光周波数変換グループ

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波長変換の応用

既存の発達したレーザ光源を基本光として、波長を変換する技術が重要とされている。当グループでは、そのような波長変換用の光学材料として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、フッ化物強誘電体、および、水晶に注目しています。これらの光学材料に周期分極反転構造を形成し、紫外域から赤外域にわたるウルトラレインボーを達成することを目指しています。

定比組成ニオブ酸リチウム/タンタル酸リチウム

二重るつぼを用いた原料自動供給型酸化物育成装置を開発しました。単結晶は内側るつぼ内の融液から育成され、育成された重量と同量の化学量論組成原料粉末が外側るつぼに自動的に供給されます。この結果、るつぼ内の融液量が一定に保たれ、育成される結晶の組成と融液の組成とが異なっていても、均一な組成の単結晶が得られます。

当グループでは、上記装置を用いて、定比組成ニオブ酸リチウム（SLN）／タンタル酸リチウム（SLT）の育成に成功しました。これにより、従来のコングルエント組成ニオブ酸リチウム（CLN）／タンタル酸リチウム（CLT）の電気光学定数を10～30％向上させ、抗電界を80～90％低減することを見出しました。当グループでは、このようなSLN/SLTを用いた波長変換素子の研究・開発を行っています

当グループは、厚さ1mm、周期8umの周期分極反転構造を有するSLT波長変換デバイスの作製に成功しました。この結果、レーザディスプレイで要求される1Wレベルを超える緑色光4.4W出力が得られました。

当グループは、高出力発振（平均出力10W）にも耐えられる2mm角ロッド状、周期20～35umの周期分極反転構造を有するSLT波長変換デバイスの作製に成功しました。本デバイスによれば、波長1064nmのNd:YAGレーザの基本光を、1.4～2.1umおよび2.1～4umの波長を有する2つの光に変換することが可能です。

＊SLT波長変換デバイスは、NIMS認定ベンチャー企業「株式会社SWING」を通して製品化しております。詳細は、お問い合わせください。

水晶

当グループは、高損傷耐性を有し、真空紫外まで透明な水晶に人工的にツイン構造を形成し、波長変換デバイスの実現に成功しました。形成されたツイン構造は、強誘電体単結晶の周期分極反転構造と同様な構造であり、これにより擬似位相整合を可能にします。

フッ化物強誘電体

当グループは、紫外領域および赤外領域における波長変換のための新材料としてフッ化物強誘電体に注目し、その材料開発およびデバイス化を検討しています。現在、良質なBaMgF4単結晶およびSrAlF5単結晶の育成、ならびに、それを用いた分極反転構造の形成に成功しています。