希土類ドープレーザーガラスは光ファイバーレーザーの主要な動作媒体であり、レーザーガラスの光学的スペクトル特性を定量的に計算し予測する方法は、高性能レーザーガラスの開発を加速するための課題の一つです。本論文では、ツリウム（Tm³⁺）をドープした二元ゲルマネートレーザーガラスを例に挙げ、相図中の「共融化合物」をガラスの組成/構造の「基本単位」とみなし、Tm³⁺ドープ基元ガラスの物理的およびスペクトル特性の実験値に基づきレバー則を用いて、ゲルマネートレーザーガラスの密度、屈折率、有効線幅、吸収/発光断面積、放射寿命、利得帯域幅などの特性を計算・予測した。結果は、物理特性およびスペクトル特性の予測値が実験値と高い一致度を示し、予測誤差の絶対値はそれぞれ4.61％および9.66％未満であった。さらに、この方法は成分変化に伴うTm³⁺ドープゲルマネートガラスの物理的およびスペクトル特性の変化傾向、線形法則や「ゲルマニウム異常」現象を正確に予測でき、レーザーガラスの組成⁃構造⁃特性の内在的関係の解析に役立つ。本研究はレーザーガラスの特性予測および成分設計への指針を提供することが期待される。

レーザーガラス; スペクトル特性; 定量予測; 相図モデル