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A "solar-pumped laser" system in Chitose

千歳の太陽光励起レーザー実験装置


20000°C相当のエネルギーを与えれば、触媒なしでマグネシウムを製錬できます。しかし、20000°C相当に相当する膨大なエネルギーを投入することは可能なのでしょうか?
子ども時代に、虫眼鏡を使って太陽光を集めて紙を焼いて遊んだ経験は、みなさんにもおありでしょう。ただ、集光によって実現できる高温には理論的な上限があります。それは6000°Cです。つまり、いくら太陽光を集めても、その発生源である太陽表面の温度を超えることはできません。けれど、人間の知恵を活かせば、さらに温度を上げられます。それが、「太陽光励起レーザー」です。
地上に到達する太陽光はさまざまな波長の光が集まってできています。波長が短い順に言うと、紫外光、可視光、赤外光、電波です。もし、これらの波長域のかなりの部分を単一波長の光に変換できたらどうなるでしょう? 単一波長の光、つまりレーザー光なら、生の状態の太陽光よりも、はるかに狭い領域まで光を集中でき、6000°Cを大幅に上回る超高温を生み出せるのです。
私たちは、そうしたことを可能にするレーザー素子を開発しました。太陽光のうち、波長が約400nmの青色光から約900nmの近赤外光までを、波長1064nmの近赤外光レーザーへ効率よく変換する素子です。
まずプラスチックフレネルレンズで直径2cmほどの領域に太陽光を集光します。そこにレーザー素子を置けば、素子から強力な近赤外レーザー光が出てくるので、そのレーザー光をレンズを使ってさらに集光すると1mm以下のサイズまで光を集中でき、超高温を実現できます。
私たちは、4m²のフレネルレンズとクロム-ネオジムYAGレーザー媒質を用いた、低コストで高効率のレーザー発生装置を開発。2007年に80Wの出力を実現しました。

2 Comments to “低コストで超高温を実現する「太陽光励起レーザー」”

  1. [...] ・マグネシウム製造には大量のエネルギーが必要 ・低コストで超高温を実現する「太陽光励起レーザー」 ・レーザーでマグネシウムを製錬できるのか? [...]

  2. [...] 「低コストで超高温を実現する『太陽光励起レーザー』」で紹介したように、太陽光励起レーザーを使えば、単純に太陽光を集光するよりもはるかに高い温度を実現することができます [...]

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