平 等 拓 範(助教授)
A -1)専門領域:量子エレクトロニクス、光エレクトロニクス、レーザー物理、非線形光学
A -2)研究課題:広帯域波長可変クロマチップレーザーの研究 a) 高性能マイクロチップ固体レーザーの研究
a1)固体レーザー材料の研究 a2)高輝度 Ndレーザーの研究 a3)高性能 Y bレーザーの研究
b)高性能非線形光学波長変換チップの研究 b1)高効率中赤外光発生法の研究 b2)高性能 QPM チップ作成法の研究 b3)多機能非線形波長変換法の研究
A -3)研究活動の概略と主な成果
中赤外域から紫外域にわたる多機能な応用光計測を可能とする高機能・広帯域波長可変クロマチップレーザー(C hromatic Microchip L aser S ystem; C hroma-C hip L aser)をめざして以下のような研究を進めている。
a1) 驚くべき事に代表的な固体レーザー材料であるNd:Y A Gにおいてすら,その誘導放出断面積や蛍光寿命など設計に 必要な基礎パラメータは文献により数倍以上の違いが有り,種々の場面で混乱を引き起こしている。我々は,希土類 添加固体材料における発光過程の解析を行い,従来手法の矛盾を解消できるハイブリッド法を確立した。これによ り新材料に対する正当な評価が可能となるだけでなく,従来レーザー材料に対する新機能の発見も可能となる。 半導体レーザー(L D )励起固体レーザー(D PS S L )の中でも代表的な Nd:Y A G レーザーは,これまで GaA lA s-L D に適 した808 nm(4I9/2–4F5/2)に強い吸収があったことも幸いし,1980年代半ばより飛躍的な発展を遂げた。しかし,1064 nm発振に対する原子量子効率を 76% と制限する要因ともなっていた。我々は,最近になり Nd3+高濃度添加 Y A G に おいて上準位直接励起(4I9/2–4F3/2)を行うことでレーザー性能が著しく向上することを見出した。一方で,Y A Gの結 晶構造に対する詳細な研究により,励起に付随し誘起される熱複屈折特性を大幅に改善できる新構成を発見した。 Y A G に関する研究の殆どは30年近く前に成された解析に帰着するが,これに致命的な誤りがあった。基礎に立ち 返った検討の結果,従来広く用いられている熱複屈折解消法を必要としない簡便な手法を提案することができた。 また,新材料探索としてNd高濃度添加の可能なセラミック Y A G ,スペクトル幅を制御できるセラミックY S A G ,高 い吸収係数を有するNd:GdV O4などL D 励起マイクロチップ固体レーザーの観点より材料開発に強い他機関と連携 しながら研究,開発を進めている。
a2) 小型固体レーザーの究極であるマイクロチップレーザーの高輝度化を,代表的なNd系固体レーザーを中心に進め ている。これまでにモード品質を示す量として導入されつつあるM2因子を用いた設計法を提案,レーザー上準位直 接励起法と併せ Nd:Y V O4,Nd:GdV O4マイクロチップレーザーにおいて,入射光に対しスロープ効率 80% を達成し ている。次に,高輝度化を図るため Nd:Y A G 結晶に C r:Y A G を併用した受動 Q スイッチレーザーを試作,高平均出力 化だけでなく高尖頭値化を図った。すでに,パルスエネルギー960 µJ,パルス幅400 psを得ている。尖頭値は1.7 MW にも達し,M2値が1.05であることより輝度にして0.14 PW /sr-cm2と従来は特殊な大型装置でしか実現できなかった
高輝度出力特性を,親指サイズでバッテリー駆動可能な低消費電力において実現した。さらに,単一縦モード発振で ある事より,非線形光学波長変換も容易となる。結果を b3)において言及する。
a3)90年代に入り,レーザーには不向きとされていたY b系材料が,L D 励起により高性能なレーザーとなり得ることが 報告された。以来,我々はこの分野でも先導的な研究を行ってきた。高出力化が期待されている Y b:Y A G は,高効率 発振が可能と言われながらも準四準位レーザーであるため,励起状態に敏感であり,条件によっては,発振効率が大 きく損なわれる欠点を有する。D PS S L の励起光源であるL D は,ビーム品質が劣悪であるため,その高密度励起光学 系の設計が困難であったが,M
2
因子設計法を改良することで D PS S L の最適化を容易にした。これまでに,厚み 400 µm の Y b:Y A G マイクロチップ結晶から,1 µm 領域において 85 nm と蛍光幅の9倍にも及ぶ広帯域波長可変動作
を実現した。さらに,Y b:Y S A G セラミックスにおいて S E S A M を用いることで 280 fs までの超短パルス発生を実証 した。一方,マイクロチップレーザーの高出力化を図るため,励起パワーのスケーリングが容易なエッジ励起法を考 案し,準 C W 励起により最大出力 400 W ,スロープ効率 50% を,また C W 出力 130 W を直径 5 mm,厚み 300 µm のコ アから取り出すことに成功した(最近C W 300 W を達成)。現在,これらを融合した高平均出力の超短パルスレーザー について検討を進めている。
