４準位レーザーとしての U3+:CaF2 と Nd3+:YAG の比較

【４準位レーザーとしての U3+:CaF2 と Nd3+:YAG の比較】
 Sorokin の U3+:CaF2 は極低温条件、すなわち液体ヘリウム温度４ K では確かに４準位レーザーとして働くが、それは必ずしも 4 準位レーザーの最初とは認識されてこなかった。その後の本格的な 4 準位レーザーであるNd3+:YAG と比較してみることにしよう。エネルギー準位図は右の通りで、レーザー順位のエネルギーは基底状態から U3+:CaF2が 515cm-1 であるのに対して、Nd3+:YAG は2000cm-1 と約 4 倍高いエネルギーにある。この 4 倍のエネルギーがどういう意味を持つかを検討することにする。熱平衡状態の分布数はマックスウェル分布で計算できるので、N = N₀e^−E/kT となる。