開發世界上最小的脈衝式雷射 | 田邊光子結構集團

研究主題

開發出世界上最小的脈衝式雷射。

透過結合光諧振器與增益介質，可製造出雷射。如果微光諧振器可提供增益開發小型雷射本章節說明系統的主要優缺點。因此溶膠-凝膠法使用稱為矽基板上的摻铒玻璃。微型雷射是透過加工摻铒玻璃來製造微型光學諧振器。

我們將進一步開發此雷射，以脈衝雷射振盪系統正在努力使其如此。這需要一種稱為模式鎖定的技術。要實現模式鎖定，必須使用碳奈米管以實現模式鎖定雷射。如果能夠實現世界上最小的超短脈衝雷射預期可獲得以下效益

即將開發的鎖模雷射預期輸出光脈衝列重覆率將遠遠超過 100 GHz，因此可應用於多種領域。特別是在加工碳纖維強化塑膠等新材料時，它的功能將尤其強大。高速雷射加工作為種子光源，可望實現高性能

由於溶膠-凝膠製程是一種化學製程化學知識必須搖動試管才能找到最佳條件。透過搖晃試管找出最佳條件是一項需要耐心和時間的工作。這也是一項困難的工作，因為條件很容易受到濕度和溫度的影響，所以即使找到了條件，也需要不時調整配方。

此外，還需要對如何合成鎖模所需的碳奈米管，以及如何將碳奈米管賦予微空腔進行各種研究。此外，還需要檢查是否達到了預期的性能。光學量測也不容易

所需的碳奈米管的摻铒量和性能尚不清楚，因為一開始就沒有用這麼小的諧振器進行模式鎖定的先例。我們建立了一個嚴謹的模型並數值計算設計參數的釐清方式為

該團隊的工作範圍非常廣泛，例如建構物理模型、利用電腦模擬研究參數、開發利用溶膠-凝膠法製造微光學諧振器的技術，以及碳奈米管的合成和沉積，同時以團隊形式分擔角色。

由於這項研究需要各種元素技術，因此它真的這項研究是與多家機構合作進行的。．

在摻铒玻璃的激光振盪方面，我們得到了華盛頓大學楊蘭教授和化學系藤原教授的建議。在碳奈米管方面，我們與東京大學的 Yamashita-Set 實驗室合作，該實驗室是開發碳奈米管用鎖模雷射的頂尖專家，而物理與資訊工程學系的 Maki 實驗室專長於合成。

該激光器具有用於高速激光加工的潛力，並得到了 Amada Holdings Co., Ltd. 的 Amada 基金會的支持。此外，在參與文部省的 Q-LEAP 專案時，也同時進行研究，東京大學和理化研究所等多家研究機構都參與其中。

關鍵字

微光諧振器 / 碳奈米管 / 溶膠-凝膠法 / TEOS / 微雷射 / 鎖模雷射 / 雷射加工

Tanabe 實驗室積極推動合作研究。

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