b1) レーザーは高輝度の優れた光源であるが,発振波長が限定されていることがその応用を制限ていた。非線形光学に 基づく波長変換法ではレーザー光のコヒーレンス特性を損なわずに高効率に異なった波長に変換できる特長を持っ ている。しかしながら,分子科学に限らず種々の応用分野から,より高度な非線形光学波長変換法が求められている。 最近提案された擬似位相整合(Quasi Phase Matching: QPM)波長変換法では,位相整合条件を光リソグラフィによる ディジタルパターンで設計できるため変換効率や位相整合波長が設計できるだけでなく空間領域,周波数領域,時 間領域で位相整合特性を設計できる。
本研究では,OPO, D F G を組み合わせることで波長 6 µm 領域の広帯域赤外光を高効率に発生することを検討して いる。ここでは,ニオブ酸リチウム(L iNbO3)にQPM構造を導入したQPM-L iNbO3を検討している。この場合,最適な 周期や領域長が決定されれば,光リソグラフィにより1つの結晶上に OPO と D F G の2つの機能を持たせることも 可能になる。これまでに OPO による 3 µm 域までの中赤外光発生を確認した。
b2) QPMデバイスには材料としてL iNbO3が広く用いられているが,従来のプロセスでは分極を反転させるための印加 高電界を深さ方向に制御することが不可能であり,原理的な検証は可能でも実用的な出力を得ることは困難であっ た。現在,初期的な QPM-L iNbO3を用いた赤外光発生実験と高出力化のための大断面積 QPM-L iNbO3作成プロセス 開発を並行して進めている。これまでに厚さ 5 mmの MgO:L iNbO3結晶に周期 30 µmのQPM構造作成に成功してお り,中赤外域で 77 mJ( 12 ns)にも及ぶ高エネルギー QPM-OPO を実証した。結晶はノンコートながらスロープ効率 は 70% にも及ぶ高効率特性が得られた。
b3) 一方,QPM法では波長変換特性を設計できるものの許容幅が狭くなることが問題であった。非線形材料の分散特性 を詳細に調べ,MgO:L N のd31を用いることで通信に有用な 1.56 µmで∂Λ/∂λ = 0となることを見出し,実験により52 nmの広帯域位相整合特性を実証した。このことは通信領域での超短パルスの取り扱いを可能とするものであり,今 後の展開が期待されている。また,試作した L D 励起 Nd:GdV O4マイクロレーザー励起により,C W 出力 1.4 W の緑色 光(532 nm)である S H 光を単行で発生する事に成功した。続いて紫外光(354 nm)である S F 光,ディスプレーなどに 有用な深青色光(456 nm)である912 nmのSH光を得た。さらには受動Qスイッチマイクロチップレーザーを用いて, 波長 355 nmの紫外光から数 100 µm までのテラヘルツ光発生を手のひらサイズの光学系で実証した。
以上,広帯域波長可変光源をめざして高輝度マイクロチップレーザー,高性能非線形波長変換チップ,さらに新規光 源を用いた新しい応用までを含めた研究開発を進めている。
B -1) 学術論文
W. K. JANG, T. TAIRA, Y. SATO and Y. M. YU, “Laser Emission under 4F5/2 and 4F3/2 Pumping in Nd:LSB Micro-Laser,” Jpn. J. Appl. Phys. 43, 70–72 (2004).
S. ASHIHARA, T. SHIMURA, K. KURODA, N. E. YU, S. KURIMURA, K. KITAMURA, M. CHA and T. TAIRA,
“Optical Pulse Compression Using Cascaded Quadratic Nonlinearities in Periodically Poled Lithium Niobate,” Appl. Phys. Lett. 84, 1055–1057 (2004).
Y. SATO and T. TAIRA, “Saturation Factors of Pump Absorption in Solid-State Lasers,” IEEE J. Quantum Electron. 40, 270–280 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI, T. TAIRA, K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA and K. YAMAMOTO, “Room-Temperature, Continuous-Wave 1-W Green Power by Single-Pass Frequency Doubling in a Bulk Periodically Poled Mgo:LiNbO3 Crystal,” Opt. Lett. 29, 830–832 (2004).
