高効率太陽光励起レーザー（理研No: 23913）
発明者
小川貴代、和田智之 、並木翔（基幹研）、樋口幹雄、山田大貴（北海道大学）
キーワード
太陽光励起レーザー、集光効率
背景
太陽光を人類に有用な形態に変換して利用するテクノロジーの一つとして太陽光励起レーザーが着目されています。レーザー結晶を大型レンズで集光した太陽光をエネルギー源としてレーザー光を得るもので、CO2の排出を抑制し、化石燃料の使用を大幅に低減できる次世代の光エネルギーです。現在、太陽光からレーザーへの変換効率はわずか数％程度のみで、エネルギー利用への利用には高出力が求められるため、大幅な効率向上が求められています。
本技術の目的
この度、理研では太陽光の広い放射スペクトルに適した、紫外～可視領域で広帯域かつ大きな吸収新規太陽光励起用レーザー結晶の創出に成功しました。様々なホスト結晶及び発光イオンの組み合わせと添加濃度について検討と育成を行った結果、高強度励起に耐える高い熱伝導性を持ち、従来結晶の70倍の吸収断面積を実現することに成功しました。太陽光による熱を考慮したレーザー共振器の設計と高性能大型フレネルレンズ、太陽自動追尾装置などシステム全体の効率向上により、高性能太陽光励起レーザーシステムの構築が可能となります。
利点
- 電気エネルギーを利用することなくレーザー光を得ることができ、 蓄積型エネルギー生成などに応用することができる。
応用
- マグネシウムを用いたエネルギーサイクルへの利用
- 光触媒を入れた水から水素ガスを取り出す人工光合成への利用
- バイオマス燃料生成の高効率化
（2012年12月掲載）