YAG laser の beam intensity と、結晶の damage threshold

東武大

平成 11 年 3 月 11 日

1 YAG laser の beam intensity の測定

03/11 に薮崎研よりレーザー光のビーム強度の測定器を借りて、実験を行なった。この実験を行なった目的は、昨日の実験における laser の beam 強度を測定することにある。測定器の外観は LOG note の p43,p44 を参照のこと。これに対して、以下の 2 つの条件を変えて beam intensity の測定を行なった。

• YAG laser の電流をコントローラーのつまみを回すことで調整する。目盛位置 (1)(2)(3) の意味は log note 参照。

• YAG laser 内の結晶の角度を、 YAG laser のつまみを回すことで変える。初期状態は昨日の実験と同じ状態。調整後は laser intensity が最大になるようにした。

その結果として、 laser intensity は次のように変化した

目盛 (1)  目盛 (2)  目盛 (3)
結晶 (初期状態) 0.150〜0.160W  —  —
結晶 (調整後) 0.270〜0.280W 0.490〜0.500W 0.620〜0.630W

このことより、昨日結晶に YAG laser を照射した時の電場強度は 0.150W 程度であることが分かる。

2 結晶の damage threshold

まず、 Dmitriev(2nd) によれば、 YAG laser の 3 倍波に対する damage threshold は小さく見積もって次の値になると考えられる。

• BBO では 4 × 10_{(W/m^{2})}^{12}。これは、 Dmitriev の値のうち当該する波長の中で最低の値を選んだ。

• LiIO3 で 1 × 10_{(W/m^{2})}^{11}。 Dmitriev に当該する波長の値がなかったので、一番波長の近いものを選んだ。

前節より、昨日の実験の条件においてレーザーの pulse の強さは、

0.160_{(W)} × \frac{1}{3_{(ns)}} × \frac{1}{20_{(Hz)}} × (\frac{1}{3_{(mm)}} )^{2} = 3 × 10_{(W/m^{2})}^{11}  (1)

を得る。昨日の実験では LiIO3 の結晶の表面を焦がしてしまった。これは上記の評価より、レーザーの強さが damage threshold を超えてしまったためであると考察できる。また、 Dmitriev の値より、 BBO であればこの強度であっても damage threshold の値にはいたらないことが分かる。