レーザーのスペクトルは他の光源とどのように異なりますか？

ちょっと、そこ！スペクトルサプライヤーとして、私は最近、レーザーのスペクトルが他の光源とどのように異なるかについて、たくさんの質問を得ています。だから、私は座って、理解しやすい方法で皆さんのためにそれを分解すると思った。

基本から始めましょう。光源のスペクトルについて話すとき、私たちは基本的に、光に含まれる波長または周波数の範囲について話しています。さまざまな光源には異なるスペクトルがあり、これらのスペクトルは、光の特性とその動作について多くのことを教えてくれます。

他の光源

まず、一般的な非レーザー光源を見てみましょう。

白熱灯

白熱電球は、輝くまでフィラメントを加熱することにより機能します。白熱光のスペクトルは連続的なスペクトルです。これは、広範囲の波長に光を放出することを意味します。それは虹のようなもので、可視スペクトルのすべての色（およびいくつかの赤外線と紫外線）が混ざり合っています。白熱電球のスペクトルのピークは通常、赤外線領域にあります。そのため、これらの電球は光とともに多くの熱を放出します。

蛍光灯

蛍光灯は、チューブ内のエキサイティングな水銀蒸気によって機能し、紫外線を放出します。この紫外線は、チューブの内側の蛍光体コーティングによって吸収され、光を可視光として放出します。蛍光光のスペクトルは、離散線と連続的な背景の組み合わせです。離散線は、水銀原子の特定のエネルギー遷移と蛍光体材料からのものです。これが、目に見えるスペクトル全体をスムーズにカバーしていないため、白熱光と比較して、蛍光灯が多少「より厳しい」色をすることが多い理由です。

LEDライト

LED、または光 - 発光ダイオードがますます人気が高まっています。 LEDのスペクトルは、設計によって異なります。一部のLEDは、単一の狭い波長で光を放出するように設計されており、非常に純粋な色を与えます。たとえば、赤いLEDは、主にスペクトルの赤い部分に光を放出する可能性があります。ただし、白いLEDは少し異なります。彼らは通常、異なる色の複数のLED（赤、緑、青など）を組み合わせたり、リンコーティングを備えた青色のLEDを使用して、より「白い」光を作成します。白色LEDのスペクトルは、異なる色のLEDからの離散ピーク、または蛍光体を使用する場合はより連続的なスペクトルの組み合わせにすることができます。

レーザーのスペクトル

それでは、レーザーについて話しましょう。レーザーはスペクトルに関してはかなり特別です。

単色

レーザーの重要な特徴の1つは、その単色です。レーザーは、単一の非常に狭い波長で光を放出します。言い換えれば、それは非常に純粋な色を持っています。たとえば、ヘリウム - ネオンレーザーは、632.8ナノメートルの波長で光を放出します。これは明るい赤色です。これは、以前に説明した広範な光源とはまったく対照的です。この単色の理由は、レーザーの仕組みです。それらは、光子が非常に制御された方法で放出される刺激放出に依存しており、すべて同じエネルギー（したがって同じ波長）を備えています。

一貫性

レーザースペクトルに関連する別の重要な側面は一貫性です。レーザーには、時間的および空間的一貫性の両方があります。時間的一貫性とは、光波が長期間にわたって相互に相互に位相にあることを意味します。これは、レーザースペクトルの狭い線幅に関連しています。レーザーがより単色であればあるほど、その時間的一貫性が良くなります。空間コヒーレンスとは、光波がレーザービームの十字断面全体に位相にあることを意味します。これが、レーザービームが広げすぎずに長距離を移動できる理由です。

線幅

レーザースペクトルの線幅は非常に狭いです。線幅は、レーザーが発する波長の範囲の尺度です。典型的なレーザーの場合、ライン幅は数キロハーツのオーダーで、いくつかのメガヘルツまであります。これは、非レーザー光源の線幅に比べて非常に小さいです。このような狭い線幅を測定するために、私たちはしばしば高い精度スペクトルアナライザーを使用しますN9322C Agilent Basic Spectrum AnalyzerまたはN9320AアジレントRFスペクトルアナライザー、9 kHz〜3 GHz。これらのアナライザーは、レーザーのスペクトルを正確に測定し、その特性を理解するのに役立ちます。

アプリケーションと意味

レーザーや他の光源のスペクトルの違いは、アプリケーションに大きな影響を与えます。

レーザーアプリケーション

単色と一貫性のため、レーザーは幅広いアプリケーションで使用されます。通信では、レーザーを使用して、ファイバーを介してデータを送信します。光学ケーブル。レーザーの狭いスペクトルにより、干渉を最小限に抑えて、高速、長い距離データ送信が可能になります。医学では、レーザーが外科的処置に使用されます。この場合、正確な波長と集中ビームを使用して、周囲の領域に過度の損傷を引き起こすことなく、組織を切断またはアブレートすることができます。また、レーザープリンター、バーコードスキャナー、科学的研究でも使用されています。

他の光源のアプリケーション

非レーザー光源は、より一般的な照明アプリケーションで使用されます。白熱電球は、家に暖かく魅力的な雰囲気を作るのに最適です。蛍光灯は、オフィスや商業ビルで一般的に使用されています。これは、エネルギーが効率的であるためです。 LEDは、懐中電灯から大規模な照明の設置まで、あらゆるものに使用され、さまざまな色に合わせて調整する能力により、装飾的な照明に人気があります。

スペクトルの測定と分析

スペクトルサプライヤーとして、私はあらゆる種類のスペクトルアナライザーを扱います。これらのデバイスは、さまざまな光源のスペクトルを理解するために不可欠です。たとえば、FSP13 Rohde＆Schwarz Spectrum Analyzer 9 KHz -13 GHzレーザーと他の光源の両方のスペクトルを分析するために使用できる強力なツールです。光排出量の波長、強度、およびライン幅を正確に測定できます。

新しいレーザーの特性を理解しようとしている研究者であろうと、完璧な雰囲気を作りたい照明デザイナーであろうと、適切なスペクトルアナライザーを持つことが重要です。

結論

結論として、レーザーのスペクトルは他の光源のスペクトルとは大きく異なります。レーザーは、単色、コヒーレンス、および非常に狭い線幅を提供します。これにより、幅広いハイテクアプリケーションに最適です。一方、非レーザー光源は、一般的な照明の目的により適したより広いスペクトルを備えています。

スペクトルアナライザーの市場にいる場合、またはさまざまな光源のスペクトルについて質問がある場合は、お気軽にご連絡ください。私たちはあなたがあなたのニーズに合った正しい解決策を見つけるのを助けるためにここにいます。小規模なプロジェクトであろうと、大規模な産業用アプリケーションに取り組んでいるかどうかにかかわらず、専門知識とあなたをサポートする製品があります。あなたの要件についての会話を始めて、あなたのスペクトル - 関連する努力をどのように支援できるかを見てみましょう。

参照

1. ヘクト、ユージーン。 "光学"。アディソン - ウェスリー、2002年。
2. Saleh、Bahaa EA、およびTeich、Malvin Carl。 「フォトニクスの基礎」。ワイリー、2007年。