2025.3.26

開發激光核聚變的關鍵部件模具激光的關鍵部件“玻璃法拉第元件”加速了激光核聚變的實現可能性

研究成果(新聞稿)

日本電氣硝子株式會社(總公司:滋賀縣津市社:岸本曉)、大阪大學激光科學研究所(以下簡稱阪大激光研究所)、核聚變科學研究所、京都大學開發了作為大型高功率激光關鍵部件的“玻璃法拉第元件”。 通過使用該部件的光隔離器，可以抑制作為大型高功率激光課題的反射返回光。 高功率激光有望應用于激光核聚變、宇宙碎片的去除、重粒子射線治療癌癥等要求精密工程學和尖端激光控制的各種領域。

左圖:大型高功率激光裝置“SENJU (Super Energetic Joint Unit )”(圖紙提供:大阪大學激光科學研究所)，右圖:開發的玻璃法拉第元件110×110mm阪大激光研究所正在開發的大型高功率激光裝置“SENJU” 作為控制該光束的關鍵部件，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點

玻璃法拉第元件是用于光隔離器的光學元件，是利用磁場旋轉光偏振面的特殊零件。 作為控制激光反射光的設備“光隔離器”的關鍵部件使用。 此次共同開發的玻璃法拉第元件具有以下特點，超越了鋱鎵石榴石( TGG )等傳統材料。

• 可以大型化
  實現了可以控制超大直徑光束(Φ90mm )的尺寸( 110×110mm )。
• 具有高輸出(大功率)耐受性
  與TGG相比，吸光系數較低，即使提高激光的輸出功率，質量也不會下降。

圖2是光隔離器和玻璃法拉第元件示意圖

共同開發的背景

高功率激光的反射返回光會引起激光設備的破損風險和噪聲問題，因此成為實現裝置的一大課題。 日本電氣硝子利用開發小型高功率(高功率)激光對應光隔離器的經驗，開發了滿足大型高功率激光要求的玻璃法拉第元件。 京都大學和核聚變科學研究所對玻璃進行了評估，阪大激光研究所將其作為“SENJU”的光隔離器進行安裝。

今后的展望

在繼續試制適合激光核聚變的玻璃尺寸、厚度的同時，進行光學特性等的評價。 另外，為了實現實用化，我們將進一步試制“搭載玻璃法拉第元件的光隔離器”。

這件事的咨詢方式

• 大學共同利用機關法人自然科學研究機構核聚變科學研究所
  管理部總務企劃科對外合作系