励起（Excitation）
励起とは、原子や分子などの物質が外部からエネルギーを与えられ、安定した低エネルギー状態（基底状態）から高エネルギー状態に遷移するプロセスです。レーザーを発生させるには、この励起というプロセスが不可欠です。励起された物質は、エネルギーを放出して低エネルギー状態に戻ろうとしますが、その際に発する光がレーザー発振の基礎となります。
励起の代表的な方法
励起には様々な方法がありますが、代表的なものは以下の3つです。
- 光励起: 外部から光を照射して物質を励起する方法です。例えば、太陽光やフラッシュランプなどが使われます。
- 電気励起: 外部から電流や電場を印加して物質を励起する方法です。例えば、半導体レーザーやガスレーザーなどが使われます。
- 化学励起: 化学反応で発生したエネルギーを利用して物質を励起する方法です。例えば、二酸化炭素レーザーや水素フッ素レーザーなどが使われます。
選択とレーザー特性への影響
これらの方法はそれぞれにメリットやデメリットがありますが、目的や条件に応じて適切なものを選択することが重要です。また、励起された物質の種類や形状もレーザーの特性に影響します。例えば、固体レーザーでは結晶やガラスなどが使われますが、液体レーザーでは染料や有機溶媒などが使われます。
