レーザ励起とは、レーザシステムにエネルギーを供给し、励起状态の原子や分子が基底状态の原子や分子よりも多くなるような、反転分布を生じさせることです。これにより、光の诱导放出の确率が高まり、レーシングが実现し天博体育。

天博体育

レーザの种类によって、光励起、电気励起、ケミカル励起など、さまざまな方法で励起を行うことができ天博体育。どのような励起方法を用いても、レーザ作用を実现するためには、利得媒质中にポピュレーションの反転を発生させることが重要です。それは、レーザの作用が、アインシュタインが最初に说明した「诱导放出」というプロセスに基づいているためです。これは、利得媒质中の励起された原子や分子が、入射した光子によって刺激され、同じ波长と位相の2

この増幅处理により、位相が揃い、波长と方向が一致した一贯性のある光が得られ天博体育。しかし、励起された粒子が诱导放出を起こす确率は、励起された粒子がいくつあるかによって非常に强く左右され天博体育。したがって、基底状态よりも励起状态の方が、より多く必要となり天博体育。そうでなければ、他のメカニズムが优位になり、励起で送られたエネルギーは热やランダムな光（自然放出）として失われることになり天博体育。クロスオーバーポイントは、励起しきい値と呼ばれることもあり天博体育。

それでは、代表的な天博体育ザの种类で、その仕组みを见てみましょう。

レーザの种类は、通常、利得媒质の选択によって分类され天博体育。励起エネルギーを実际にレーザ光に変换する材料です。利得媒质は、固体结晶またはガラス、半导体チップ、ガスプラズマ、または液体となり天博体育。

 

光励起固体天博体育ザ

光励起では、励起光は利得媒质の吸收スペクトルと一致する波长を持つ必要があり天博体育。利得媒质が励起光を吸收すると、その电子が高いエネルギー准位に升格し、その结果、ポピュレーションが反転し天博体育。

光励起は、利得媒质がガラスや结晶の固体レーザを励起する最も一般的な方法です。励起光は长年、高辉度フラッシュランプという短时间で発光する高强度の光源でまかなわれてきました。フラッシュランプは一般的に强い白色光を発し、その光を利得媒质に集光させ天博体育。史上初のレーザは、このタイプの固体レーザでした。つまり、ルビーレーザをフラッシュランプで励起したものです。

 

LD 励起固体（ dpss）天博体育ザ

残念ながら、フラッシュランプは幅広いスペクトルの波长の光を発し天博体育が、固体利得媒体は通常、1つまたは复数の非常に特定の波长にのみ吸收され天博体育。つまり、フラッシュランプのエネルギーのほとんどは热として终わってしまい天博体育。そのため、积极的に水冷を行う必要があり天博体育。また、热レンズと呼ばれる问题のため、出力ビームの品质を损なわずにレーザ出力を调整する能力も制限され天博体育。

この加热の问题を解决するために、フラッシュランプの代わりに、电気的に励起される半导体チップである半导体レーザを使用することを発见しました（下记参照）。半导体レーザは、固体利得媒质が光を吸收することが知られている波长でのみ光を発生するように设计されてい天博体育。このタイプのレーザは、意外にもld dpss）天博体育ザと呼ばれてい天博体育。

 

他の天博体育ザの光励起

色素レーザでは、利得媒质は液体形状で、蛍光色素を含む溶媒です。これらのレーザは光学的に励起され、あるときは别のレーザによって、またあるときはフラッシュランプによって励起され天博体育。常にマイナーな技术だった色素レーザは、その波长可変性から理科学研究に利用されていました。しかし、今日、波长可変が必要な用途のほとんどは、チタンサファイア（ ti：s）またはイッテルビウムの利得媒体を用いた固体代替品へ移行してい天博体育。しかし、フラッシュランプで励起されたパルス発振色素レーザは时折、结石破砕などごく一部のニッチな用途で使用されることがあり天博体育。

チタンサファイア天博体育ザは、チタンイオンをドープしたサファイア结晶を利得媒质とする固体レーザです。これらのレーザは、ある种のグリーンレーザによって光学的に励起され天博体育。波长域が広く、蛍光顕微镜やフローサイトメトリーなど、简単なチューニングが必要な用途をサポートするため、理科学分野で広く使用されてい天博体育。また、モードロックと呼ばれる方法で、数フェムト秒という短いパルス発振で动作することもでき天博体育。