R. KAWAI, Y. MIYASAKA, K. OTSUKA, J.Y. KO, I. SHOJI and T. TAIRA, “Oscillation Spectra and Dynamic Effects in a Highly-Doped Microchip Nd:YAG Ceramic Laser,” Opt. Express 12, 2293–2301 (2004).
Y. SATO, J. SAIKAWAI. SHOJI, T. TAIRA and A. IKESUE, “Spectroscopic Properties and Laser Operation of Nd:Y3ScAl4O12 Polycrystalline Gain Media, Solid-Solution of Nd:Y3Al5O12 and Nd:Y3Sc2Al3O12 Ceramics,” J. Ceram. Soc. Jpn. Supple. 112, 313–316 (2004).
I. SHOJI, T. TAIRA, A. IKESUE and K. YOSHIDA, “Reduction of the Thermal Load by Laser Oscillation in Highly Nd3+- Doped Ceramic YAG,” OSA TOPS 94, 415–420 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI, T. TAIRA, K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA and K. YAMAMOTO, “High-Power Green Generation at Room Temperature in a Periodically Poled MgO:LiNbO3 by Frequency Doubling of a Diode End-Pumped Nd:GdVO4 Laser,” OSA TOPS 94, 196–202 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, T. TAIRA and A. IKESUE, “Optical Properties of Yb3+-Doped Y3ScAl4O12 Ceramic Lasers,” OSA TOPS 94, 222–226 (2004).
T. DASCALU, N. PAVEL, M. TSUNEKANE and T. TAIRA, “High Power Microchip Composite Yb:YAG Laser,” OSA TOPS 94, 245–250 (2004).
Y. SATO, T. TAIRA, O. NAKAMURA and Y. FURUKAWA, “Spectroscopic Properties of Disordered Single Crystals: Solid-Solution of Gd3Ga5O12 and Nd3Ga5O12,” OSA TOPS 94, 288–292 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, I. SHOJI, T. TAIRA and A. IKESUE, “Passively Mode-Locked Nd3+-Doped Y3ScAl4O12 Ceramic Laser with a Cascaded Quadratic Nonlinear Mirror,” OSA TOPS 94, 319–322 (2004).
Y. SATO, N. PAVEL and T. TAIRA, “Spectroscopic Properties and Near Quantum-Limit Laser-Oscillation in Nd:GdVO4 Single Crystal,” OSA TOPS 94, 405–409 (2004).
I. SHOJI, T. TAIRA, A. IKESUE and K. YOSHIDA, “Reduction of the Thermal Load by Laser Oscillation in Highly Nd3+- Doped Ceramic YAG,” OSA TOPS 94, 415–420 (2004).
K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA, K. YAMAMOTO, N. PAVEL and T. TAIRA, “Continuous-Wave Deep Blue Generation in a Periodically Poled MgO:LiNbO3 Crystal by Single-Pass Frequency Doubling of a 912-nm Nd:GdVO4 Laser,” Jpn. J. Appl. Phys. Express. 43, L1293–L1295 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI and T. TAIRA, “Continuous-Wave High-Power Nd:YAG-KNbO3 Laser at 473 nm,” Opt. Laser Tech. 36, 581–585 (2004).
M. HARADA, K. MURAMATSU, Y. IWASAKI, S. KURIMURA and T. TAIRA, “Periodic Twinning in Crystal Quartz for Optical Quasi-Phase Matched Secondary Harmonic Conversion,” J. Mater. Res. 19, 969–972 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, T. TAIRA and A. IKESUE, “Absorption, Emission Spectrum Properties, and Efficient Laser Performances of Yb:Y3ScAl4O12 Ceramics,” Appl. Phys. Lett. 85, 1898–1900 (2004).
H. ISHIZUKI, I. SHOJI and T. TAIRA, “High-Energy Quasi-Phase-Matched Optical Parametric Oscillation in a 3-mm- Thick Periodically Poled MgO:LiNbO3 Device,” Opt. Lett. 29, 2527–2529 (2004).
K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA, K. YAMAMOTO, N. PAVEL and T. TAIRA, “Continuous-Wave Ultraviolet Generation at 354 nm in a Periodically Poled MgO:LiNbO3 by Frequency Tripling of a Diode End-Pumped Nd:GdVO4 Microlaser,” Appl. Phys. Lett. 85, 3959–3961 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, T. TAIRA and A. IKESUE, “Passive Mode Locking of a Mixed Garnet Yb:Y3ScAl4O12 Ceramic Laser,” Appl. Phys. Lett. 85, 5845–5847 (2004).
