レーザーとは

レーザー光

 

瞬間的に光を発するレーザー光と定常的に光を発しているレーザー光がありますが、よく見るレーザーとしては定常的なものの方が多く、これを連続発振レーザーと呼びます。

 

レーザーはコヒーレント光ビームを発光する装置で、その種類は、固体レーザー、色素レーザー、ガスレーザー、ファイバーレーザー、ダイオードレーザー、エキシマレーザーなどです。

 

レーザーはその性質上、誤った取り扱でこれを利用すると人体に傷害をもたらすので、各国にはレーザー製品に対する規制が存在します。規制の内容はレーザークラスに紐き、レーザー製品のメーカーは規格を理解した上で、適切にレーザークラスを決定して、必要な安全対策を施すことが必要です。

 

今回は、このような背景を踏まえて、レーザーの概要を解説します。

◆関連解説『電気・電子技術』

 

1.レーザーとは

レーザー(laser:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)は、日本語に訳すと誘導放出による光の増幅で、私たちが使っている多くの製品の主要部品として使われています。ブルーレイプレーヤーでは、レーザー技術でディスクからの情報読み取りをおこないます。レーシック手術などの医療分野でもレーザーが使用されています。バーコードスキャナーはレーザーを使用して情報処理をおこないます。現場では材料の切断、彫刻、穿孔、マーキングにレーザーが使用されています。

 

レーザー技術の用途を整理すると、バーコードリーダー、レーザーポインター、レーザー手術、レーザー距離測定、情報処理(ブルーレイPL)、ホログラフィックイメージング、レーザー分光、レーザー加工(切断・彫刻・穴あけ・マーキング・表面変質)などです。

 

2.レーザーの特長

レーザーには普通の光と比べると次の特長があります。干渉性に優れている(光の位相が揃っています) 、単色性に優れている(純粋な1つの波長の光です)、指向性に優れている(レーザー光は直進性が高いのです)。

 

3.レーザーの種類

レーザーの名称は、◇◇レーザーと言います。この◇◇は波長、発振媒体、パルス幅など様々な種類の言葉が入ります。ここではその名称について整理します。

 

  • 【発振方式】:パルスレーザー、CWレーザーの2種で、パルス発振か連続発振かで分類する呼び方です。
  • 【発振媒体】:ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザー、ファイバーレーザー、液体レーザー等で、励起光源を受ける媒体で分類する呼び方です。
  • 【波長】:赤外線(IR)レーザー、グリーンレーザー、紫外線(UV)レーザー等で、色で分類する呼び方です。
  • 【パルス幅】:パルス発振の場合、細かく分類します。マイクロ秒・ナノ秒・ピコ秒・フェムト秒レーザー等で、パルス幅で分類する呼び方です。

 

分類としてこの4種に分けられますが、紫外線で固体でパルス発振のピコ秒レーザー、赤外線でガスレーザーのCWレーザー等が存在します。

 

4.レーザーのパワーとは

レーザーのパワー、平均パワーについてです。平均パワーというのは、パルス発振するレーザーだけでなく、連続発振するレーザーの場合でも測定されます。なぜ平均パワーかというと、高速で時間変化する強度の時間平均になっているからです。

 

この高速での時間変化がどの程度高速かということですが、例えば、連続発振す...

レーザー光

 

瞬間的に光を発するレーザー光と定常的に光を発しているレーザー光がありますが、よく見るレーザーとしては定常的なものの方が多く、これを連続発振レーザーと呼びます。

 

レーザーはコヒーレント光ビームを発光する装置で、その種類は、固体レーザー、色素レーザー、ガスレーザー、ファイバーレーザー、ダイオードレーザー、エキシマレーザーなどです。

 

レーザーはその性質上、誤った取り扱でこれを利用すると人体に傷害をもたらすので、各国にはレーザー製品に対する規制が存在します。規制の内容はレーザークラスに紐き、レーザー製品のメーカーは規格を理解した上で、適切にレーザークラスを決定して、必要な安全対策を施すことが必要です。

 

今回は、このような背景を踏まえて、レーザーの概要を解説します。

◆関連解説『電気・電子技術』

 

1.レーザーとは

レーザー(laser:Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)は、日本語に訳すと誘導放出による光の増幅で、私たちが使っている多くの製品の主要部品として使われています。ブルーレイプレーヤーでは、レーザー技術でディスクからの情報読み取りをおこないます。レーシック手術などの医療分野でもレーザーが使用されています。バーコードスキャナーはレーザーを使用して情報処理をおこないます。現場では材料の切断、彫刻、穿孔、マーキングにレーザーが使用されています。

 

レーザー技術の用途を整理すると、バーコードリーダー、レーザーポインター、レーザー手術、レーザー距離測定、情報処理(ブルーレイPL)、ホログラフィックイメージング、レーザー分光、レーザー加工(切断・彫刻・穴あけ・マーキング・表面変質)などです。

 

2.レーザーの特長

レーザーには普通の光と比べると次の特長があります。干渉性に優れている(光の位相が揃っています) 、単色性に優れている(純粋な1つの波長の光です)、指向性に優れている(レーザー光は直進性が高いのです)。

 

3.レーザーの種類

レーザーの名称は、◇◇レーザーと言います。この◇◇は波長、発振媒体、パルス幅など様々な種類の言葉が入ります。ここではその名称について整理します。

 

  • 【発振方式】:パルスレーザー、CWレーザーの2種で、パルス発振か連続発振かで分類する呼び方です。
  • 【発振媒体】:ガスレーザー、固体レーザー、半導体レーザー、ファイバーレーザー、液体レーザー等で、励起光源を受ける媒体で分類する呼び方です。
  • 【波長】:赤外線(IR)レーザー、グリーンレーザー、紫外線(UV)レーザー等で、色で分類する呼び方です。
  • 【パルス幅】:パルス発振の場合、細かく分類します。マイクロ秒・ナノ秒・ピコ秒・フェムト秒レーザー等で、パルス幅で分類する呼び方です。

 

分類としてこの4種に分けられますが、紫外線で固体でパルス発振のピコ秒レーザー、赤外線でガスレーザーのCWレーザー等が存在します。

 

4.レーザーのパワーとは

レーザーのパワー、平均パワーについてです。平均パワーというのは、パルス発振するレーザーだけでなく、連続発振するレーザーの場合でも測定されます。なぜ平均パワーかというと、高速で時間変化する強度の時間平均になっているからです。

 

この高速での時間変化がどの程度高速かということですが、例えば、連続発振するレーザーの場合は、光速=波長×振動数の関係式から、可視光領域のレーザーの場合の振動数を求めると、強度が毎秒10の14乗回の速さで変化しています。パルスレーザーは、その強度が数kHz~数MHzという高速で変化します。

 

このような高速の強度変化を計測することはできませんので、平均パワー(単位時間あたりのエネルギー)で計測しておくのです。単位Wはジュール毎秒で、単位時間当たりのエネルギー量を表しています。蛍光灯などで60Wというときのワットは、電力としての単位で、電圧×電流ですので、レーザーの平均パワーを表すときのWとは意味あいが異なります。

 

 

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この記事の著者

岩瀬 栄一郎

メカトロ製品など原理開発から構造設計まで競争力ある製品へと育てませんか。設計根拠を大切にし、工法を考慮した、性能、品質の作りこみをしていきます。

メカトロ製品など原理開発から構造設計まで競争力ある製品へと育てませんか。設計根拠を大切にし、工法を考慮した、性能、品質の作りこみをしていきます。


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