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レーザーの発振原理

Laser は Light Amplification by stimulated Emission of Radiation の頭文 字を並べたもので,日本語にすると「励起光放射による光増幅」となる。 ガスレーザーは図3.39に示すように, 平行で軸が一致している凹面鏡 もしくは平面鏡2枚で構成された光学系の間にガスを充満させ, 電磁的にこのガスにエネルギーを与えて励起状態を作る。 これによって, ガスはその原子もしくは分子に特徴的な光を発生する。 この光のうち鏡の面に垂直で, 鏡間距離が波長の整数倍となるような光は, 両面の鏡で多重反射して,強度が高くなる。

この時ガス体の端面は特定の光に対して反射率がゼロすなわち ブリュースタ角を 持たせると、位相のそろった光にとって容器がないに等しい容器となり、 損失がなくなる。

図 3.39: レーザーの発振原理
\includegraphics[scale=0.75]{Figs/laser-el.eps}
発振エネルギーが損失を越え るとレーザーとなる。この強度は元の光の強度より もはるかに強くなる。ある強度を越すと急激に損失がなくなる出力鏡を通して, レーザー出力が得られる。

一方,ローダミンのように励起できないような物質が出す波長を利用する場合は, これらの色素溶液に励起用のレーザー(Ar$^+$,Kr$^+$など)を当て,その二次光を 直接利用するか,図3.40のように外部にレーザー経路を組み発 振させる方法がある。



Ken Kishimoto 2014-06-02