B -2) 国際会議のプロシーディングス
Y. AOYAGI, T. TAIRA and I. SHOJI, “Thermal Analysis Simulation Using Depolarization Loss in Solid-State Microchip Laser,” SICE Annual Conference, FukuiUniversity, August 4–6, 2410–2415 (2003).
J. YI, H. ISHIZUKI, I. SHOJI and T. TAIRA, “Grating Period and Temperature Dependence of OPO Wavelength in 5 mol.% MgO:PPLN Cavity,” Proceedings of the 11th International Symposium on Laser Spectroscopy, vol. 11, no. 3, Daejeon, Korea, November 7–8, 116–119 (2003).
I. SHOJI, T. TAIRA, A. IKESUE and K. YOSHIDA, “Reduction of the Thermal Load in Highly Nd3+-Doped Ceramic YAG by Laser Oscillation,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, MB1 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, I. SHOJI, T. TAIRA and A. IKESUE, “Passively Mode-Locked Nd3+-Doped Y3ScAl4O12 Ceramic Laser,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, TuB17 (2004).
T. DASCALU, N. PAVEL, M. TSUNEKANE and T. TAIRA, “Continuous-Wave 90-W Output Power Diode Edge-Pumped Microchip Composite Yb:YAG Laser,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, WA2 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, T. TAIRA and A. IKESUE, “Spectroscopic Properties and Efficient Laser Performances of Yb3+- Doped Y3ScAl4O12 Ceramics,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, WB1 (2004).
Y. SATO, N. PAVEL and T. TAIRA, “Near Quantum Limit Laser Oscillation and Spectroscopic Properties of Nd:GdVO4 Single Crystal,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, WB5 (2004).
Y. SATO, T. TAIRA, O. NAKAMURA and Y. FURUKAWA, “Spectroscopic Properties of Heavily Nd3+-Doped GGG and NdGG Single Crystals,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, WB6 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI, T. TAIRA, K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA and K. YAMAMOTO, “High-Power Green Generation at Room Temperature in a Periodically Poled MgO:LiNbO3 by Frequency Doubling of a Diode End-Pumped Nd:GdVO4 Laser,” OSA Topical meeting on Advanced Solid-State Photonics, Santa Fe, New Mexico, USA, 1–4 February 2004, WD3 (2004).
H. ISHIZUKI, I. SHOJI and T. TAIRA, “High Energy Optical Parametric Oscillation Using 3-mm-thick Periodically Poled MgO:LiNbO3,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CTuA3 (2004).
J. SAIKAWA, Y. SATO, T. TAIRA and A. IKESUE, “Passively Mode-Locked Yb3+-Doped Y3ScAl4O12 Ceramic Laser,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CTuT6 (2004).
T. DASCALU, M. TSUNEKANE and T. TAIRA, “Investigation of Temperature Distribution and Phase Distorition in High- Power Diode Edge-Pumped Microchip Composite Yb:YAG Laser,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CThT56 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI and T. TAIRA, “Continuous-Wave High-Power Nd:YAG-KNbO3 Blue Laser at Room Temperature,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CThT65 (2004).
Y. SATO, N. PAVEL and T. TAIRA, “Comparative Study of Nd:GdVO4 and Nd:YVO4:Laser Oscillation under 808-nm and 879-nm Pumping,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CThJJ7 (2004).
N. PAVEL, I. SHOJI, T. TAIRA, K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA and K. YAMAMOTO, “1-W Green Generation by Frequency-Doubling of a Diode End-Pumped Nd:GdVO4 Laser in a Bulk Periodically Poled MgO:LiNbO3 at Room Temperature,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, San Francisco, California, USA, May 16–21, CFE4 (2004).
N. PAVEL, T. TAIRA, K. MIZUUCHI, A. MORIKAWA, T. SUGITA and K. YAMAMOTO, “Continuous-Wave Ultraviolet Generation at 354 nm in a Periodically Poled MgO:LiNbO3,” Nonlinear Optics:Materials, Fundamentals and Applications, Waikoloa, Hawaii, Aug. 2–6, TuA2 (2004).
N. PAVEL, T. TAIRA, Y. TAMAOKI and H. KAN, “Continuous-Wave High-Power Intracavity Frequency-Doubled Nd:GdVO4-LBO Green Laser,” Nonlinear Optics:Materials, Fundamentals and Applications, Waikoloa, Hawaii, Aug. 2–6, WD6 (2004).
