2.　レーザー技術とそのアプリケーション

2.1　レーザー種類の重要性

レーザーは機能においてかなりの多様性を持っている。誘導放出を起こす媒質の材料が無数に存在することがその理由である。技術あるいは市場のダイナミクスは，レーザーの種類によってそれぞれ異なっている。

周波数，出力，冷却の必要性，光学設計，アプリケーションなど，レーザーの特性を決定づけるのは媒質である。それぞれの媒質は需給ダイナミクスからして他の媒質とは全く異なる。

ここでは市場の大部分を占めるダイオードレーザーと，これからの成長が期待されるファイバーレーザーの一部を取り上げてみたい。

①ダイオードレーザー

ダイオードレーザーは，シンプルな動作性，低出力アプリケーションへの適合性の高さなどから，間違いなく最も汎用性の高いレーザーである。

pn接合に順方向のバイアスをかけると電子と正孔の再結合が生じる，この過程で励起状態と基底状態のエネルギー差が光エネルギーの形で放出される。

ダイオードレーザーはよく知られたこの発光再結合の仕組みを利用している。ダイオードの魅力は広く使われている半導体との設計上の親和性の高さにあり，スムーズな接合に加えてコストも低く抑えられるという利点がある。

この特性のため，ダイオードレーザーは最も広範なアプリケーションを持っている。半導体を媒質とするダイオードレーザーはスイッチングスピードが速く，光スイッチングに採用されている。

炭素族は周期表の中では第14族として示される。ケイ素（Si），ゲルマニウム（Ge），スズ（Pb），鉛（Sn），フロレビウム（Fl）がこれに分類される。炭素族元素は最外殻電子が4つで，うちSiとGeは半金属とされる。もともと，炭素族元素は金属と非金属，両方の性質を持ち，境界的なふるまいを示す。SiとGeは真性半導体とされ，半導体材料として幅広く利用されている。

外部から電気や熱のエネルギーを与える価電子が伝導帯側に遷移し，価電子帯の電子が不足した状態，すなわち相対的に正の電荷を持つように見える正孔が表れる。伝導電子と正孔の数は同数となる。正孔は，伝導電子と同様に電荷担体として振舞う。

半導体材料の特性は，電気抵抗が導電性より大きく，絶縁性より小さいことにある。外部から電荷を与えると電気抵抗を操作できることから，半導体は電子機器に不可欠となっている。半導体が電子機器の世界であまりにも普及しているため，その二つの言葉はほぼ同義とされる。