2025.3.26

开发激光核聚变的关键部件模具激光的关键部件“玻璃法拉第元件”加速了激光核聚变的实现可能性

研究成果(新闻稿)

日本电气硝子株式会社(总公司:滋贺县津市社:岸本晓)、大阪大学激光科学研究所(以下简称阪大激光研究所)、核聚变科学研究所、京都大学开发了作为大型高功率激光关键部件的“玻璃法拉第元件”。 通过使用该部件的光隔离器，可以抑制作为大型高功率激光课题的反射返回光。 高功率激光有望应用于激光核聚变、宇宙碎片的去除、重粒子射线治疗癌症等要求精密工程学和尖端激光控制的各种领域。

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左图:大型高功率激光装置“SENJU (Super Energetic Joint Unit )”(图纸提供:大阪大学激光科学研究所)，右图:开发的玻璃法拉第元件110×110mm阪大激光研究所正在开发的大型高功率激光装置“SENJU” 作为控制该光束的关键部件，可大型化的玻璃法拉第元件有望被看好。

玻璃法拉第元件的特点

玻璃法拉第元件是用于光隔离器的光学元件，是利用磁场旋转光偏振面的特殊零件。 作为控制激光反射光的设备“光隔离器”的关键部件使用。 此次共同开发的玻璃法拉第元件具有以下特点，超越了铽镓石榴石( TGG )等传统材料。

可以大型化实现了可以控制超大直径光束(Φ90mm )的尺寸( 110×110mm )。具有高输出(大功率)耐受性与TGG相比，吸光系数较低，即使提高激光的输出功率，质量也不会下降。

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图2是光隔离器和玻璃法拉第元件示意图

共同开发的背景

高功率激光的反射返回光会引起激光设备的破损风险和噪声问题，因此成为实现装置的一大课题。 日本电气硝子利用开发小型高功率(高功率)激光对应光隔离器的经验，开发了满足大型高功率激光要求的玻璃法拉第元件。 京都大学和核聚变科学研究所对玻璃进行了评估，阪大激光研究所将其作为“SENJU”的光隔离器进行安装。

今后的展望

在继续试制适合激光核聚变的玻璃尺寸、厚度的同时，进行光学特性等的评价。 另外，为了实现实用化，我们将进一步试制“搭载玻璃法拉第元件的光隔离器”。

这件事的咨询方式大学共同利用机关法人自然科学研究机构核聚变科学研究所管理部总务企划科对外合作系

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