レーザーの基礎をゼロから解説
パルスレーザー
パルス発振動作は、CW発振動作を基に次の3つのいずれかの方法を用いて達成される。直接変調法とQスイッチ法、モード同期(モードロック)法について簡単に説明する。
直接変調法
パルス波形を得る方法としてはCWレーザーのビーム出力を機械的シャッターでOn/Offする方法と、発振器の励起源をパルス制御する方法があるが、高出力の発振器はほとんどが後者である。直接変調法はパルスの波形を制御することができ、パルス幅はps～msと任意に変えることができる。応用としては、CWレーザーよりも熱影響を極力抑えたい穴あけ加工や光通信に使用される。
Qスイッチ法
Qスイッチパルス発振ではレーザー媒質中で十分に反転分布が起こるまで待ち、一気にレーザーを発振させることで、非常に大きなエネルギーのレーザー光を等間隔で出すことができる。パルス幅はμs～ns程度である。応用としては電子部品、半導体部品などの精密部品へのマイクロ加工、穴加工、溝加工、マーキングなどに使用される。
モード同期法
与える変調の周期をレーザー共振器内の光周回時間に合わせると(共振器の縦モードを同期して発振させると)モード同期となる。パルス幅はfs～psであり、3種類のパルス発振のうちで最も短いパルス幅が得られる。通常、パルスエネルギーはQスイッチ法ほど大きくはならない。繰り返し周波数は共振器長で決まり、共振器長が短いと繰り返し周波数は高くなる。応用としては非加熱加工、非線形光学分野、テラヘルツ光やスーパーコンティニューム光源の種光としても使用される。
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