 μm帯ナノ秒パルスTmファイバーレーザーの開発と加工応用 (~100ns, 25W)

6. ホログラフィック顕微鏡の開発 (photo thermal wiht home built MidIR light source )

7. 小型高繰り返し中赤外デュアルコム光源の開発 (handy size, Cr:ZnS )

高効率・高出力な超短パルス中赤外固体レーザー

Tm、Ｈｏ、Cr添加固体レーザーを用いた波長2～2.5μm帯超短パルス光源の開発を行っています。

これまでに共振器内での非線形光学効果や複合利得媒質を利用して波長2 µm帯の固体レーザーでは世界最短パルスの発生に成功してします。

今後の目標としては波長2.1μm帯のHo超短パルスレーザーの高出力化とそれを起点とした、高次高調波による紫外ー軟Ｘ線領域の高輝度超短パルスレーザーシステムの開発や、2－20μｍ帯の高輝度中赤外超短パルス光源の開発を目指しています。

2μm帯超短パルスファイバーレーザー

ファイバーレーザーでは波長に依存してシングル横モード時のファイバーコアサイズを大きくすること可能であり、現在の主流である波長１μｍ帯ファイバーレーザーに比べ波長2 µm帯ではラマン散乱やブリルアン散乱などの非線形効果の抑制が可能です。

我々は小型でメンテナンス性や可搬性を考慮した応用上望ましい、ファイバーレーザーの開発を目指し、半導体可飽和吸収体鏡を用いた波長可変ノイズライクパルス発振器、非線形ループミラーを用いた全ファイバー型高パルスエネルギー発振器、10Wレベル増幅器、非線形偏波回転を用いたソリトンモード同期発振器を実現しています。また最近ではフッ化物ファイバーを用いた初めての全正常分散モード同期ファイバーレーザーの開発にも成功しています。これらの光源を用いて超広帯域白色光発生、有機ポリマー材やシリコン材料のレーザー加工などの応用を行っています

上述のレーザー光源を励起光源とした、波長帯2-20μｍ中赤外波長変換を目指しています。将来的な応用としては近年の急激な地球環境変化を可視化し対応するための中赤外LIDARによる環境計測、高輝度広帯域の中赤外光源を用いた高機能呼気分析を用いた非侵襲性型スクリーニングによる早期発見・治療を重視した次世代医療システムの構築、中赤外励起光源を用いたコヒーレント軟X線光源よる次世代構造物性学などへの寄与を目指しています。