レーザの基礎【2】 波長,エネルギー・出力,CW/パルス発振

2.2 波長

レーザ発振器からのレーザビームは,波長が異なっている。発振器の波長は変換することが可能であり,半導体レーザでは,半導体の材質を変更することで,レーザビームの波長を変換できる。これまでは波長800~980 nmが主流であったが,近年では波長450 nmでブルーのレーザビームの半導体レーザが出現している。

また,ガスレーザの一種であるエキシマレーザでは,ガスの種類を変えることによってレーザビームの波長をArF:193 nm,KrF:248 nm,XeCl:308 nm,XeF:353 nmと変換している。固体レーザでも活性媒質の中に添加されている元素により波長は異なり,Ndは1064 nm,Ybは1030 nm,さらにErは1645 nm,Tmは1900 nmが発振可能である。

しかし,多くの固体レーザでは,一般には特定の波長のレーザビームしか得られない。したがって,レーザビームの波長を変える技術が必要である。光が結晶の中に入ると,光の電場が結晶を構成している個々の原子に力を及ぼす。そして原子が持っている電子を振動させ,光を発生させる。出力密度が低い光では,電子の振動により発する光は,入射された光と同じ振動数であり,つまり同じ波長の光が伝播する。

図21 結晶による波長変換
図21 結晶による波長変換

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