4.3 非線形偏波回転によるモード同期発振 図11 リング型モード同期ファイバレーザ発振器 図12 レーザパルス波形 図11に装置の概略図を示す．リング型共振器の発振方向を右回りのみとするためYIG結晶と永久磁石を用いた45°ファラデー回転子を共振器内に挿入した．また，共振器内の偏光を制御するため3枚の波長板を用いた．コア径6.9 μm，コア開口数NA = 0.20，Er濃度4 mol%，長さ約6 mのEr添加ZBLANファイバを用いた．励起光源として波長975nmのファイバ結合型半導体レーザを用い，レンズを用いて第一クラッドへ励起光を入射した．励起入力2.1 Wのとき54 mWの平均出力が得られた．励起パワーと偏光状態を最適化することにより，モード同期発振によ ピコ秒～フェムト秒の超短パルスレーザ発振を得るために，モード同期法が広く用いられている．本研究では、レーザ波長やファイバ材料に関係なく適用できる非線形偏波回転法を利用したリング型モード同期発振器の開発を試みた． るパルス列の観測に成功した．図12にパルス列の波形を示す．繰り返し周波数は約33 MHzであり，光速を共振器光学長で割った値とおよそ一致する．したがって，単一のパルスが共振器内を周回するモード同期の状態であることがわかる．しかしながら，モード同期は不安定であり，実用化には改良が必要である． ５．まとめ 中赤外域の短パルス・高平均出力・高効率・全固体レーザの実現を目指し，中赤外2.8 μm帯でレーザ利得が得られるEr添加フッ化物ファイバに着目し，同波長帯の高ピーク出力レーザパルス発生に関する基礎研究を行った．フェムト秒微細レーザ加工を利用した中赤外FBGを開発し，ファイバレーザ発振器に組み込むことで，波長2.8 μm 帯で狭帯域発振を得た．また，グラフェンならびにFe:ZnSe結晶を過飽和吸収体として用いた受動Qスイッチ発振パルスファイバレーザを開発し，高出力化へ向けた基礎データを得た．さらに，リング型ファイバ共振器によるモード同期発振を行い，中赤外ファイバレーザによる超短パルス発振の可能性を示した． 本研究は，公益財団法人天田財団からの一般研究助成により実施した研究に基づいていることを付記するとともに，同財団に感謝いたします． [1] B. Srinivasan, E. Poppe, J. Tafoya and R. K. Jain, Electron. Lett. 35, 1338 (1999). [2] B. Wang, L. H. Cheng, H. Y. Zhong, J. S. Sun, Y. Tian, X. Q. Zhang, and B. J. Chen, Optical Materials 31, 1658 (2009). [3] G. D. Marshall, R. J. Williams, N. Jovanovic, M. J. Steel and M. J. Withford, Optics Express 18, 19844 (2010). [4] Q. Bao et al., Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009). [5] Li et al., Opt. Lett. 37, 3747 (2012). [6] Zhu et al., Opt. Mat. Express. 3, 1365 (2013). [7] Wei et al., IEEE Photonic. Technol. Lett. 24, 1741 (2012). 謝 辞 参考文献 - 63 -
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