アルゴンイオンレーザー

アルゴンイオンレーザーは、1964年にヒューズ研究所のW.ブリッジスによって発見された気体イオンレーザーの一種です。このレーザーの最大の特徴は、20本以上の発振線を持つことです。そのため、レーザー共振器の内部にはプリズムが配置され、発振する光の波長を特定の発振線に選択することができます。

発振の原理は、まずレーザー管の中に中性のアルゴン原子を封入し、その中に数十アンペアという非常に大きな放電電流を流します。この高電流により、アルゴン原子は電離してAr+（アルゴンイオン）となります。このアルゴンイオンがレーザー発振の媒体として機能し、光を放出します。

アルゴンイオンレーザーでは、外部磁場を加えることが一般的です。これにより、レーザー出力が向上するという利点があります。また、低電圧の電源でも大きな電流密度が得られるため、より効率的なレーザー発振が可能になります。さらに、磁場は放電管を保護する役割も果たし、レーザー装置の長寿命化に貢献します。

しかし、アルゴンイオンレーザーにはいくつかの課題も存在します。放電管の内壁は、電離したイオンによって常に叩かれている状態です。そのため、長時間レーザーを発振し続けると、アルゴン気体の圧力が徐々に減少するという問題が生じます。この圧力低下は、レーザーの出力低下や不安定化を招くため、対策が必要です。一般的な対策としては、放電管を外部から冷却したり、アルゴン気体を外部から補充したりする方法が用いられます。

アルゴンイオンレーザーは、その特有の発振波長特性から、科学研究や医療分野など、多岐にわたる分野で利用されています。特定の波長を選択できる利点を活かし、精密な計測や加工など、多様な応用が展開されています。

以下にアルゴンイオンレーザーの特徴をまとめます。

発見: 1964年、W.ブリッジスによって発見。
種類: 気体イオンレーザー。
発振線: 20本以上の発振線を持つ。
発振波長選択: 共振器内のプリズムで発振線を選択。
発振原理: アルゴン原子を放電し、アルゴンイオンを生成して発振。
外部磁場: レーザー出力向上、低電圧で大電流密度、放電管の保護。
課題: 放電管内壁の損傷、アルゴンガス圧力低下。
対策: 外部冷却、アルゴンガス補充。

これらの特徴により、アルゴンイオンレーザーは様々な分野で重要な役割を果たしています。

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