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レーザについて
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- moumougoo
- ベストアンサー率38% (35/90)
>あとどうしてレーザー発振する上位の準位の幅が広いということは蛍光寿命が短かいのですか？ たとえば具体例として 減衰係数αで減衰していく振幅exp[-αt]を時間t方向にフーリエ変換してみると パワーでみたときローレンツ型の共鳴スペクトルが得られます。 概ねこういうイメージでいかがでしょうか？
- seyber
- ベストアンサー率25% (33/128)
次は半導体です。 制御可能。この一言です。 最も利得の出る波長で発振、入出力操作も容易に制御出来ます。 ここが利得幅の原因なのでは？ ＞光の損失が少ないから利得帯域幅は狭いんですか？ いいえ。効率が良くなるだけです。 出力は逆に下がります。 密度が高いと出力は上がります。 下記は参考になさって下さい。 それと、各種波長、出力表のＵＲＬもありますが、 混同なされないよう記載してません。 必要ならば補足差し上げます。
>ドナー準位や欠陥などの準位が発生しているからなのでしょうか？ いいえ。エネルギーバンド構造そのものが半導体独特のものであるということです。 基本的に禁制帯が価電子帯と伝導帯を分けています。 この伝導帯と価電子帯の間でレーザー発振しますが、波数ｋを横軸にとれば伝導帯は下に凸のおわん型になっていて、要するに幅があるのです。それが理由です。 >あとどうしてレーザー発振する上位の準位の幅が広いということは蛍光寿命が短かいのですか？ 蛍光寿命が短いということは、光の波も有限なので周波数の広がりが出るからです。（この広がりは均一広がりといいます） あと、現実のレーザではこのほかにもドップラー広がりや、原子の周りの環境が微妙に違うことによる広がり（不均一広がりといいます）もあります。これらも利得帯域幅が広くなる原因の一つです。 色素レーザーやチタンサファイアレーザーのように多数の細かな準位が集まり、互いに重なり合うことで広い利得帯域を持つ場合もあります。 エキシマレーザのように下準位がそもそもない様な場合もありますが。
>半導体レーザより固体レーザや気体レーザの方が利得帯域幅が狭い これは単に一般的傾向を述べたに過ぎません。 固体レーザーでもチタンサファイアレーザ、アレキサンドラライトレーザーなどの帯域幅の広いものが存在します。また気体レーザーでもエキシマレーザーなど帯域幅の広いものは存在します。 利得帯域幅というのは、平たく言うとどの位の波長幅にわたって増幅が得られるかということです。 この帯域幅に重要な影響を与えているのが、レーザー発振する上位の準位の幅です。この幅が広いということは、蛍光寿命が短く、上準位の幅が狭い場合は蛍光寿命は長くなります。 あまり蛍光寿命が短いとレーザー発振自体が困難になります（反転分布が形成できないため）。 一番には固体よりも気体の方が蛍光寿命は短く帯域幅は広くなります。これは気体の方が原子同士の衝突が激しく、その際にエネルギーを失いやすいためです。 半導体レーザや先に述べた例外的に波長帯域が広い固体レーザは、その反転分布の形成のエネルギー準位が単純ではないために、広い波長帯域が得られます。 （ちなみにチタンサファイアレーザーは半導体レーザよりもはるかに利得帯域幅は広いです。これを利用して最近ではフェムト秒レーザを作り、応用することが盛んです） では。
- moumougoo
- ベストアンサー率38% (35/90)
よくわかりませんが、バンド間の遷移と離散エネルギー順位の遷移の違いではないでしょうか？（半導体の自然放出光と固体レーザや気体レーザに使われる物質のスペクトルを比較してみるとよいのではないでしょうか？）
お礼
ありがとうございます。これを参考に考えて見ます。
- seyber
- ベストアンサー率25% (33/128)
こんにちは。 ご存知でしょうが、レーザーとは、 光が波打ってまっすぐ進んでいないのを直進するように整流化させる器具の事です。 レーザーの原理は、光を直進させる。 これだけで鉄を切断するような光に変化させる事ですね。 整流するだけなら、物体より、気体を使った方が光の損失は当然少なくなります。 また、色が付いていない方が、赤外線や、紫外線域がカットされるなどの問題も少なくなります。
補足
ありがとうございます。すいませんが光の損失が少ないから利得帯域幅は狭いんですか？そうだとしたらなぜですか？
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