【基本】Arイオンレーザー

Arイオンレーザーは、可視領域で高出力の発振ができるガスレーザーの一つです。特に強い波長は青から緑色の488.0nmと514.5nmにあります。

原理は次のとおりです。Arガスは、イオン化した後にAr+の基底準位が大量に作られ、上準位に励起されます。このように、2段階の励起が起こります(2段階励起)。この反転分布状態から下基底準位に落ちるときに488.0nmと514.5nmの光を発振します。

基本的な構造は、He-Neレーザーと同等ですが、次に示す特徴のため、多少複雑になっています。

Arレーザーは36eV程度と非常に高いエネルギー準位まで励起する必要があるためレーザー管に大電流を流す必要があります。そのため、レーザー管は酸化ベリリウムのような耐熱性、耐イオン衝撃性のすぐれた材料を使用する必要があります。さらに、Arガスが陽極に集まりやすいため外部にガス用のバイパスを設けガスの偏りを低減します。また、ガスの消耗が激しいため補給用のリザーバーを取り付けます。

Arレーザーは空冷式と水冷式があります。空冷式ですと~100mW程度の出力ですが、水冷式ですと~数十W程度の大出力が得られます。

同様の希ガスレーザーとして、クリプトイオンレーザー(Kr+)があります。これは、647mn(赤色)を発振します。構造はArレーザーと基本的に同じですが、ガスをKrに換え、ミラーを赤色対応に換えてあります。

Arレーザーの用途としては、眼科などの医療分野、フォトリソグラフィの光源、高速度カメラの光源、エンターテイメントのレーザービームなどがあります。

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