中古 Newport 赤外線レーザー電源 MODEL 501

赤外線レーザーの基本と発生の仕組み

赤外線レーザーは、人間の目には見えない波長域である赤外線（およそ700ナノメートルから1ミリメートル）の光を発光・増幅する装置です。基本構造は他のレーザーと同様で、「レーザー媒質」「励起源（エネルギー供給装置）」「光共振器（鏡）」の3要素で構成されています。

励起源からエネルギーが供給されると、媒質内の原子や分子が高エネルギーの励起状態になります。ここへ光が通過することで、同じ波長と位相を持つ光が連続して放出される「誘導放出」が起こります。発生した光は、媒質の両端に配置された対向する鏡（光共振器）の間を往復しながら飛躍的に増幅され、指向性と単一波長性に優れたレーザー光として外部へ照射されます。

使用される媒質によって発生する波長が異なります。ガリウムヒ素などの「半導体レーザー」、YAG結晶などを用いた「固体レーザー」、二酸化炭素を用いた「気体レーザー」などがあり、目的に合わせた波長が選択されます。

赤外線レーザーの主な特徴

赤外線レーザーの最大の特徴は「不可視性」です。肉眼では光軸が見えないため、照射時に眩しさを生じません。この特性は、暗視技術やセキュリティ、隠蔽性を要する光通信などに適しています。一方で、目に見えないため不意の被ばくを防ぐ安全管理が不可欠となります。

二つ目の特徴は「熱作用と波長固有の吸収特性」です。赤外線は物質に吸収されると熱エネルギーへ効率よく変換されます。さらに、水、金属、樹脂といった素材ごとに吸収されやすい波長が異なります。この波長選択性を利用することで、目的の物質だけをピンポイントで加熱・加工・蒸散させることができます。

三つ目は「高い直進性と伝播性」です。可視光より波長が長いため、空気中の微粒子による散乱を受けにくく、特定の波長帯では大気による減衰も少ないため、長距離の測定や通信に適しています。

多彩な分野における赤外線レーザーの用途

赤外線レーザーはその熱特性や伝播特性を生かし、幅広い分野で活用されています。

産業・製造分野では、切断、溶接、マーキングなどの加工技術に不可欠です。二酸化炭素レーザー（波長10.6マイクロメートル）はアクリルや木材、樹脂などの非金属加工に優れています。一方、ファイバーレーザーやYAGレーザー（波長1.06マイクロメートル付近）は金属への吸収率が高く、自動車や精密機器の板金切断や微細溶接に多用されています。

情報通信・測定分野では、現代のインフラを支えています。光ファイバー通信では、ガラス内での損失が少ない1.3〜1.55マイクロメートル帯の近赤外線が用いられ、大容量の高速通信を実現しています。また、光で距離を測るLiDAR（ライダー）技術の光源として、自動運転車の周辺検知やドローン測量、スマートフォンの顔認証システムにも導入されています。

医療・美容分野では、水への高い吸収性を利用した炭酸ガスレーザーなどがレーザーメスとして用いられます。切開と同時に止血が行えるため患者の負担を軽減できます。美容皮膚科では、シミ・あざの除去や脱毛、肌質改善などに、波長ごとの吸収差を利用した治療が行われています。