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社会連携研究部門平等グループ

場所：明大寺キャンパス 研究棟117号室
Annual Review : こちら

マイクロチップレーザー,非線形光学,マイクロドメイン,セラミックレーザー

マイクロ固体フォトニクスの研究

光の波長と同程度のミクロンオーダーで材料の性質 を制御する事で光波を高度に制御する“マイクロ固体 フォトニクス”に関する研究を展開しています。マイクロ ドメイン制御（図1）で新たな光学機能が発現できる 事から、マイクロ共振器（1990年Nd:YVO4、1993年 Yb:YAG、1997年セラミックYAGなど）1)-5)による高 コヒーレント光発生、高輝度温度のジャイアントパルス 光発生（ジャイアントマイクロフォトニクス）、コヒーレン ス長に合せマイクロドメインの非線形分極を制御する擬 似位相整合（Quasi phase matching、 QPM）6）による 非線形光学波長変換（1998年バルクPPMgLNなど）な どを展開してきました。そして、レーザー点火が望める ジャイアントパルス光発生、金属加工を可能とする高強 度光発生、アト秒が望めるモノサイクル中赤外光発生、 高分解能分光を可能とする狭線幅中赤外光発生7）、高強 度ポータブルテラヘルツ光の発生・検出8）などが望める ようになりました。興味深いことにマイクロチップレー ザーは、従来のメガワット出力レーザーで困難だった パルスギャップ領域（サブナノ秒からピコ秒）に直接アク セスでき（図2）、X線からTHz波までの広い波長域で高 輝度光の発生を可能とするなど（図3）、光科学のフロン ティアを開拓しています。
 

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Fig. 1 The concept of micro solid-state photonics as micro-domain controlled materials/devices.

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Fig. 2 Pulse width gap region of giant pulse lasers.

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Fig. 3 Extended wavelength by giant micro-photonics.

参考文献

  1. T. Taira, A. Mukai, Y. Nozawa and T. Kobayashi, Opt. Lett. 16, 1955-1957 (1991).
  2. 平等拓範, 日本学術振興会 光エレクトロニクス第130委員会編「光エレクトロニクスとその応用」オーム社, pp. 177-189, pp. 189-222, pp. 247-266, pp. 289-314, pp. 422-442 (2011.5): レーザー学会編「先端固体レーザー」オーム社, pp. 33-96, pp. 97-147 (2011.12).
  3. T. Taira, J. Saikawa, T. Kobayashi and R. L. Byer, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electrons 3, 100-104 (1997).
  4. T. Taira, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 798-809 (2007). INVITED
  5. T. Taira, [INVITED], Opt. Mater. Express 1, pp. 1040-1050 (2011) : D. G. Rowe,“ OUT OF THE LAB: Lasers for engine ignition,” Nature photonics 2, 515-517 (2008): OSA News Release <http://www.osa.org/en-us/about_osa/
    newsroom/news_releases/2011/lasersparksrevolution/>,BBC News <http://www.bbc.co.uk/news/scienceenvironment-13160950>.
  6. H. Ishizuki and T. Taira, "Half-joule output optical-parametric oscillation by using 10-mm-thick periodically poled Mg-doped congruent LiNbO3," Opt. Express vol. 20, no.18, pp. 20002-20010 (2012).
  7. M. Miyazaki, J. Saikawa, H. Ishizuki, T. Taira, and M. Fujii, Phys. Chem. Chem. Phys. 11, pp. 6098-6106 (2009).
  8. S. Hayashi, K. Nawata, T. Taira, J. Shikata, K. Kawase, and H. Minamide, “Ultrabright continuously tunable terahertz-wave generation at room temperature,” Scientific Reports 4:5045 (2014). DOI: 10. 1038 / srep 05045.
  9. T. Taira, T. Y. Fan, and G. Huber, “ Introduction to the Issue of Solid-State Lasers” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 21, 0200303 (2015).