第1章 レーザの基礎 1 |
1.1 光の性質 1 |
1.2 光の放出と吸収 8 |
1.3 光と物質の相互作用 10 |
1.4 アインシュタインの関係式 12 |
1.5 利得係数 14 |
1.6 反転分布の形成 17 |
1.7 光共振器 20 |
1.8 しきい値利得係数 23 |
1.9 スペクトル線の形状関数 24 |
1.10 レーザのモード 26 |
1.10.1 軸モード 27 |
1.10.2 横モード 29 |
問題 30 |
参考文献 32 |
第2章 実際のレーザの動作 33 |
2.1 不純物をドープした絶縁体レーザ 33 |
2.1.1 固体中の不純物イオンのエネルギー準位 34 |
2.1.2 ボンピング法 37 |
2.1.3 フレネル損失 40 |
2.1.4 Nd : YAGレーザ 41 |
2.1.5 Nd : ガラス・レーザ 43 |
2.1.6 ルビー・レーザ 44 |
2.1.7 アレキサンドライト・レーザ 45 |
2.1.8 色中心(F中心)レーザ 47 |
2.2 半導体レーザ 49 |
2.3 気体レーザ 59 |
2.3.1 原子レーザ 60 |
2.3.2 イオン・レーザ 63 |
2.3.3 分子レーザ 66 |
2.4 液体色素レーザ 74 |
2.5 自由電子レーザ 79 |
問題 81 |
参考文献 82 |
第3章 レーザ光の性質 84 |
3.1 レーザのスペクトル線幅 84 |
3.2 レーザの周波数安定化 88 |
3.3 ビーム広がり 90 |
3.4 光のコヒーレンス 95 |
3.5 明るさ 99 |
3.6 レーザ光の集光特性 100 |
3.7 Qスイッチング 101 |
3.7.1 Qスイッチングの方法 103 |
3.8 モード・ロッキング 106 |
3.8.1 モード・ロッキングの方法 109 |
3.9 周波数逓倍 110 |
3.10 位相共役 113 |
問題 117 |
参考文献 118 |
第4章 計測および科学研究への応用 120 |
4.1 光学的アラインメント 120 |
4.2 距離の測定 122 |
4.2.1 干渉法 123 |
4.2.2 表面トポグラフィと光学部品の検査 128 |
4.2.3 ビーム変調による測距法 132 |
4.2.4 パルス・エコーの技術 134 |
4.3 レーザ・ドップラー速度計 135 |
4.4 スペックル・パターンを用いた表面速度の測定 140 |
4.5 回転速度の測定 141 |
4.6 レーザ分光学 146 |
4.6.1 分子線分光法 148 |
4.6.2 飽和分光法 148 |
4.6.3 2光子分光法 148 |
4.7 レーザによるウラン濃縮 150 |
問題 151 |
参考文献 152 |
第5章 工業,医学,エネルギーヘの応用 154 |
5.1 理論的解析 155 |
5.1.1 溶融・蒸発のない場合の温度変イヒ 157 |
5.1.2 溶融の深さ 162 |
5.1.3 蒸発の深さ 163 |
5.2 導光と集光 164 |
5.3 材料加工への応用 166 |
5.3.1 表面硬化処理 166 |
5.3.2 半導体プロセス技術 169 |
5.4 レーザ溶接 171 |
5.4.1 ミクロ溶接 173 |
5.4.2 深溶け込み溶接 174 |
5.5 機械加工へのレーザの補助的使用 175 |
5.6 レーザ切断 176 |
5.7 ミクロ機械加工 179 |
5.8 穴あけ,けがき引き,印字 179 |
5.9 医学への応用 182 |
5.10 超高パワー・レーザの利用 184 |
5.10.1 レーザ核融合 184 |
問題 186 |
参考文献 188 |
第6章 ホログラフィ 189 |
6.1 序論 189 |
6.2 ホログラムの分類 192 |
6.3 ホログラフィの数学的記述 196 |
6.4 ホログラムの効率 202 |
6.5 ホログラフィの応用 203 |
6.5.1 ホログラフィ干渉法 204 |
6.5.2 ホログラフィ利用光学部品 209 |
6.5.3 情報の記憶と表示 212 |
6.5.4 文字認識 215 |
参考文献 216 |
第7章 光による情報の伝送と記録 218 |
7.1 光通信 218 |
7.1.1 光の変調法 220 |
7.1.2 光ファイバ 223 |
7.1.3 光検出器 239 |
7.1.4 光源 244 |
7.1.5 システム構成に関する注意 245 |
7.1.6 将来の発展 245 |
7.1.7 集積光学素子 247 |
7.1.8 光双安定性 249 |
7.1.9 自由空間通信 253 |
7.2 レーザ印刷 254 |
7.3 光ディスク・システム 256 |
7.3.1 記録 260 |
7.3.2 記録媒質 261 |
7.3.3 光ディスクからのデータの読み出し 265 |
7.3.4 消去可能な光ディスク 267 |
問題 268 |
参考文献 270 |
付録 |
付録1 問題の解答 273 |
付録2 補充問題と解答,参考文献 276 |
付録3 物理定数 292 |
付録4 レーザの公式 293 |
索引 299 |