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レーザー色の紹介

  • View:143     2019年01月07日
  • レーザビームからのスポットの見かけの明るさは、レーザの光出力、表面の反射率、および人間の目の色彩応答に依存します。 同じ光出力では、緑色のレーザー光は他の色よりも明るく見えます。人間の目は、スペクトルの緑色領域(波長520〜570 nm)の低光量で最も敏感だからです。 感度は、長波長(赤)と短波長(青)で減少します。

    赤と オレンジレーザー

    レーザーダイオードがこれらの波長で利用可能であるので、これらは最も単純な指針です。 ポインターは電池式のレーザーダイオードにすぎません。 1980年代初頭に発売された最初の赤色レーザーポインターは、数百ドルで売られていた大きくて扱いにくい装置でした。 今日、それらははるかに小さく、一般的にはほとんど費用がかかりません。 21世紀には、671 nmで発光するダイオード励起固体(DPSS)赤色レーザーポインタが利用可能になりました。 この波長は安価なレーザーダイオードで直接得ることができますが、DPSSバージョンによってより高いビーム品質とより狭いスペクトル帯域幅が達成されます。

    黄レーザー

    593.5 nmで発光する黄色レーザーポインターは、ここ数年で利用可能になりました。これらはDPSSプロセスに基づいていますが、この場合はNDの2つのレーザ発振ライン、YVO 4、1064 nmと1342 nmが非線形結晶と合算されています。このプロセスの複雑さにより、これらのレーザーポインターは本質的に不安定で非効率的になり、その出力は1mWから約10mWの範囲になり、温度によって大きく変動し、通常は高温または低温になりすぎるとモードホッピングします。それは、そのような複雑なプロセスが温度安定剤および能動的な冷却を必要とするかもしれず、それが小型のホストに搭載することができないからです。また、より小さな593.5 nmポインタのほとんどはパルスモードで動作するため、より小型で低消費電力のポンピングダイオードを使用できます。 DPSSレーザーシステムこの「ナトリウム」波長は、古い593.5 nmからわずか4.5 nmしか離れていませんが、593.5 nmの波長がより琥珀色に見えるのに比べて、金色に見えます。天文台では、589.2 nm(黄色)の特別に調整された色素レーザーを使用して、天文学的な補償光学で使用するためのレーザーガイドスターを作成しています。

    レーザーポインターおすすめ緑色

    夜間の居間の時間露光における15mW緑色レーザポインタによる軌跡
    緑色レーザーポインターは2000年頃に市場に登場し、最も一般的なタイプのDPSSレーザー(ダイオード励起固体周波数二倍化、DPSSFDとも呼ばれる)です。 レーザーダイオードはこの波長範囲では一般に利用できないため、標準の赤色レーザーポインターよりも複雑です。 緑色光は、808 nmで動作する高出力(通常100〜300 mW)の赤外線アルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)レーザーダイオードから始まる間接的なプロセスによって生成されます。 808nmの光は、ネオジムドープイットリウムオルトバナジウム酸塩(Nd:YVO 4またはネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット(Nd:YAG)、または、あまり一般的ではないが、ネオジムドープイットリウムフッ化リチウム(Nd:YLF))の結晶をポンピングする。 1064 nmの赤外線の深部。 このレージング作用は、これらの結晶の全てに存在する蛍光ネオジムイオンNd(III)の電子遷移によるものである。

    Nd:YVO 4または他のNdドープ結晶は、1064nmで反射し、808nmで透過する誘電体ミラーでダイオード側を被覆されている。 水晶はヒートシンクとして機能する銅のブロックに取り付けられています。 その1064 nmの出力は、レーザーキャビティ共振器のヒートシンクに取り付けられたカリウムチタニルホスフェート(KTP)の結晶に供給されます。 結晶は異方性であり、Nd:YVO 4は偏光した光を出力するため、結晶の配向は一致している必要があります。 このユニットは周波数逓倍器として働き、波長を所望の532nmに半減させる。 共振空洞は、1064nmで反射し、532nmで透過する誘電体ミラーによって終端される。 ミラーの後ろの赤外線フィルタが出力ビームからIR放射を取り除き(これは省略されるか、より安価な「ポインタ式」カラス撃退緑色レーザでは不十分かもしれません)、そしてアセンブリはコリメータレンズで終わります。

    ポンプダイオードの正確なパラメータへの依存性がより低い(したがってより高い許容誤差を可能にする)、より広い吸収帯、より低いレージング閾値のために、Nd:YVO4は、Nd:YAGおよびNd:YLFなどの他のNdドープ材料に取って代わる。 より高いスロープ効率、出力光の直線偏光、およびシングルモード出力。 高出力レーザーの周波数倍増のために、KTPの代わりに三ホウ酸リチウム(LBO)が使用される。 最近のレーザは、2つの個別の結晶の代わりに複合Nd:YVO 4 / KTP結晶を使用する。

    青色レーザー

    473nmなどの特定の波長の青色レーザーポインターは通常、DPSS緑色レーザと同じ基本構造を有する。 2006年には多くの工場が大容量記憶装置用の青色レーザーモジュールの製造を開始し、これらはレーザーポインターにも使用されました。これらはDPSSタイプの周波数2倍化デバイスです。それらは最も一般的には473 nmのビームを放射し、それはダイオード励起Nd:YAGまたはNd:YVO 4結晶からの946 nmのレーザー放射の周波数倍増によって生成されます(Ndドープ結晶は通常1064 nmの主波長を生成しますが適切な反射コーティングミラーは、他の「高調波」の非主ネオジム波長でも発振するように製造することもできる。高出力電力の場合、BBOクリスタルは周波数ダブラーとして使用されます。より低い電力では、KTPが使用されます。 2006年に日系企業の日亜化学工業が青色レーザーダイオード市場の80%を支配した。

    測定電力が1,500 mWを超えるコリメートダイオードブルーレーザーポインターを販売しているベンダーもあります。ただし、「レーザーポインター」製品の特許請求の範囲の電力にはビーム内にまだ存在するIR電力(DPSSテクノロジのみ)も含まれているため(以下で説明する理由により)、DPSSタイプのレーザーのビジュアルブルー成分に基づく比較問題があり続ける、そして情報はしばしば利用できない。ネオジム高調波が使用され、周波​​数逓倍変換の効率が低いため、最適に構成されたDPSSモジュールで473 nmの青色レーザー光に変換されるIRパワーの割合は、通常10〜13%で、緑色レーザーの約半分です。 20〜30%)

    青色レーザはまた、周波数を2倍にすることなく青色光を生成するInGaN半導体を用いて直接製造することもできる。 450nm(447nm±5nm)の青色レーザダイオードが現在公開市場で入手可能である。いくつかの青いダイオードは非常に高い電力が可能です。 NichiaのNDB7K75ダイオードなど、オーバードライブされると5ワット以上のエネルギーを継続的に出力できます。より長い波長は人間の目のピーク感度に近いので、これらの装置は405nmバイオレットレーザダイオードよりも同じ出力に対してより明るい。レーザープロジェクターのような商業用装置のためのレーザーダイオードの大量生産は価格を下げました。これらの447nmポインタの高出力バージョンの最近の人気は、より良いコリメーションとより低い発散のために光学系を改良しているが、疑わしい意図とコストを持つ人々によるこれらの携帯機器の使用に伴う危険に対抗するものに匹敵するものではない。