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レーザー(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) は、電磁波—通常は可視光、赤外線、または紫外線の範囲—を、極めて高い時間的および空間的なコヒーレンスをもって放射する装置である。 その動作原理は誘導放出という現象に基づいている。これは、励起された原子や分子に光子が衝突することで、それらの脱励起が誘起され、位相、方向、周波数、偏光が同一である追加の光子 が放出される現象である。このプロセスにより、従来の光源には見られない独自の特性を持つ光ビームが生成される。
基本的なレーザーシステムは、放射が発生する活性媒質、媒質を励起するためのエネルギー源(ポンプ)、および放射の多重反射と増幅を可能にする光学共振器で構成される。活性媒質は固体、気体、液体、または半導体 であり、これが生成されるビームの特性を決定する。 レーザーが動作するための必要条件は、基底状態にある原子よりも励起状態にある原子の数が多い状態である「反転分布」である。
レーザー光は、高強度、狭いスペクトル帯域幅、低いビーム発散角、そして高精度に集光できるといった特性を有しており、これにより幅広い科学技術分野での応用が可能となっている。 エレクトロニクスや産業分野では、レーザーは精密切断、マーキング、溶接、および材料加工に使用されています。通信分野では、光ファイバーシステムの光源として機能します。医療分野では、レーザーは診断、手術、治療に応用されており、自然科学分野では、分光法、ホログラフィー 、および距離測定に使用されています。
レーザーの応用は、放射パラメータを精密に制御する能力に依存しており、技術の進歩により、波長、出力、動作モードが異なる様々な種類のレーザーが開発されてきました。これには、パルスレーザーから連続波レーザー、超短パルスレーザーまでが含まれます。
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