レーザー核融合のキーパーツを開発

日本電気硝子株式会社（本社：滋賀県⼤津市 社⻑：岸本暁）、大阪大学レーザー科学研究所（以下、阪大レーザー研）、核融合科学研究所、京都大学は大型高出力レーザーのキーパーツとなる「ガラス製ファラデー素子」を開発しました。このパーツを用いた光アイソレーターにより、大型高出力レーザーの課題である反射戻り光を抑制できます。高出力レーザーは、レーザー核融合や宇宙デブリの除去、重粒子線によるがん治療など精密工学や先端レーザー制御が求められるさまざまな分野への応用が期待されています。

ガラス製ファラデー素子は、光アイソレーターに使用される光学素子であり、磁場を利用して光の偏光面を回転させる特殊なパーツです。レーザーの反射光を制御する機器「光アイソレーター」のキーパーツとして使用されます。今回共同開発したガラス製ファラデー素子は以下の特長を持ち、テルビウム・ガリウム・ガーネット（TGG）などの従来素材を凌駕します。

高出力レーザーの反射戻り光は、レーザー機器の破損リスクやノイズ問題を引き起こすため、装置の実現に向けた大きな課題となっていました。日本電気硝子は、小型の高出力（ハイパワー）レーザー対応光アイソレーターの開発経験を活かし、大型高出力レーザーの要件に応えるガラス製ファラデー素子を開発。京都大学と核融合科学研究所がガラスの評価を行い、阪大レーザー研が「SENJU」の光アイソレーターとして実装を進めています。

レーザー核融合は、安定したエネルギー供給とカーボンニュートラルの実現を目指す次世代エネルギーとして注目されています。日本のエネルギー自給率が約13%（2021年度時点）※と極めて低い中、レーザー核融合はエネルギー安全保障に大きな可能性を提供します。

レーザー核融合に適切なガラスのサイズ・厚みの試作を継続するとともに、光学特性などの評価を行います。また、実用化に向けて「ガラス製ファラデー素子を搭載した光アイソレーター」の試作へとステップを進めていきます。
ガラス製ファラデー素子開発は、大型高出力レーザーだけでなく、光通信や分光器など光システムに関わるさまざまな高機能製品で応用可能です。今後も、顧客の課題解決に向けた製品開発を進め、持続可能な社会の実現に貢献します。

ガラス製ファラデー素子、日本電気硝子製 高出力レーザー対応光アイソレーターは、4月23日からパシフィコ横浜で開催される「OPIE’25」、6月24日からドイツ・ミュンヘンで開催される「LASER World of PHOTONICS 2025」に展示予定です。

■製品ページ

■関連リリース
磁気光学ガラスを用いた世界最小の高出力ファイバーレーザー用
光アイソレーターの開発に成功（2018年10月22日）
https://www.neg.co.jp/assets/news_20181022_jp.pdf

日本電気硝子株式会社は、滋賀県大津市に本社を置く、世界トップクラスの特殊ガラスメーカーです。新たな機能を生み出す特殊ガラスは、板や管、糸、粉末などさまざまな製品に姿を変え、半導体やディスプレイ、自動車、電子機器、医療、エネルギーなど多岐にわたる分野で活躍しています。当社が70年以上の歴史の中で磨き上げてきた技術と実績により開発された特殊ガラスは、暮らしのあたりまえから産業の最先端まで、幅広い分野で高い評価を受けています。
会社名　　：日本電気硝子株式会社
代表者　　：岸本 暁
本社所在地：滋賀県大津市晴嵐二丁目7番1号
創立　　　：1949年12月1日
事業内容　：特殊ガラス製品の製造・販売およびガラス製造機械の製作・販売
URL　　　：https://www.neg.co.jp

大阪大学レーザー科学研究所は、その前身である大阪大学工学部附属レーザー工学研究施設発足(1972年)以来、レーザー技術の開発と応用で世界をリードしてきました。中でもレーザー核融合研究は、人類究極のエネルギー源の可能性を追求する社会の要請に応える学術融合型の学際研究であり様々な波及技術を生み出しています。またレーザー宇宙物理学やプラズマフォトニクスといった我が国オリジナルの分野融合の新学問領域を開拓するなど、レーザー科学に関して世界を先導する研究所として国際的に高いプレゼンスと卓越性を有しています。さらに世界有数の大型パワーレーザーを自主開発し活用しています。100％開かれた世界最大出力のレーザー施設として国際的に高い期待をもとに、共同利用・共同研究拠点として新たな学術の創成と産業イノベーション実現に貢献しています。

核融合科学研究所は、核融合エネルギーを私たちが利用できる形で実現するために必要となるプラズマ物理をはじめ、ミクロな量子プロセスや材料科学、装置を構成する機器の工学技術まで、様々な研究課題に取り組んでいます。大学共同利用機関として、大型ヘリカル装置（LHD）やスーパーコンピュータなど、大型の研究施設をはじめ、様々な研究装置群を共同利用に供し、国内外の大学や研究機関との共同研究を進めることで、核融合科学の発展とともに、広く科学技術の基盤形成を推進しています。

京都大学化学研究所レーザー物質科学研究領域（時田研究室）では、高強度レーザー科学を中心に、高強度レーザー光の発生・制御・応用技術の研究を行っています。特に、中赤外域を含む高出力レーザーの開発や、レーザー光とプラズマの相互作用に関する基礎研究に取り組み、次世代の光科学技術の発展に貢献しています。

京都大学大学院工学研究科・材料化学専攻・応用固体化学研究室では、金属酸化物を中心に無機固体の電子物性に関する研究を遂行しています。これまで、アモルファス酸化物を含む準安定酸化物の磁性と磁気光学効果、電荷秩序とスピン秩序が共存する酸化物の誘電性と磁性などに関して、複雑な構造を持つ酸化物固体を合成し、電子物性とそれが現れる機構を明らかにしてきました。最近では、ワイドバンドギャップ酸化物半導体の基礎的な電気伝導機構の解明と、ショットキーバリアダイオードや金属-半導体電界効果トランジスタのようなデバイスへの応用にも取り組んでいます。

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