J. WISDOM, R. GAUME, S. WONG, T. PLETTNER, R. ROUTE, R. FEIGELSON, M. DIGONNET, R.L. BYER, T. TAIRA and A. IKESUE, “Transparent Ceramic Fabrication, Performance and Characterization at Stanford University,” Stanford Photonics Research Center(SPRC), 2004 Annual Report, Stanford University, September 13-15A (2004).
K. KASAZUMI, A. MORIKAWA, T. SUGITA, K. MIZUUCHI, K. YAMAMOTO, N. PAVEL and T. TAIRA, “A Laser Light Source Generating Ultra-Violet and Green Light for Holographic Memory System,” International Symposium on Optical Memory ISOM’04, Jeju Island, Korea, October 11–15, Th-I-05 (2004).
B -4) 招待講演
平等拓範 , 「A dvanced S olid-S tate Photonics 2004(1-4 F eb.)報告」, 第 4回光材料・応用技術研究会 , 東京 , 2004年 3 月 .
平等拓範 , 「擬似位相整合(QPM)MgO:L iNbO3 素子の可能性:作製プロセスと高効率 波長変換特性」, 東京工業大学 , 東京 , 2004年 4 月 .
T. TAIRA, “Promise of QPM-MgO:LiNbO3 Devices:Fabrication Process and Highly Efficient Wavelength Conversion at Room Temperature,” Conference on Lasers and Electro-Optics CLEO 2004, CMA4, San Francisco (U. S. A. ) May 2004.
平等拓範 , 「最先端技術 高出力固体レーザとその応用」, 日本自動車部品総合研究所 , 2004年 6月 .
平等拓範 , 「小型マイクロチップレーザーの動向」, 第1回小型高効率固体レーザー光源実用化に関する研究会 , 名古屋 , 2004 年 6 月 .
平等拓範 , 「小型マイクロチップレーザーの動向」, 物質材料研究機構,つくば,2004 年 8 月 .
平等拓範 , 「波長可変マイクロチップ固体レーザーの最前線」, 基礎生物学研究所研究会 , 2004年 11 月 . 平等拓範 , 「高輝度マイクロチップレーザーの現状と展望」, 第 62 回レーザ加工学会大会 , 大阪 , 2004 年 12月 . T. TAIRA, “Mixed Garnet Yb:Y3ScAl4O12 Ceramic Lasers,” Stanford Univ., CA (U. S. A. ), December 2004. T. TAIRA, “Next Generation of Laser Ceramics,” University of California, Los Angeles (U. S. A. ), December 2004.
B -5) 特許出願
特公平 7-69804, 「データ処理装置」, 平等拓範、松尾雅仁(三菱電機(株)), 1988年 .
第 2618723, 「テスト回路」, 平等拓範、是松次郎(三菱電機(株)), 1989年 . (符号理論を適用したマイクロプロセッサの テスト回路)US Patent, No. 5,247,525.
特開平6-88979, 「Qスイッチ・第2高調波発生複合素子」, 平等拓範、小林喬郎(住友セメント(株)、(株)応用光電研究室、 平等拓範、小林喬郎), 1992 年 .
特開平 10-84155, 「固体レーザ装置」, 平等拓範、鈴土剛((株)リコー), 1996年 . US Patent, No. 6,026,101. 特開平 11-46026, 「レーザー励起固体レーザーの設計法」, 平等拓範(平等拓範、ホーヤ(株)), 1997 年 . 特開 2000-216468, 「レーザ発振器」, 佐々木基、小関良治、平等拓範(澁谷工業(株)), 1999年 .
特開2001-220223, 「レーザー媒質およびその製造方法、ならびにそのレーザー媒質を用いたレーザー発振器」, 池末明生、 吉田國雄、平等拓範(レッドゴールド(株)), 2000 年 .
特開 2002-136506, 「血糖値検出装置」, 佐々木基、小関良治、平等拓範(澁谷工業(株)), 2000 年 . 特開 2002-141585, 「固体レーザ発振装置」, 佐々木基、小関良治、平等拓範(澁谷工業(株)), 2000年 .
特開2002-223021, 「レーザ発振素子、レーザ発振装置、レーザ発振素子用共振器、及びレーザ発振素子共振器用ホスト結 晶」, 石井満、平等拓範、今枝美能留(日本碍子(株)), 2001 年 .
特開 2002-372731, 「波長変換、光演算素子」, 栗村直、平等拓範、谷口浩一(三菱電線工業(株)、栗村直、平等拓範), 2001 年 .
