この記事では、スウェプトレーザーの動作原理について説明します。このタイプのレーザーは、レーザー手術から分光法まで、様々な産業および科学分野でますます利用されています。スウェプトレーザーの基本概念を探り、なぜこれほど広く利用されるようになったのかを説明します。また、スウェプトレーザーの潜在能力を最大限に引き出すために考慮すべき重要なパラメータについても考察します。最後に、スウェプトレーザーの実用的な用途と、それがどのようにして望ましい結果をもたらすのかを見ていきます。この記事を読み終える頃には、スウェプトレーザーの動作原理と、現在どのように使用されているかについて、より深く理解できるでしょう。
掃引レーザーの定義
スウェプトレーザーは、狭い円錐状に高エネルギービームを生成するレーザーの一種です。このレーザーの出力はコリメートされており、ビームは比較的広い範囲をカバーする細い軸上に集束されます。これは、ビームがレンズと呼ばれる光学素子を通してターゲットに集束されるためです。
掃引レーザーは、出力端と入力端の間にレンズまたはミラーを備えた光学系を備えています。これらのレンズまたはミラーは平面または曲面です。これらのレンズまたはミラーの曲率は、サイズと形状、そして互いの向きを変えることで調整できます。
掃引レーザーの動作原理を理解する
現在のチューニング
レーザー電流の調整は、あらゆるレーザーシステムにとって非常に重要な部分です。これにより、レーザーの出力を制御し、最高効率で動作させることができます。レーザー電流の調整にはいくつかの方法があります。
掃引レーザー電流チューニングは、掃引周波数レーザーを用いてレーザー出力を変化させるレーザー電流チューニング手法です。この手法は、医療分野や産業用途など、高出力を必要とするレーザーシステムでよく用いられます。
レーザー共振器における波長掃引フィルタ
波長掃引フィルターはレーザー共振器の重要な部品です。これにより、レーザーは様々な波長の光を放射することができ、LIDARや分光法などの多くの用途に不可欠です。
波長掃引フィルタには様々な種類がありますが、それらに共通する点は、レーザーから生成される光から特定の波長範囲を選択するように設計されていることです。選択される波長範囲は、レーザーが使用されるアプリケーションによって異なります。
フーリエ領域モードロック
フーリエ領域モード同期（FDML）は、空間光変調器（SLM）をフーリエ領域で用いてレーザーパルスの強度プロファイルを作成するレーザーモード同期の一種です。このプロファイルを用いることで、レーザーパルスの時間的、空間的、およびスペクトル的な特性を制御できます。
FDMLは、従来のモード同期技術に比べて、柔軟性、安定性、効率性の向上など、多くの利点を備えています。さらに、FDMLは非常に短いレーザーパルスを生成できるため、超高速分光法や顕微鏡検査アプリケーションに最適です。
分散調整機能付き光源
光源は、単一または複数の分散を持つように調整できます。様々な分散を持つ光源は、異なる波長と位相を持つ光を放射します。これは、レンズ、ミラー、または光の波面の形状を変えるその他の光学部品を使用することで実現されます。
この方法により、ビームの方向性を変え、形状を制御することができます。単一分散のレーザーは、幅広い周波数範囲にわたり、あらゆる波長で一定の幅の光ビームを生成します。一方、多重分散のレーザーは、波長によって光ビームの幅が異なります。
こちらもご覧ください:
Inphenix の Swept Source Laser は、深い浸透、長いコヒーレンス長、および高解像度を実現します。
モード同期レーザーと分散遅延線
モード同期レーザーは、極めて短い光パルスを放射するレーザーです。これらのパルスは通常、ピコ秒またはフェムト秒（10-12秒または10-15秒）のオーダーです。モード同期レーザーは、医療診断、通信、材料加工など、さまざまな用途に使用されています。
モード同期レーザーの主要部品の一つは分散遅延線です。この部品は短い光パルスを生成し、光波を異なる量だけ遅延させます。この距離によって、光波が遅延線を通過する際の遅延時間が決まります。
波長校正
波長校正とは、レーザー光源の波長を測定するプロセスです。レーザーダイオードの出力を制御し、特定の波長に調整できるため、重要なプロセスです。
波長校正は、異なる波長の光を測定するスペクトル分析によって行うことができます。スペクトル測定は、波長範囲、つまり波長帯域にわたって行われ、未知のパラメータを決定します。
スウェプトレーザーの動作原理は比較的シンプルですが、細部は非常に複雑になる場合があります。簡単に言うと、スウェプトレーザーとは、通常はスキャンパターンに沿って、ターゲット上を高速に走査するレーザーです。これにより、広い範囲を迅速かつ高精度にカバーできます。通信、バイオメディカル、レーダーなどの分野で幅広い用途に活用されています。スウェプトレーザーの主な利点は、高い効率と柔軟性です。
よくある質問
スウェプトレーザーはどのように機能しますか?
掃引レーザー技術は、様々な用途に用いられるレーザーの一種です。このタイプのレーザーは、非常に集中した、非常に高い出力密度を持つ光線を放射することができます。
掃引光源のコヒーレンスはどのくらいですか?
掃引光源のコヒーレンス長は技術的には無限ですが、実際には検出器の帯域と掃引範囲によって制限されます。例えば、検出器の帯域幅が100 nmで掃引範囲が1,000 nmのOCTシステムでは、コヒーレンス長は10 µmになります。
光干渉断層撮影掃引光源レーザーとは何ですか?
光干渉断層撮影（OCT）は、光を用いて体内の組織や構造の高解像度画像を生成する医療用画像技術です。この技術は、眼、脳、心臓、その他の臓器の検査に使用できます。
レーザーの掃引速度とは何ですか?
レーザーの掃引速度とは、レーザービームがターゲット上を掃引する速度です。掃引速度が高いほど、レーザービームはターゲット上を高速に移動できます。特定の用途に適したレーザーを選択する際には、掃引速度が重要です。
