東海大学理学部　遠藤研究室

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2018/09/07 応用物理学会で太陽光励起ファイバーレーザー発表

Nd: YAGレーザーは，教科書にも載っている代表的な4準位レーザーだ．原理的に，レーザー下準位に原子は存在しないことになっている．しかし，我々が開発した太陽光励起ファイバーレーザーでは，波長1060nmを中心とした吸収スペクトルが観測されている．どうやら，これは熱分布したレーザー下準位からの誘導吸収らしい．

これを確認するため，自然放出スペクトルを計測，固体レーザーの誘導吸収断面積σaと誘導放出断面積σeの間に成り立つMcCamberの関係式を適用したところ，見事な一致を見た．Nd3+の4I11/2準位(レーザー下準位)からの誘導吸収は普通には計測できないので，これは世界初の成果である．

σaとσeが得られれば，任意の温度で利得スペクトルが容易に計算できる．結果，常温では1100nm，-30℃では1060nmでレーザー発振すること，閾値反転分布が冷却によって常温の1/2に低下することなどがわかった．

実際にファイバーを冷却し，吸収スペクトルが上図のようにベースの損失を残してほぼ消滅することを確認．レーザー発振スペクトルも1100nmから1060nmに変化した．これらの結果は，9/18から名古屋で開かれる応用物理学会で発表される．

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