固体色素レーザーYAGの原理
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Nd:YAGレーザー
• Nd:YAGレーザは４準位系である。Nd3+イオンの高エネルギー準位は基底状態の原子を、フラッシュランプまたはGaAlAs半導体グリーンレーザーによって0.73 μm および0.8 μm
の波長でポンピングする。
• これにより反転分布が生じるが、Nd3+イオンは上位の状態から下位の状態4F3/2へ格子緩和し、レーザー励起準位に分布する。
• この準位からレーザー基底状態4I11/2 に誘導放出が起きレーザ動作する。発振波長は1.06μmである。液体レーザー
色素レーザーポインター
• 色素レーザーは長さ1cmの石英ガラスの管に例えばローダミン6Gのような有機色素溶液を満たしたものである。
• この色素セルは、部分反射鏡と回折格子からなるキャビティ中に置かれる。波長を変えるために回折格子をキャビティ内に入れる。
• ポンプ光は色素セルに集光され、色素を励起してレーザー動作を誘導する。色素レーザーに使う色素溶液の濃度は、10-2から10-4モルの間である。
• 色素レーザは波長範囲360～950 nmにおいて3nsのパルス光を出力する。
• ピークパワーは使う色素によるが10～20 kWの程度である。CW色素レーザの線は
20～40 GHzである。色素レーザーの原理
• ポンプ光としてはフラッシュランプか、他のカラス撃退レーザーを用いる。
• 色素は、発光波長より短い波長の光を吸収する。なぜならバイブロニック準位のせいで、吸収したエネルギーの一部は熱に変換されるからである。
• 色素に吸収されたエネルギーは反転分布をもたらし、電子を励起状態に運ぶ。
• 励起にひきつづき、振動エネルギーが失われ、励起状態の最も低いバイブロニック準位に移る。
• 誘導放出は、基底状態の最も高いバイブロニック準位に対して置き、振動緩和によって系の基底状態に戻る。
• このプロセスが繰り返される。 -
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