연구 테마

세계 최소 펄스 레이저 개발

광 공진기와 이득 매질을 조합하면 레이저를 제작할 수 있습니다. 미소광 공진기에 이득을 갖게 할 수 있으면,작은 레이저 개발할 수 있습니다. 그래서,졸겔법라는 화학적 프로세스를 사용하여,에르븀 첨가 유리를 실리콘 기판 상에 제작에르븀 첨가 유리를 가공하여 미소 광 공진기를 만들어 미세한 레이저를 실현했습니다.

우리는 이 레이저를 더욱 발전시켜펄스 레이저 발진하려고합니다. 이를 위해서는 모드 잠금이라는 기술이 필요합니다. 모드 잠금을 실현하기 위해 빠른 응답을 나타내는 것으로 알려져 있습니다.탄소 나노튜브를 공진기에 부여하여 모드 록 레이저를 실현하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이것이 가능하다면세계에서 가장 작은 초단광 펄스 레이저얻을 수있을 것으로 기대됩니다.

개발하는 모드 록 레이저는 출력의 광 펄스열의 반복 주파수가 100GHz를 상당히 넘을 것으로 기대되므로 다양한 응용을 기대할 수 있습니다. 특히, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등의 신소재의 가공에 위력을 발휘하는,고속 레이저 가공의 시드 광원으로서 높은 성능을 얻을 수 있을 것으로 기대할 수 있습니다.

에르븀 첨가 미소광 공진기에 의한 레이저 개발. 펄스 레이저 실현을위한 설명과 연속 광 발진의 실험 결과
에르븀 첨가 미소광 공진기에 의한 레이저 개발. 펄스 레이저 실현을위한 설명과 연속 광 발진의 실험 결과

졸 겔법은 화학 공정이므로,화학 지식도 필요합니다. 시험관을 흔들면서 최적 조건을 찾아내는 것은 근기와 시간이 걸리는 작업입니다. 또, 습도나 기온에도 좌우되기 쉽기 때문에, 한 번 조건을 찾아도, 그 때때로 레시피를 조정할 필요가 있는 어려운 작업입니다.

모드 락에 필요한 카본 나노 튜브를 어떻게 합성하여 미소 공진기에 부여시켜야 하는지 등에 대해서도 다양한 검토가 필요합니다. 또한 원하는 성능을 얻을 수 있습니까?광학 측정쉽지 않습니다.

TEOS라고 불리는 졸겔법에 의한 실리카 네트워크 형성
TEOS라고 불리는 졸겔법에 의한 실리카 네트워크 형성

원래, 이렇게 작은 공진기를 사용하여 모드 록을 실현시킨 예가 없기 때문에, 에르븀 첨가량이나 필요한 카본 나노 튜브의 성능도 분명하지 않습니다. 우리는 엄격한 모델을 세워수치 계산이를 통해 설계 매개 변수를 밝히고 있습니다.

이와 같이, 물리 모델의 구축, 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 파라미터의 검토, 졸겔법에 의한 미소광 공진기 제작 기술의 개발, 카본 나노 튜브의 합성이나 퇴적 등, 검토 사항이 다방면에 걸쳐 있으므로, 팀으로서 역할 분담하면서 연구 진행하고 있습니다.

이 연구는 다양한 요소 기술이 필요하기 때문에 실제로많은 기관의 협력을 얻으면서 연구를 진행하고 있습니다..

에르븀 첨가 유리에 의한 레이저 발진에 관해서는 Washington 대학 Lan Yang 교수와 화학과 후지와라 교수의 조언을 받고 있습니다. 카본나노튜브에 관해서는 카본나노튜브의 모드록 레이저 개발의 제일인자인 도쿄대학 야마시타·Set 연구실, 합성의 스페셜리스트의 물리정보공학과목 연구실과 공동연구를 진행하고 있습니다.

이 레이저는 고속 레이저 프로세싱에 사용할 수 있기 때문에, 주식회사 아마다 홀딩스의 아마다 재단으로부터 지원을 받고 있습니다. 또한 도쿄대학과 이화학연구소를 비롯한 다수의 연구기관이 참가하고 있는 문과성 Q-LEAP의 프로젝트에도 참여하면서 연구를 진행하고 있습니다.

《Keyword》

미세 광 공진기 / 탄소 나노 튜브 / 졸 겔법 / TEOS / 미세 레이저 / 모드 잠금 레이저 / 레이저 가공
타나베 연구실에서는 공동 연구를 적극적으로 진행하고 있습니다.

연구 테마 목록

2024년도 배속생을 위한 연구실 설명회를 실시하고 있습니다. 오픈랩은 자유롭게 연구실을 출입할 수 있습니다. 또한, 언제든지 개별 설명회를 접수하고 있습니다.

<개최 중>

개별 설명회・랩 투어

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개별 설명회나 랩 투어를 대면으로 실시합니다. 실제로 야가미 캠퍼스에 발을 옮기고, 실험실의 실험 장치 등을 견학해 주세요. 메일에서도 아래 양식으로 접수합니다.