特開 2003-15175, 「固体光源装置」, 山本修平、平野嘉仁、庄司一郎、平等拓範、栗村 直(三菱電機(株)), 2001年 . 特開 2003-75876, 「角膜手術装置」, 山田 毅、笠松充男、栗村直、平等拓範((株)ニデック), 2001年 .
特開 2003-86873, 「受動Qスイッチレーザ」, 酒井 博、曽根明弘、菅 博文、平等拓範(浜松ホトニクス(株)), 2001 年 . 特開2003-198019, 「レーザ光源」, 菅 博文、曽根明弘、酒井 博、平等拓範、ニコライ・パベル、ボイク・ルペイ(浜松ホトニ クス(株)), 2001年 .
特開 2003-158325, 「受動Qスイッチレーザ」, 酒井 博、曽根明弘、菅 博文、平等拓範(浜松ホトニクス(株)), 2002 年 . 特開 2003-229619, 「光学素子」, 平等拓範、庄司一郎(JST), 2002 年 .
特開2003-332657, 「レーザーシステム」, 和田智之、小川貴代、平等拓範、庄司一郎、佐藤庸一、ボイク・ルペイ、ニコライ・パ ベル((株)メガオプト), 2002年 .
特開 2004-119487, 「レーザ装置」, 平等拓範、ニコライ・パベル、ボイク・ルペイ、庄司一郎(JST), 2002年 . 特開 2004-152817, 「レーザ装置」, 平等拓範、トライアン・ダスカル、ニコライ・パベル(JST), 2002 年 . 特開 2004-356479, 「レーザー装置」, 平等拓範、トライアン・ダスカル(JST), 2003 年 .
特願2003-275522, 「レーザ装置」, 菅 博文、曽根明弘、平等拓範、古川保典(岡崎国立共同研究機構長、(株)オキサイド、 浜松ホトニクス(株)), 2003 年 .
特願 2003-375057, 「固体レーザー装置」, 平等拓範、常包正樹(JST), 2003年 . 特願 2004-87361, 「レーザー装置」, 平等拓範、常包正樹(JST), 2004年 .
特願 2004-87362, 「固体レーザー装置の光ガイドの光入射窓」, 平等拓範、常包正樹、トライアン・ダスカル(JST), 2004年 . 特願 2004-87363, 「固体レーザー装置」, 平等拓範、常包正樹(JST), 2004年 .
特願 2004-282428, 「レーザ装置」, 平等拓範、佐藤庸一、玉置善紀( 自然科学研究機構、(株)オキサイド、浜松ホトニクス
(株)), 2004年 .
特願2004-280425, 「レーザ装置」, 平等拓範、ニコライ・パベル、玉置善紀(自然科学研究機構、(株)オキサイド、浜松ホトニ クス(株)), 2004 年 .
特願2004-258947, 「受動Qスイッチレーザ装置」, 平等拓範、酒井 博、菅 博文(自然科学研究機構、浜松ホトニクス(株)), 2004 年 .
B -6) 受賞、表彰
斎川次郎 , 応用物理学会北陸支部発表奨励賞 (1998). 平等拓範 , 第 23回(社)レーザー学会業績賞(論文賞)(1999). 平等拓範 , 第 1回(財)みやぎ科学技術振興基金研究奨励賞 (1999).
池末明生、平等拓範、吉田國雄 , 第 51回(社)日本金属学会金属組織写真奨励賞 (2001). 庄司一郎 , 第 11回(2001年秋季)応用物理学会講演奨励賞 (2001).
池末明生、鈴木敏之、佐々木優吉、平等拓範 , (社)日本ファインセラミックス協会技術振興賞 (2002). 平等拓範 , 平成16年度文部科学省文部科学大臣賞(第30回研究功績者) (2004).
NICOLAIE PAVEL, The ROMANIAN ACADEMY Awards, The “Constantin Miculescu” Prize (2004).
B -7) 学会および社会的活動 学協会役員、委員
平等拓範 , レーザー学会 , レーザー素子機能性向上に関する専門委員会幹事 (1997-1999). 平等拓範 , レーザー学会 , 研究会委員 (1999- ).
平等拓範 , 電気学会 , 高機能全固体レーザと産業応用調査専門委員会幹事 (1998-2002). 平等拓範 , レーザー学会 , レーザー用先端光学材料に関する専門委員会委員 (2000-2002). 平等拓範 ,(財)光産業技術振興協会 , 光材料・応用技術研究会幹事 (2004- ).
平等拓範 ,(社)レーザー学会 , 学術講演会プログラム委員 (2001,2004). 平等拓範 , L A S E R S 2001, 国際会議プログラム委員 (2001).
