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ルビーレーザー

1960-05-16
  • Theodore H. Maiman
人工ルビー結晶とキセノンフラッシュ管を使用したルビーレーザー装置。.

(画像はイメージです)

最初の実用的なレーザーは、1960年に実証されたルビーレーザーです。これは、合成ルビー結晶(クロムをドープした酸化アルミニウム)を利得媒体として使用する固体レーザーです。ルビーは強力なキセノンフラッシュチューブによって光励起され、クロムイオンの反転分布を生成し、波長694.3ナノメートルの深紅色の光ビームを生成します。

セオドア・マイマンがヒューズ研究所でルビーレーザーの実証に成功したことは、レーザー時代の幕開けとなった。彼の装置は驚くほどシンプルで、指ほどの大きさのルビー棒の両端を平らに磨き、銀でコーティングしてファブリ・ペロー共振器を形成したものであった。片方の端は完全にコーティングされ、もう片方の端は出力カプラとして機能するように部分的にコーティングされていた。この棒は、写真撮影に使われるようならせん状のキセノンフラッシュランプの中に設置された。ランプが点滅すると、その強烈な光がルビー結晶を光励起した。

The ruby laser operates on a three-level energy system. The flashlamp’s light excites the chromium ions ([latex]Cr^{3+}[/latex]) to a broad absorption band (the pump band). From there, they quickly decay non-radiatively to a metastable energy level. Because this metastable level has a relatively long lifetime (a few milliseconds), a large population of ions can accumulate there, creating a population inversion relative to the ground state. When lasing begins, the ions transition from this metastable level back to the ground state, emitting 694.3 nm photons. Because it is a three-level system where the lower laser level is the ground state, it requires very intense pumping to achieve population inversion, making it relatively inefficient. The output is typically a series of short pulses for as long as the flashlamp is active.

UNESCO Nomenclature: 2211
固体物理学

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

ニッチ/専門分野

前駆物質

  • メーザー(誘導放出によるマイクロ波増幅)
  • シャウローとタウンズによる光メーザー(レーザー)の理論的提案
  • 合成ルビー結晶の開発
  • 高輝度フラッシュランプ技術

アプリケーション

  • ホログラフィー(初期の実験)
  • tattoo and hair removal
  • 工業用掘削および溶接
  • 科学研究(歴史的意義)
  • 測距

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

ルビーレーザー

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1960-05-16
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1963
1965

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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