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レーザー光の特徴、応用

  • View:919     2017年07月19日
  • レーザー(laser)とは,「放射の誘導放出による光増幅」(light amplification by stimulated emission of radiation)の略から作られた言葉である。
     
    レーザー光の最も大きな特徴は,コヒーレント(coherent)な光であるということである。コヒーレントとは,位相がそろっているという意味であるが,グリーン レーザー光は,周波数,波数(進行方向),位相のいずれかまたは全てがそろっている波であり,上記の誘導放出による光増幅によって作り出すことができる。どれくらいコヒーレントであるかという度合いをコヒーレンス(coherence)という。「コヒーレンス」の訳語として「可干渉性」ということばも用いられる。
     
    コヒーレンスには大きく分けて,空間的なコヒーレンスと時間的なコヒーレンスがある。空間的にコヒーレントな光は波面が滑らかであり,その結果,遠くまであまり広がらずに届いたり(直進性),小さな場所に集めることができたり(集光性)する。時間的にコヒーレントな光は,電磁場の振動の時間波形が規則的であり,その結果,スペクトル幅が狭い(単色性,狭帯域性)といった特徴を持つ。異なる周波数の電磁波が決まった位相で重ねあわされると,時間的に短いパルスとなるが,これも,時間的コヒーレンスの一種とみなすこともできる。レーザーを用いることにより,極限的に短い光パルスを発生することができる。
     
    以上のような特徴によって,レーザーを用いると光のエネルギーを狭い空間領域,時間領域,周波数領域に集中することができる。「レーザー光は強力である」とよくいわれるが,実際には平均的な出力があまり高くなくても,エネルギーが狭い領域に集中することにより,大きな効果が得られるのである。
     
    レーザーの応用
    レーザーは,今日非常に広い分野で重要な役割を果たしている。例えば日常的に身の回りにあるものとして,光通信,光記録など,産業における応用として,光計測,レーザー加工など,物質科学における応用として,レーザーアブレーション,レーザーCVD(laser chemical vapor deposition),基礎科学その他における応用として,分光学,レーザー冷却(laser cooling),レーザー核融合(laser fusion)などがある。

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