Fabry-Perot laser source(ファブリペロー・レーザ光源)

光測定に関する翻訳に、Fabry-Perot laser source(ファブリペロー・レーザ光源)という言葉がよく出てくる。

laser(レーザ)は、Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationの略で、直訳すると、光放射(Radiation)の誘導放出(Stimulated Emission)による光の増幅(Light Amplification)である。

レーザ光の源は、物質内の電子が持っているエネルギーである。すべての物質は原子から構成されている。原子の中心には原子核があり、量子力学的に安定な状態の内の最低エネルギー準位の軌道(基底状態と呼ばれる)を電子が回っている。

基底状態にある電子に、電磁波や熱、電子などの粒子の衝突によりエネルギーを与えると、最低エネルギー準位より高い量子力学的に安定なエネルギー準位(励起状態と呼ばれる)に励起される。この過程は、電子が他のエネルギー源からエネルギーを吸収するので(誘導)吸収と呼ばれる。

励起状態の原子は不安定なので、すぐに光としてエネルギーを放出して基底状態に戻る(この過程は、自然放出と呼ばれる)。自然放出による光が、他の励起状態にある原子に入射すると、励起状態の原子が刺激されて光を放出して基底状態に戻る(この過程は、誘導放出と呼ばれる)。これを繰り返すことにより、入射光と同じ波長と位相の光が放出されて光が増幅される。誘導放出による光の増幅が行われるためには、レーザ媒質(エネルギーを吸収する元素が含まれる物質)に絶えずエネルギーを供給して、励起状態の原子の数が基底状態の原子の数よりも多くなっている状態(反転分布状態)にしておく必要がある。

レーザ媒質(半導体レーザでは活性層とも呼ばれる)を、全反射ミラーと部分反射ミラーで挟んで共振器(最初に考案したフランス人のFabryとPerotに因んで、ファブリペロー共振器と呼ばれる)を形成することにより、特定の波長の光がその間を往復して、さらに光が増幅され、部分反射ミラーからレーザ光が出力される。これが、ファブリペロー・レーザ光源の原理である。

レーザについては、以下を参照。

光と光の記録 — レーザ編

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半導体レーザ(2007/05/05 21:09)半導体レーザの基本構造(2007/07/15 18:56)

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