[論文レビュー] 1.1 kW, 100 Hz room-temperature diode-pumped nanosecond laser by water immersion cooling

Xinxing Lei, Suyang Wang+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2026

Solid State Laser Technologies被引用数 1

ひとこと要約

会話文の直接的な要約を日本語に訳すと、室温で水浸冷却を用いたダイオード励起固体レーザーが100 Hz、7 nsのパルス持続時間で11 Jのパルスエネルギーを達成し、ビーム品質が回折限界の2.6倍、ピーク出力は1.1 kW。

ABSTRACT

We report a room-temperature diode-pumped solid-state laser by water immersion cooling, which delivers a pulse energy of 11 J at the repetition rate of 100 Hz and the pulse duration of 7 ns, while the beam quality factor is 2.6 times the diffraction limit. To the best of our knowledge, this represents the highest performance achieved for room-temperature nanosecond lasers operating above 100 Hz, which demonstrates the great potentials of room-temperature immersion-cooled nanosecond active mirror lasers.

研究の動機と目的

• 水浸冷却を用いた室温での高エネルギー・ナノ秒レーザー性能のデモンストレーション。
• 水浸冷却アクティブミラー・レーザーにおけるパルスエネルギー、繰り返し周波数、パルス持続時間、ビーム品質の評価。
• 室温での水浸冷却ナノ秒レーザーの高平均出力運転の可能性を示す。

提案手法

• ダイオード励起固体レーザーに水浸冷却を適用する。
• 100 Hzで7 nsのパルス持続時間で11 Jのパルスエネルギーを供給する。
• ビーム品質を評価し、それを回折限界の2.6倍として報告する。
• 室温で運用し、水浸冷却アクティブミラー構成の性能限界を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 水浸冷却はHzの繰り返し周波数で高エネルギー・室温ナノ秒運用を可能にするか。
• RQ2 100 Hzでダイオード励起の水浸冷却アクティブミラー・レーザーで達成可能なパルスエネルギー、持続時間、ビーム品質は何か。
• RQ3 水浸冷却はピーク出力とビーム品質に従来の冷却と比べてどのような影響を与えるか。
• RQ4 100 Hzの室温ナノ秒レーザーで1.1 kWのピーク出力は達成可能か。

主な発見

• 100 Hzでパルスエネルギー11 Jを達成。
• 7 nsのパルス持続時間を達成。
• ビーム品質因子は回折限界の2.6倍。
• 100 Hz以上の室温ナノ秒レーザーとして、要旨にあるようにこれまでで最も高い性能をデモンストレーション。
• 室温の水浸冷却ナノ秒アクティブミラー・レーザーの強い可能性を示す。