レーザーミラーとは
レーザーミラーとは、レーザー光を反射するために設計された特殊なミラーです。
高い反射率と熱耐性を持つことが特徴であり、レーザー光のエネルギーを最大限に利用するために使用されます。レーザーデバイスや光学系においてさまざまな目的で使用されていますが、主な用途はレーザー光をビームの形で集光または伝播させることです。
レーザーデバイスから出力されるレーザー光はミラーによって反射され、所望の方向にビームを誘導することが可能です。また、レーザーミラーはレーザーの反射鏡としても使用されます。レーザー光は特定の波長やパワー範囲で生成されるため、通常のミラーでは熱による損傷が起きる可能性があります。
レーザーミラーは特定の波長や出力に対して高い反射率を持ち、さらに熱によるダメージを最小限に抑える特殊なコーティングや材料で製造されることが多いです。
レーザーミラーの使用用途
レーザーミラーはさまざまな分野・用途で使用される部品です。以下はレーザーミラーの使用用途一例です。
1. 製造業
レーザーカッティングやレーザーマーキングなどの加工プロセスで、重要な役割を果たしています。レーザーミラーは高い反射率と熱耐性を持つことが特徴であり、レーザービームを正確に誘導することが可能です。
レーザーカッターではミラーがレーザービームを素材上に集光し、切断を行います。レーザーマーキング装置ではレーザービームを焦光することで、マーキングや彫刻が可能です。また、レーザー溶接では素材上に集光して溶接プロセスを制御します。
2. 医療用途
レーザーミラーは医療分野でも広く活用されている部品です。レーザー手術においては、ミラーを使用してレーザービームを患者の体内に誘導します。
皮膚治療ではミラーを使用してレーザービームを正確に照射し、皮膚の病変や不要な組織を治療することも多いです。眼科手術では、ミラーがレーザービームを眼内に誘導し、眼の手術や治療を行います。
レーザーミラーは高い反射率と熱耐性を持つことから、レーザー光を効果的かつ安全に使用するために欠かせない要素です。
3. 通信
レーザーミラーは、光ファイバーや光通信の分野でも重要な要素です。光ファイバーは情報の高速伝送に使用され、その際にレーザーミラーは光信号の反射や誘導に使用されます。ミラーは光ファイバーの端部や分岐点で使用され、光信号を正確に制御することで高速・高品質の通信を実現します。
また、光通信ネットワークではミラーが光信号のルーティングや光スイッチングに使用され、信号の伝送や制御を助けることも多いです。
レーザーミラーの原理
レーザーミラーは反射層、基盤、保護コーティングなどで構成されます。
1. 反射層
反射層は、レーザービームを反射する役割を果たす部分です。一般的に、金属やダイオード蒸着などの高い反射率を持つ材料で覆われています。この層の厚さと材料の選択は、ミラーの特性や使用するレーザーの波長によって決まることが多いです。
2. 基盤
基盤は反射層を支持し、安定性を提供する役割を果たす部分です。一般的に、ガラスや金属などの剛性のある材料が使用されます。基盤の平坦性や耐熱性が重要であり、レーザービームの品質を保つために高い品質の基盤が選ばれることが多いです。
3. レーザーミラー
レーザーミラーは使用中に汚れや傷を受ける可能性があるため、保護コーティングが施される場合があります。このコーティングは、ミラーの表面を保護し、耐摩耗性や耐薬品性を向上させることが可能です。
レーザーミラーの種類
レーザーミラーはコーティングによっていくつかの種類が存在し、その特性や用途が変化します。以下は代表的なレーザーミラーの一例です。
1. 金属コーティング
金や銀、アルミニウムでコーティングされたミラーです。安価で広い波長帯域で使用することができます。
金は600nm以下、銀は400nm以下は透過させる特性があります。表面に傷が付きやすいのがデメリットです。
2. 広帯域誘多膜
広帯域で反射率の高いコーティングがされたミラーです。膜によって光が吸収されることがなく、多波長を用いたレーザー光源などに利用されます。
3. レーザー用誘多膜
特定の波長の反射率が高いコーティングがされたミラーです。短波長レーザーやハイパワーレーザーに用いられる最も一般的なレーザーミラーと言えます。また、膜が光を吸収しない点や膜が硬く傷つきにくい点もメリットです。
参考文献
https://www.geomatec.co.jp/products-and-solutions/optical-control/laser-optical-components/laser-mirrors/
https://www.global-optosigma.com/jp/category/opt/opt04.html
https://xn--wckwfybb4714bueo2su.com/