息抜き落書き

レーザーの仕組みはとってもカンタン★
1.コヒーレント光という、波長と位相の揃った光を作る。なるべく強力なのがよい。
2.1で作った光を収束して発射する。
これだけである。
もっと詳しく言うと、
1.普通の鏡とレンズ的な鏡の二つで構成される光共振器という装置の間に、媒質を挟む(媒質はガスとか個体とかいろいろ)
2.媒質に電気とかのエネルギーを浴びせ、それに含まれる原子をイオン化ギリギリの状態(励起状態)にする
3.原子の励起状態はすぐに収まるが、収まる際に光を放つのでそれを他の励起状態の原子に当て、励起状態のエネルギーを吸収させて光のエネルギーを増幅する(別名、誘導放出)。
4.3を繰り返して増幅しまくった光をレンズ的な鏡で収束し、発射する。
という事である。

レーザーを発振する際には、当たり前だがエネルギーのロスが発生する。
レーザーの出力は、発振方法にもよるが大体使用電源の電力の3%〜15%(固体レーザー)、効率が良くても30%(ファイバーレーザー)50%(ガスレーザー)程になる。
そう考えるとアニメのレーザーのエネルギー効率すげーな!;

一般的なレーザーの出力は
W(出力)=J(エネルギー)/s(秒)
で求められる。
Wからエネルギーを求めるには
Wにsを掛けてやればいい。

レーザーは高いエネルギーを持っているので、使い方と出力次第では高熱を発生させられる。
その高熱を利用して

• 溶接
• レーザーメス(切ると言うより焼き切る使い方)
• レーザーカッター(レーザーの熱で物質を溶断する)
• レーザー兵器(いわば光線銃、しかしアニメみたいに一瞬で射貫いたり照射した物体が爆発したりはせず、照射した物体を燃焼させてダメージを与える)

などに使われる。

また、その直進する性質から上の目的のものに比べ比較的低出力のレーザーが

• レーザーポインター
• レーザーサイト

などの遠くの物を狙ったり示したりするのに使われる。

ほかにも

• 光通信(レーザー)
• スキャナーのスキャン(普通の光センサーと同じく反射、つまり当たった部分が光るまでの時間で距離や形を調べる)

などにも使われる。
ここらへんは普通の光と一緒だが、収束されている故に精度は高い。

レーザーは強いエネルギーを持っており、目に入れると網膜を焼き切られて失明する可能性もある。
もちろん、低出力でも普通の光よりエネルギーが強いので目に入れたら危険なのは変わらない。レーザーを扱うときには用心しよう。

日本では、JISによりレーザーの安全性の基準が定められている。
クラスが低いからといって安全と言えるわけではないので注意。

• クラス1

基本的に安全なレーザー。でも目に入れても安全というわけではなく、
目に直接あたってしまうと強いショックが与えられ視覚に障害が残る場合もあるので注意。

• クラス1C

クラス1扱いだがエネルギーは3〜4クラス。主に医療用/美容用。

• クラス2

基本的に瞬きによりガードできるレベルのレーザー。
このあたりから目に入れるとかなりの確率で視覚に障害が残る。

• クラス3B/クラス3R

目に入れるとほぼ確実に失明するレベルのレーザー。RはB程のエネルギーはないが充分危険。
Bクラスだとちょっとしたものなら燃やせるぐらいのエネルギーがある。取り扱い注意。

• クラス4

人体に照射されると皮膚が火傷したり目に入ったら確実に目が潰されるレーザー。
危険なので取り扱いには細心の注意を払おう。