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誘導放出とレーザ　教科書　p187, p189

誘導放出：光の電界により励起状態から基底状態へ遷移することによる発光。入射光子と放出光子とで光子数は２倍になる。

レーザ：誘導放出が光吸収より多くなったときに正味の誘導放出がおきる。反転分布が必要。入射光子と、放出光子の位相がそろったとき、しきい値を超えレーザとなる。

レーザの種類：気体レーザ、固体レーザ、半導体レーザ

1. Ｑ　半導体レーザの説明で、屈折率nの分布が光ファイバーと同じといったがどういう意味か。(H2青木)→Ａ．光ファイバーにおいてはコアの屈折率がクラッドの屈折率より大きくなっています。半導体レーザにおいても、活性層の屈折率が、それを挟むクラッド層の屈折率より大きくなっています。これにより、効率的に光子が閉じこめられ、レーザ作用が起きやすくなっています。
2. Ｑ　レーザ通信でコヒーレント光による大容量通信の仕組み（Ｈ２木野村）→Ａ．レーザ光はコヒーレントで位相がきちんとしていますから、同軸ケーブルを伝わる電磁波と同じように変調したり多重化したりできます。（それとも、別にコヒーレント光通信というのがあるのですか？それでしたら専門外なのでよくわかりません。）
3. Ｑ　気体レーザ（３準位系）でフォノンの放出とはどういうことか。分子振動と言ったがブラウン運動と同じか（Ｈ２鳥海）→Ａ．分子におけるフォノンは、分子の回転や、たわみ、屈伸などの熱振動をさしています。ブラウン運動とは異なります。
4. Ｑ　レーザの位相が時間的・空間的にそろっていると言ったが、時間的にはそろっているが空間的にはずれているとか、その逆とかはあるのか。（Ｈ２鳥海）→Ａ．時間的・空間的にそろっているのは正確には分散がなく等方性の媒体の場合のみで、分散の強い系や異方性媒質を通過するときなどに空間的な位相の不均一が起きます。
5. Ｑ　レーザの位相がそろう理由がわからない（Ｈ２原嶌）→Ａ．放出光と入射光の２つの光子の間に相互作用が起きて、入射光の位相に無理矢理引き込まれるという現象が起きます。これには一種の非線形現象が関わっています。
6. Ｑ　Ｈ１のコースにレーザの研究をしている研究室はあるか（Ｈ１松川）→Ａ．以前に野田先生が光ファイバー通信を研究していたのですが、９年前から拓殖大学に移っておられます。
7. Ｑ　反転分布の作り方がよくわからない（Ｈ２宮川）→Ａ．要するに、落ちる分量以上に上げてやればよいのです。詳しくはレーザに関する参考書、専門書を読んでください。
8. Ｑ　誘導放出で２倍になるということは、入射光と全く同じ光子が出るということか（Ｈ２渕上）→Ａ．そう考えて差し支えありません。
9. Ｑ　レーザのさまざまな波長のエネルギーを１波長にまとめることはできないか。（Ｈ２阿部）→Ａ．共振器のＱを高めて１波長のみを発振させるとエネルギーはその波長に集中します。

1. Ｑ同じ面積を大きなセルを並べるのと小さなセルをたくさん並べるのとで出力は変わらないか（Ｈ２寺山）→Ａ．理想的なセルでは変わりませんが、実際問題としては、一般に小さなセルの方が大きなセルより効率が高いことが多いです。しかし、小さいセルでも１つ１つ枠がついたりすると有効面積が減って予想通りの出力は出ないようです。