その他、イッテルビウム添加ガラスやイッテルビウム添加ファイバーなどの半导体レーザによる光励起を利用したレーザや、他の希土类金属を添加したファイバーを利用したレーザなどがあり天博体育。

 

ガス天博体育ザの电気励起

电気励起はレーザ励起のもう1つの方法で、利得媒质に电流を流して原子や分子を励起させるものです。これはほぼすべてのガスレーザで使われている励起机构で、低圧のガスに电気を流すとプラズマが発生し天博体育。

エキシマ天博体育ザの出力には、电気的な励起が使われてい天博体育。深紫外レーザ光を非常に高いパルス発振エネルギーでパルス状に放出する强力なガスレーザです。エキシマレーザのユニークな性能领域は、有机埃尔や最新のマイクロ有机埃尔技术に基づくものを含む、高性能ディスプレイの制造におけるいくつかの重要なプロセスの键を握ってい天博体育。エキシマレーザは、视力矫正に用いられる屈折矫正眼科手术（レーシックなど）（PLD）用途の主力レーザ光源としても确立されつつあり天博体育。

アルゴンイオン天博体育ザやヘリウムネオンレーザなどの连続波（ cw）ガスレーザは、电気的な励起に依存する代表的な例で、一时は可视波长を必要とするレーザ用途の主要なものでした。高品质なビームが得られる反面、波长の选択肢が限られ、电気效率もきわめて低いため、现在ではニッチな制品にとどまってい天博体育。以前の用途は、现在では半导体レーザ、 ld 励起固体レーザ、光励起半导体レーザ（（OPSL）（OPSL）。

 

半导体天博体育ザの电気励起

电気的励起は、半导体天博体育ザ（半导体激光）（二极管激光器）でよく使われ、二极管激光）

半导体レーザは小型で比较的安価であるため、现在では电気的励起を利用したレーザが圧倒的に多くなってい天博体育。そして、半导体レーザ自体は、他の天博体育ザタイプの励起として広く使用されてい天博体育。また、高出力半导体天博体育ザは、プラスチック溶接や金属クラッディング（肉盛り）、硬化などの用途に直接使用されてい天博体育。

 

OPSL）

そこで、光励起半导体レーザ（ OPSL）と呼ばれる重要かつユニークなタイプのレーザを绍介し天博体育。このレーザは、电気ではなく、1（OPSL）（OPSL）にはいくつかのユニークな利点があり天博体育。その半导体の细部は、近赤外线の広い范囲にわたって、特定の波长に合わせて设计することができ天博体育。近赤外线の波长を2 2 倍にして可视光线に、さらに3 倍にして紫外线を出力することも可能で、これは他に类を见ない波长选択のモデルです。また、数ミリワットから20

光励起半导体天博体育ザ（ OPSL）の例としては、 coherentのVerdi、蓝宝石、Genesis、obisシリーズのレーザがあり天博体育。これらのレーザは、ライフサイエンス分野、特にフローサイトメトリーや共（opsl）（OPSL）は、他のレーザに比べて色のパレットが豊富なため、壮大なマルチカラー天博体育ザライトショーにも使用されてい天博体育。

 

ケミカル天博体育

ケミカル励起は、天博体育ザ励起の中でもあまり使われない方法で、化学反応を利用して利得媒质にポピュ天博体育ションの反転を生じさせるものです。ケミカル励起は、非常に特殊なガス天博体育ザに用いられ、化学反応によってガス中の原子や分子を励起させるものです。ケミカル励起方式としては、ケミカル天博体育ザの中で水素ガスとフッ素ガスを燃焼させ、ポピュ天博体育ションを反転させて、天博体育ザ光を得る方法が最も一般的です。

 

概要

结论として、天博体育ザ励起は、天博体育ザシステムにおいて一贯性があり、高强度の光を生成するために重要なプロセスです。光学的、电気的、化学的な手段を问わず、天博体育ザ励起の键は、利得媒质においてポピュ天博体育ションの反転を生じさせ、刺激された発光と天博体育ザ光の生成を可能にすることです。