JP2007230815A - レーザー媒質用シリカガラス - Google Patents
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Abstract
希土類金属元素とアルミニウムが適切な濃度でドーピングされ、かつ低散乱低吸収であり、泡が少なく低OH濃度であり、高効率のレーザー発振可能なレーザー媒質用シリカガラスを提供する。
【解決手段】
希土類金属元素とアルミニウムを含有し、かつ希土類金属元素濃度が0.2wt%以上5wt%以下、[アルミニウムモル数]/[希土類金属元素モル数]で表されるアルミニウムと希土類金属元素のモル比が2以上10未満であり、可視から赤外領域の吸収波長以外の波長における光損失係数が0.02/cm-1以下、100cm3あたりの泡の総断面積が0.10mm2以下、OH基濃度が20ppm以下であるようにした。
【選択図】図1
Description
Ndイオン交換ゼオライトを以下の工程で作成した。ケイ素とアルミニウムのモル比がSi:Al=4:3であるX型ゼオライト2000gを濃度150g/Lの硝酸ネオジウム水溶液10Lに浸し、100℃において還流をしながら5日間加熱した。その後、吸引ろ過によりゼオライトを濾別し、このゼオライトに純水を注いで攪拌してから濾別する洗浄工程を3回繰り返した後、乾燥機を用いて300度にて乾燥することにより、Ndイオン交換ゼオライトを得た。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で測定したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
OH基濃度:フーリエ変換赤外分光装置(Nicolet社製 AVATOR360)にて2.7μmのO−H伸縮振動バンドの強度から算出。
光損失係数測定:レーザーの入射光強度I0[mW]、出射光強度IT[mW]、試料厚さd[cm]を用いて以下の式により算出。尚、Ndドープガラスでは波長1064nm、Ybドープガラスでは波長1080nm、Erドープガラスでは波長1540nmのレーザーを用いた。
複屈折:Hinds社製 複屈折測定装置 EXICOR350ATを用いて632.8nmにおける複屈折を測定。
増幅試験:試験装置の構成は図5に示したものと同様である。試験に用いたレーザーは、ドープ元素がNdの時は波長1064nmのCW(連続発振)レーザー、Ybの時は波長1080nm、Erの時は波長1540nmのレーザーを用いた。初めに試料を励起していない状態、すなわちキセノンフラッシュランプを点灯していない状態で、試料を透過した後のレーザー光のパワーをパワーメーターで計測した。続いて、試料を励起した状態、すなわちキセノンフラッシュランプを点灯した状態で、試料を透過した後のレーザー光のパワーをパワーメーターで計測し、励起していない状態と比較して、パワーメーターの値が大きくなった場合を、増幅あり、とした。
発振試験:試験装置の構成は図6に示したものと同様である。レーザーの出力鏡の透過率は20%とし、励起時(フラッシュランプ点灯時)の出力をパワーメーターにて計測し、出力が確認できた場合を、発振あり、とした。計測波長は、ドープ元素がNdの時は波長1064nmのCW(連続発振)レーザー、Ybの時は波長1080nm、Erの時は波長1540nmのレーザーを用いた。
Ndイオン交換ゼオライトを実施例1と同様の方法で作成した。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で確認したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
Ndイオン交換ゼオライトを実施例1と同様の方法で作成した。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で確認したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
酸化ネオジウム粉150g、酸化アルミニウム粉300g、シリカ粉6550gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化ネオジウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
酸化ネオジウム粉150g、酸化アルミニウム粉150g、シリカ粉6700gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化ネオジウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
酸化ネオジウム粉150g、酸化アルミニウム粉400g、シリカ粉6450gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化ネオジウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
酸化イッテルビウム粉150g、酸化アルミニウム粉300g、シリカ粉6550gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化イッテルビウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
酸化エルビウム粉150g、酸化アルミニウム粉300g、シリカ粉6550gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化エルビウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
Ndイオン交換ゼオライトを実施例1と同様の方法で作成した。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で確認したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
Ndイオン交換ゼオライトを実施例1と同様の方法で2バッチ分作成した。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で確認したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
酸化ネオジウム粉150g、酸化アルミニウム粉50g、シリカ粉6800gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化ネオジウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
酸化ネオジウム粉150g、酸化アルミニウム粉550g、シリカ粉6300gをおよび直径10mmのアルミナ製ボール2000gをアルミナ製のボールミルにいれ、120rpmにて48時間ボールミルを回転させて、シリカ粉と酸化ネオジウム、酸化アルミニウムの混合粉体を得た。
この混合粉体を原料として実施例1と同様の方法で粉体成型体作成、焼成、真空溶融、均質化を行い、NdおよびAlを含むシリカガラスを作成したが、青白く乳濁していた。このNd濃度、Al濃度を蛍光X線にて調べたところ、Nd1.84wt%、Al4.16wt%であり、[アルミニウムモル数]/[ ネオジウムモル数]は12.1であった。
実施例1と同様にゼオライトイオン交換、混合、粉砕、粉体成型体作成、焼成、真空溶融まで行い、均質化をしていないNdおよびAlを含むシリカガラスを作成した。
Ndイオン交換ゼオライトを実施例1と同様の方法で作成した。このゼオライトの組成を蛍光X線分析装置で確認したところ、Nd濃度は15wt%、Al濃度は18wt%であった。
Claims (5)
- 希土類金属元素とアルミニウムを含有し、かつ希土類金属元素濃度が0.2wt%以上5wt%以下、[アルミニウムモル数]/[希土類金属元素モル数]で表されるアルミニウムと希土類金属元素のモル比が2以上10未満であり、可視から赤外領域の吸収波長以外の波長における光損失係数が0.02/cm-1以下、100cm3あたりの泡の総断面積が0.10mm2以下、OH基濃度が20ppm以下であることを特徴とするレーザー媒質用シリカガラス。
- 前記希土類金属元素がNd、Yb、Er、Tm及びHoからなる群から選択される1種であることを特徴とする請求項1記載のレーザー媒質用シリカガラス。
- 前記希土類金属元素及びアルミニウムが、イオン交換により希土類金属元素が固定されたゼオライトを用いて導入されることを特徴とする請求項1又は2記載のレーザー媒質用シリカガラス。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載のレーザー媒質用シリカガラスを用いることを特徴とするレーザー装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載のレーザー媒質用シリカガラスをコアに用いることを特徴とするファイバーレーザー装置。
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