平等拓範 , C L E O/PacificR im 2005, 国際会議プログラム委員 (2005). 平等拓範 , 理化学研究所 , 非常勤研究員 (1999- ).
平等拓範 , 物質・材料研究機構 , 客員研究員 (2001- ). 平等拓範 , NE D O 評価委員 (2004- ).
科学研究費の研究代表者、班長等
平等拓範 , 奨励研究(A ) (No. 08750054) (1995).
平等拓範 , 重点領域(2) (No. 07246220)(1995), (No. 08236216)(1996), (No. 09222207)(1997). 平等拓範 , 奨励研究(A ) (No. 10750245) (1998-1999).
平等拓範 , 基盤(B )(2) 展開研究(No. 10555016) 研究代表者 (1998-2000). 平等拓範 , 特別研究奨励費(No. 10-98381) 研究代表者 (1999-2000). 平等拓範 , 基盤(B )(2) 一般研究(No. 11694186) 研究代表者 (1999-2001). 平等拓範 , 地域連携推進研究(No. 12792003) 研究代表者 (2000-2002).
平等拓範, 科学技術振興調整費 <産学官共同研究の効果的な推進>(輻射制御直接励起マイクロチップレーザー) 研究代表者 (2002-2005).
平等拓範 , 基盤(A )(2) 一般研究(No. 15206073) 研究代表者 (2003- ).
B -8) 他大学での講義、客員
福井大学 , 「電気・電子工学特別講義第三」, 2004年 12 月 13 日 .
福井県中小企業産業大学校 , 「超短パルスレーザの基礎技術」, 2004年 11月 4日 . 福井大学 , 非常勤講師 , 1999年 - .
B -9) 外部獲得資金
奨励研究(A ), 「半導体レーザー励起高効率単一縦モード発振 Y b:Y A Gリングレーザーの研究」, 平等拓範 (1995年). 重点領域研究(2), 「有機材料による近赤外域多機能マイクロチップ光パラメトリック発振器の研究」, 平等拓範 (1995年 -1997年). 奨励研究( A ) , 「波長多重高密度記録光メモリのための新型青緑域波長可変高コヒーレントレーザーの提案」, 平等拓範 (1998年 -1999年).
基盤研究( B ) ( 2)(展開), 「広帯域波長可変超短パルス光源のための高出力 Y b:Y A G モードロックレーザーの開発」, 平等 拓範 (1998年 -2000年).
特別研究員奨励費 , 「非線形波長変換に適した高輝度レーザーシステムの開発研究」, 平等拓範 (1999年 -2000年). 基盤研究(B)(2)(一般), 「大出力小型固体レーザーによる広帯域赤外光発生に関する研究」, 平等拓範 (1999年 -2001年). 地域連携推進研究費(2), 「界面制御による高機能光計測用波長可変クロマチップレーザーの開発研究」, 平等拓範 (2000 年 -2002年).
基盤研究(A )(2)(一般), 「次世代セラミックレーザー」, 平等拓範 (2003年 -2005年).
産学官共同研究の効果的な推進 , 「輻射制御直接励起マイクロチップレーザー」, 平等拓範 (2002年 -2004年). 地域新生コンソーシアム, 「ヒートシンク一体型 Y b:Y A G マイクロチップデバイスの開発」, 平等拓範 (2004年 -2005年). NE D O, 「カラーリライタブルプリンタ用高効率小型可視光光源 “ T ri C olor L aser” の研究開発」, 再委託(研究代表 リコー) (2004年 -2007年).
応用光電研究室 ,「Y b:Y A Gレーザ研究助成」, 平等拓範 (1996年). HOY A(株), 「Y bレーザ研究助成」, 平等拓範 (1996年).
(株)ユニタック, 「半導体レーザー励起固体レーザーに関する研究補助」, 平等拓範 (1997年). HOY A(株)R & D センター, 「高安定化 Y b固体レーザーの研究助成」, 平等拓範 (1997年). HOY A(株), 「L D 励起 Y b:Y A G 及び Y b:ガラスレーザーの研究開発」, 平等拓範 (1998年). 三菱電機(株), 「擬似位相整合波長変換デバイスに関する研究助成」, 平等拓範 (1999年).
(株)澁谷工業 , 「高性能レーザー開発研究の支援」, 平等拓範 (1999年). カンタム(株), 「マイクロチップレーザーの研究助成」, 平等拓範 (1999年).
(財)光科学技術研究振興財団, 「高機能レーザー応用のための新型青緑光域波長可変高コヒーレントY b:Y A Gマイクロチッ プレーザーの開発研究」, 平等拓範 (1999年 -2000年).
