レーザー光はいろんな媒質で作られる

常温では電子が励起状態にあることは少なく、基底状態にあることがはるかに多いため、 強力な誘導放出を起こすためにはこの状態を反転させて励起していない電子より励起した電子を多くし なければなりません。反転させるためには原子や分子にエネルギーを注入してより高いエネルギー準位に移します (ポンピング)。

反転が成功すると、励起状態にある電子が基底状態に戻り、光子を放出します(レーザーポインターLEDライト付)。 この放出された光子は他の励起状態にある電子の呼び水となって次々に光子を放出させます。

しかし、これだけでは光っているだけで光線は出ません。光線を出すには増幅が必要です。 反転を作り出す媒質(例えばルビー)の両端に2枚の鏡を向かい合わせておきます。 ポンピングにより反転したルビーに呼び水となる誘導光を加えると、ルビー内部では誘導放出が起こります。

誘導光はルビーを通り抜けてしまいますが、鏡に反射されてまたルビー内部に入っていって、 また誘導放出を起こすことになります。このようにして光子が再帰的に増幅されていきます。

増幅された光子は鏡の1つを光の一部が通過できるように半透鏡にしておけば、そこから一部の光を 外部に取り出すことができ、光線(レーザーサイト光)が得られます。

このように「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(輻射の誘導放出による光増幅)」 という名前が示すとおり、同じエネルギー、波長を持つ光子が増幅されるのことによってレーザーの特徴である 単色でコヒーレントな光を出すことができるのです。

色や波長は用いる媒質によって異なり、赤色を出すルビーレーザーモジュールやヘリウムネオンレーザー、 青色や緑色を出すアルゴンイオンレーザーなどさまざまな固体、気体、液体が使われています。

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