気体レーザー

概略

気体レーザー(gas laser)は気体分子をレーザー媒質として用いたものであり、一般的な励起方法は気体を封入したガラス管 (あるいはセラミック管) への放電である。 放電によって加速された電子は気体レーザー媒質中の原子 (または、イオンや分子) にエネルギーを与え、原子を励起準位にし、反転分布を形成する。

図1 : 気体レーザーの概念図.(a)縦放電方式,(b)横放電方式

図1に最も基本的な気体レーザーの概念図を示す。図1(a) の横放電方式は連続発振に必要な安定放電のために低ガス圧で用いられる(低ガス圧の方が放電が安定する)。一方、図1(b) の横放電方式は、ガス(媒質) に高速で大量のエネルギーを与えることができ、更に高ガス圧で動作させることが可能なので、高出力パルス動作に適している(気体レーザーではレーザー媒質の密度を高くすることで高出力化が可能)。図1では全反射ミラーと出力ミラーがガラス管の両端に接着されている状態の共振器構成であるが、ガラス管にブリュースター窓を取り付け、ミラーをガラス管の外に配置する外部ミラー方式もある。この方式を使うと気体レーザーでも直線偏光のレーザービームを得ることができる。

レーザー媒質となる気体の種類には、原子ガス(HeNe レーザー、希ガスイオンレーザー、金属蒸気レーザー)、エキシマ、分子ガス(窒素レーザー、炭酸ガスレーザー) がある。

OptiVideo 配信【レーザー基礎】4．各種レーザー　気体レーザーより