#2020/09/17 縦割りが生じるくらい、『行政機関』はたくさん分かれていたりします。

レーザー発振器

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この用語のポイント

・光を増幅して放射する装置だよ

簡単にいうと…

レーザー発振器とは

 光を増幅して放射する装置

という技術要素です。

 

固体レーザー/気体レーザー/液体レーザーなど種類がありますが、

ここではポピュラーな固体レーザー発振器をみてゆきます。

なお同じレーザー装置でも、半導体レーザーは、これらレーザー発振器とは仕組みが異なります。

 

ちなみに「レーザー」とは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(輻射の誘導放出による光の増幅)に由来する名称です。

詳しくいうと…

レーザー発振器は、増幅された光(レーザー光)を発して、コンサートホールをカラフルな色で照らしたり、CDの情報を読み取ったり、あるいは医療現場で特定細胞を切除することなどに用いられます。

 

レーザー発振器は、主にレーザーロッドランプ光源反射鏡によって構成されています。

まず、ランプ光源からの光(励起光)が照射されて、レーザーロッド素材内にちらばる発光原子が、一瞬、励起状態(量子力学において、強いエネルギーを保持している状態)に置かれます。

すぐまた基底状態へ戻るのですが、この際、発光原子から誘導光と呼ばれる強い光が放射されます。1の光量を入力すると、2の光量が出力される、というイメージです。こうして光源の光がレーザーロッド内で増幅されます。

増幅された光は、レーザーロッド両端に置かれた反射鏡によって反射され続け(その場に保持され続け)、片方の部分透過鏡を通して装置外部へと放射されてゆきます。これがレーザー光線です。

 

こうしてレーザー発振器は、発光原子が励起状態から基底状態へ戻る際に発される誘導光を利用して、入力される光を増幅します。

増幅されたレーザー光線の特徴として、エネルギー密度が高いため凸レンズを介して溶接用途に用いられたり、指向性(特定方向への放射)があるためCD・DVD等光ディスクの読み取り用途に使われたりします。

 

・レーザー発振器とは、光を増幅して放射する装置だよ
・発光原子が励起状態から基底状態へ戻る際に放射される誘導光を利用して、入力された光を増幅して出力するよ
 

さらに知りたいなら…

図解入門よくわかる光学とレーザーの基本と仕組み(2010年)
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光学の基本原理・工学的応用を説明する本です。
タイトル通り、とりわけレーザーについても詳しく触れられています。

本の目次はこちらのサイトをご覧ください。

 

つまり…

レーザー発振器とは

 光を増幅して放射する装置

という技術要素なわけです。

 

真空管やトランジスタによる電気信号の増幅だけでなく、こうした光の増幅もあるわけじゃな。レーザーという名はよく聞くが、それが増幅された光であるとは意識してこなかったのぅ。

歴史のツボっぽくいうと…

  • 1917年
    レーザー理論の確立
    ドイツ生まれの物理学者アルベルト・アインシュタインが、論文「放射の量子論について」を発表、レーザーの理論的基礎を確立する。

  • 1950年
    光ポンピング法の提案
    フランスの物理学者アルフレッド・カストレルが、原子・電子を励起状態にする光ポンピング法を提案する。

  • 1958年
    レーザーの特許出願
    アメリカ・ベル研究所の物理学者チャールズ・タウンとアーサー・ショウロウが、レーザー(当時は光学メーザーと呼ばれていた)を研究し、特許を出願する。

  • 1959年
    「レーザー」の登場
    コロンビア大学の大学院生ゴードン・グールドが、論文「レーザー―輻射の誘導放出による光の増幅―」を発表、レーザーという言葉を公で初めて用いる。

  • 1960年
    レーザー発振器の開発
    アメリカ・ヒューズ研究所の物理学者セオドア・メイマンが、最初のレーザー発生装置を開発する。

 

 

<参考文献>(2019/03/30 visited)

レーザー - Wikipedia
レーザー媒質 - Wikipedia
光ポンピング - Wikipedia
光と光の記録 --- レーザ編(ガスレーザから半導体レーザまで)
レーザーの仕組み、レーザー技術の基本 | Trotecレーザー
レーザー(LASER)は「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(励起誘導放射による光増幅)」の略語です。レーザー技術の基本とレーザーの技術的構造を当社の動画で確認してください。
レーザ発振器の種類 - Laser AgenCy
産業で使用されているレーザ発振器とその波長
レーザーとは?原理・特性を解説 | 基礎知識 | マーキング学習塾 | キーエンス
レーザーは普通の光とは大きく異なります。ここではレーザーの原理、波長により異なる特性について説明しています。「マーキング学習塾」は、レーザーの原理・仕組みや印字・加工の用途、安全管理・規格など、レーザーマーキングの活用情報を学べるサイトです。株式会社キーエンスが運営しています。
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