第2章 プロセス技術の基礎

1. レーザーの基礎

著者:中島 信昭

1. レーザーの語源とレーザーの歴史

レーザー(laser)とは、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationの頭文字をとってつくられた。Radiationは放射あるいは輻射、Stimulated Emissionは誘導放出であるから、レーザーは「輻射の誘導放出」を利用した「光の増幅」ということになる。なお、レーザーに関する参考書、レーザーハンドブックは多数出版されており、それらに基づきこの章の多くの部分は記述されている1〜6)
誘導放出の概念はEinsteinによって1916年に提案された。誘導放出は1954年、Townesらによりアンモニアメーザーとしてマイクロ波(24 MHz)の増幅された電磁波として実現された。最初のレーザーは1960年6月、Maimanが発明したルビーレーザーである。このときルビーの結晶はフラッシュランプで励起された。Cr3+の工ネルギー準位が利用され、レーザー波長は赤い光の694.3nm、出力はおよそ5kW、出力エネルギー1J、パルス幅約0.5msであった。その後、堰を切ったように各種レーザーが発明され、現在では波長領域は遠赤外からX線、パルス特性では1フェムト秒を切り、アト秒(10-18秒)単位で表されるパルスからCW(定常光)、スペクトル幅の狭さでは重力波の測定を目的とした0.2Hz以下のレーザーが開発され、一方、フェムト秒化学の分野では指向性のある白色光が利用されている。集光されたレーザー光強度は1021Wcm-2以上に達している。

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