(株)澁谷工業 , 「L D 励起固体レーザ研究補助」, 平等拓範 (2002年). 三菱電器(株), 「高出力 Y b:Y A Gレーザーの研究」, 平等拓範 (1996年). リコー応用電子研究所 , 「固体レーザーに関する研究」, 平等拓範 (1996年).
科学技術振興事業団 , 「高精度応用計測をめざした多機能な中・遠赤外光発生デバイスの開発研究」, 平等拓範 (2000年). 浜松ホトニクス(株), 「高輝度波長可変クロマチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2000年).
澁谷工業(株), 「L D 励起固体 Y b:Y A Gレーザーモジュールの研究開発」, 平等拓範 (2000年).
(財)福井県産業支援センター, 「超短パルスマイクロチップレーザー及び超短パルス増幅器の開発」, 平等拓範 (2000年).
(財)福井県産業支援センター, 「中赤外領域波長可変高出力 OPOの開発」, 平等拓範 (2000年). 浜松ホトニクス(株), 「高輝度波長可変クロマチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2001年).
(財)福井県産業支援センター, 「超短パルスマイクロチップレーザー及び超短パルス増幅器の開発」, 平等拓範 (2001年).
(財)福井県産業支援センター, 「中赤外領域波長可変高出力 OPOの開発」, 平等拓範 (2001年).
(株)リコー, 「擬似位相整合波長変換デバイスの高出力化の研究」, 平等拓範 (2001年).
(株)ニコン , 「水晶を用いた擬似位相整合非線形光学素子の開発」, 平等拓範 (2001年). 浜松ホトニクス(株), 「高輝度波長可変クロマチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2002年). 浜松ホトニクス(株), 「ホットバンド励起 Nd:Y A Gレーザー」, 平等拓範 (2002年).
(財)福井県産業支援センター, 「超短パルスマイクロチップレーザー及び超短パルス増幅器の開発」, 平等拓範 (2002年).
(財)福井県産業支援センター, 「中赤外領域波長可変高出力 OPOの開発」, 平等拓範 (2002年).
(株)リコー, 「高出力擬似位相整合非線形波長変換デバイス用高アスペクト分極反転法の開発」, 平等拓範 (2002年). 浜松ホトニクス(株), 「高輝度波長可変マイクロチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2003年).
(財)福井県産業支援センター, 「超短パルスY b:Y A Gレーザの開発」, 平等拓範 (2003年).
(株)リコー, 「小型・高出力波長変換レーザー光源の研究」, 平等拓範 (2003年). サンクス(株), 「Y b:Y A G パルスレーザー」, 平等拓範 (2003年).
松下電器産業(株), 「レーザーディスプレイ用マイクロチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2003年). 浜松ホトニクス(株), 「高輝度マイクロチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2004年).
(財)福井県産業支援センター, 「超短パルスY b:Y A Gレーザの開発」, 平等拓範 (2004年).
(株)リコー, 「側面励起型小型高出力緑/青色レーザー光源の研究」, 平等拓範 (2004年). サンクス(株), 「Y b:Y A G パルスレーザー」, 平等拓範 (2004年).
松下電器産業(株), 「レーザーディスプレイ用マイクロチップレーザーの研究」, 平等拓範 (2004年).
日本自動車部品総合研究所・デンソー, 「マイクロチップレーザを用いたパルスレーザの高輝度化研究」, 平等拓範 (2004 年).
C ) 研究活動の課題と展望
結晶長が 1 mm以下のマイクロチップ固体レーザーの高出力化,高輝度化,多機能化と高性能な非線形波長変換方式の 開発により従来のレーザーでは困難であった,いわゆる特殊な波長領域を開拓する。このため新レーザー材料の開発,新レー ザー共振器の開発を行う。さらに,マイクロチップ構造に適した発振周波数の単一化,波長可変化,短パルス化についても 検討したい。この様な高輝度レーザーは多様な非線形波長変換を可能にする。そこで,従来の波長変換法の限界を検討す るとともに,これまでの複屈折性を用いた位相整合法では不可能であった高機能な非線形波長変換を可能とする新技術で ある擬似位相整合法のためのプロセス及び設計法の研究開発を行う。
近い将来,高性能の新型マイクロチップ固体レーザーや新しい非線形波長変換チップの研究開発により,中赤外域から紫 外域にわたる多機能な応用光計測を可能とする高機能・広帯域波長可変クロマチップレーザー(C hromatic Microchip L aser S ystem; C hroma-C hip L aser)が実現できると信じている。