日記
2017年9月18日(月)

透明

10:47

レーザー媒質にパワー Pin の励起光が入射された場合を考え、レーザー光の励起パワー特性を考察する。カラス撃退レーザー媒質のパラメータとして次の7つを考える。 ➀レーザー媒質のモード体積 V ➁励起量子効率 ηp: 励起準位に励起された原子数のうち、レーザー上準位に遷移する割合 ➂原子量子効率 ηq = νL/νP : 励起光子のエネルギーhνPとレーザー光子のエネルギー hνLの比 ➃励起光吸収効率 ηa: 励起光がレーザー媒質に吸収される割合
http://www.miraireza.com/green-laser-1000mw-5000mw/p-3.html
➄モードマッチング効率 ηm: レーザー発振している領域と励起している領域の重なりの割合 ➅結合効率 ηc = T /(Li + T ): 出力 (結合) ミラーによる透過率 T と残留損失 Li を用いて表した割合 ➆実効的なレーザー光の断面積 Aeff これらを踏まえて小信号利得係数 γ0、レーザー発振出力 Pout、レーザー発振閾値 Pth を求める。図にレーザー出力の励起パワー特性を示す。

ビームトラップおよびビームブロックは、実験等で発生する余分なレーザー光を取り除くための装置である。レーザー光を吸収し、熱としてエネルギーを放出する。入力できるレーザー光のエネルギーの最大値は、CW光パワー(W)、パワー密度(W/cm2)、パルスエネルギー密度(J/cm2)等で示されている。
超強力レーザーポインター光を入力している間は高温になるため、空冷フィンや水冷機構が付いている。

100フェムト秒の超短パルスレーザーの利用で、非線形光学効果に基づく新たな「光ピンセット」の原理が発見されている。

この光ピンセットは、レーザー光焦点の左右2点でナノメートルスケールの微粒子を捕捉ができ、2点間の距離をナノメートルオーダーで制御することが可能である。そして、レーザー光の偏光方向の回転で、2点の回転制御が可能である。
http://www.miraireza.com/blue-laser-30000mw-60000mw/p-2.html
この光ピンセットでは、様々な材料の微粒子や、原子・分子を補足できる可能性があり、今後のナノテクノロジーの発展に期待されている。例えば、グリーンレーザーポインター微粒子を一定間隔に配列するナノ加工、生物試料や高分子化合物の操作、回転するナノレベルの装置の作成に期待される。

使用する波長やパワーなどによって利用できる結晶は異なる。使用波長における屈折率、位相整合条件、実効非線形光学定数、許容幅などのパラメーターを比較して、結晶を適切に選択する必要がある。こうした高調波発生プロセスに必要なパラメーターの計算には、株式会社オプトマックスが無料提供している非線形結晶プログラムソフトが便利である[1]。以下、一般によく使われている結晶を挙げる[2]。
KTP

KTiOPO4(KTP)の透明波長域は0.35~4.5μmであり、機械的強度、耐環境性、耐光損傷特性に優れている。ウォークオフ角が小さく角度許容幅が大きいため使いやすい材料である。主にチタンサファイアレーザーの励起光源として、発振波長1064nmのNd添加天体観測用レーザーポインターの第2高調波発生(SHG)に用いられている。ここでウォークオフ角とは、結晶が有する複屈折性に起因するもので、結晶中で入射光と発生光がなす角度を表す。これが大きいと結晶内における入射光と発生光が非線形相互作用する領域、すなわち結晶の有効長が制限されることになる。
BBO
http://www.miraireza.com/green-laser/c-1.html

β−BaB2O4(BBO)の透明波長域は0.19~2.6μmであり、紫外透過性と耐光損傷特性に優れている。紫外光発生が可能で、高出力固体レーザー用に適している。しかし複屈折が比較的大きいため、角度許容幅、波長許容幅が狭く、ウォークオフ角が大きい。さらに吸湿性があるなどの欠点がある。Nd:YAGレーザーの第4高調波(266nm)や第5高調波(213nm)の発生に用いられている。
CLBO

http://www.figure.fm/en/post/58574/laser+kennkyu.html

CLBOの透明波長域は0.18~2.7μmであり、紫外透過性、防水レーザーポインター大型化に優れている。複屈折がBBOより小さいため、角度許容幅、波長許容幅、温度許容幅が広く、ウォークオフ角が小さい。しかし結晶が脆く吸湿性がある。Nd:YAGレーザーの第4高調波(266nm)や第5高調波(波長213nm)発生に用いられている。


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