CO2 レーザーの振動回転遷移

【CO2 レーザーの振動回転遷移】
 それでは高出力気体レーザーである CO2レーザーはどのようなエネルギー準位を使ってレーザー発振しているだろう。10.6μm の発振波長を持つ CO2 レーザーの場合、そもそもの光子エネルギーが低いので、必要なエネルギーに対応するのは振動エネルギーとなり、異なった振動準位間の遷移となる。具体的には非対称振動準位(0,0,1)から対称振動準位（1,0,0）と屈曲振動準位（0,2,0）への遷移となる。エネルギー準位図で書けば、図の通り、10.6μm と 9.6μm の2 本の発振線があることになる。もちろん、何も工夫をしなければ、その 2 つの波長で発振するのだが、CO2 分子の吸収スペクトルや蛍光スペクトルを分光すると、下部に示したようにたくさんの細かい線スペクトルの集合として観測される。