世界がテクノロジーの進化を遂げるにつれ、人々の生活をより快適で便利なものにするためのデバイスが日々開発されています。そのような重要な進歩の一つが、光とレーザー産業です。様々な分野の多様なニーズを満たすために、多種多様なレーザーが利用可能です。
このブログでは、 FPレーザーと呼ばれるレーザーの概要をご紹介します。FPレーザーとは何か、どのように機能するのか、そしてその用途について簡単に解説します。それでは始めましょう。
FPレーザーとは？
FP レーザーはファブリ ペロー レーザーとも呼ばれ、ファブリ ペロー干渉計の原理を利用したレーザーの一種で、平行な 2 つの反射面に囲まれた空洞を光が通過するときに複数のビームの干渉現象が発生します。
光が表面の 1 つに当たると、一部が透過され、残りが反射されます。これにより、1 つのビームが複数のビームに分割され、相互に干渉してレーザー効果が生成されます。
FPレーザーでは、近接した2つの部分的に銀メッキされた表面間で多重反射が発生します。反射のたびに光の一部が透過し、互いに干渉し合う複数のオフセットビームが生成されます。
多数の光線の干渉により、非常に高解像度の干渉計が実現します。これは、回折格子の複数のスリットが分解能を向上させるのと同様です。その結果、FPレーザーは精密な波長制御で知られており、共振器長に応じて様々な波長を放射できることから、光通信システムに広く利用されています。
FPレーザーの原理
FPレーザーでは、2つの部分ミラーG1とG2が互いに平行に距離dで配置され、反射空洞を形成します。この空洞に波長λの単色光が入射角θで照射されると、2つのミラー間の空洞内で多重反射が発生します。
光が第2反射面に到達するたびに、光の一部は透過し、残りの光は共振器内で反射を続けます。透過したすべての光線は互いに干渉し、光線間の光路差に応じて出力が最大または最小になります。この干渉効果は、FPレーザーにおける発光波長の制御に非常に重要であり、特定の波長で離散的な光モードを生成することを可能にします。
FPレーザーの応用
ファブリ・ペローレーザーは、その優れた特性から、様々な産業分野で様々な用途で広く利用されてきました。FPレーザーの既知の用途には、以下のようなものがあります。
- ファブリ・ペローレーザーは、光波長計や光スペクトルアナライザーにおいて、光の波長を正確に測定するために広く利用されています。離散モードを生成する能力と反射空洞内の干渉効果により、高精度の波長測定が可能となり、精密光学機器に不可欠な要素となっています。
- ファブリペローダイオードは、レーザー吸収分光法、特にキャビティリングダウン法において、相互作用長を延長するために用いられます。この相互作用長の延長により、光が試料と相互作用する光路長が長くなり、より正確な光吸収測定が可能になります。その結果、微量ガスの検出や物質の分析における感度と精度が向上します。
- FPレーザーは、ゼーマン効果を観測できる分光計の開発にも使用できます。ゼーマン効果とは、スペクトル線が近すぎて標準的な分光計では区別できない現象です。これは特に高解像度分光法に有用です。FPレーザーの正確な波長測定能力により、スペクトルの微細な詳細を観測し、近接した線を分離することが可能になり、原子および分子スペクトルに対する磁場の影響を研究する能力が向上します。
- ファブリ・ペローレーザーは、重力波検出において、光子が鏡の間を上下に跳ね返る間、約1分間光子を保持するために用いられます。光子の保持時間が長くなるため、重力波と光の相互作用が強化され、低周波数における感度が向上します。光子が共振器内を複数回通過できるようにすることで、ファブリ・ペローレーザーは重力波によって引き起こされる微細な変化の検出に役立ち、高精度重力波観測装置において不可欠な要素となっています。
これらの主要な用途に加えて、FPレーザーは通信分野や医療分野でも、画像の精度と速度を向上させるために使用されています。FPレーザーは最も一般的なレーザーダイオードの一つであるだけでなく、市場には他にも様々なタイプのFPレーザーが存在します。これにより、産業界や個人の様々なニーズに完全に応えることができます。
FPレーザーの基礎については以上です。この概要では、FPレーザー、その原理、そして用途について説明しました。次のブログでは、これらのトピックをさらに深く掘り下げ、理解を深めていきます。
Inphenixは、米国に拠点を置く著名なレーザーおよび光源メーカーであり、スウェプトソースレーザー、分布帰還型レーザー、ゲインチップ、ファブリペローレーザー、VCSELなど、幅広いレーザー製品を製造しています。製品、サービス、専門知識の詳細については、お問い合わせください。
