レーザー核融合で必要とされるレーザーシステム

レーザー核融合では、高パルスエネルギー、繰り返し動作、高効率のレーザーシステムが必要である。現在は半導体レーザー励起固体レーザー(DPSSL)を中心に各国で積極的に開発が進められている。

ELI計画(EU)や激光エクサ計画(阪大)ではkJ級のパルスエネルギー、Hilase(チェコ)では100 J、LIFEでは20 kJ/セルを必要としている。LIFEではセルの数を増やし炉用ドライバーに必要な出力を得る予定である。現在のところ連続的な繰り返しレーザーとして100 J、10 Hzが世界的な目標である。

DPSSLの媒質

Yb系材料は、ストークス効率が高く熱発生が少いことと蛍光寿命が長いことが特徴である。これは、繰り返しDPSSLに適している。主にYb:YAG(セラミックス)とYb:CaF2が用いられている。これらは大型材料が作れるので大口径化による高パルスエネルギー動作が可能である。

LULI(仏)、STFC(英)、IOQ(独)、MPQ(独)、FZD(独)、Hilase、玄武(日本)などでYb系材料を低温冷却している。最近では、低温冷却型Yb:YAGを用いたSTFCのDiPOLEレーザーが10 J、10 Hzを実現している。

玄武レーザー

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