ブレークスルー

[平川千葉さん]

Ｘ線レーザーとは
レーザーカラス撃退遷移のエネルギーギャップの大きさは波長に反比例するため、Ｘ線レーザーの媒質としてエネルギーギャップの大きな遷移の得られる高密度多価高電離プラズマが用いられる。代表的な反転分布生成機構としてレーザー照射時の加熱相で反転分布の生じる電子衝突励起、レーザー照射後のプラズマの冷却に伴っておこる3体再結合による再結合励起、Ｘ線光子による光励起、光イオン化がある。反転分布の生成するプラズマを望みの形状（一般には細長い円柱状）に生成するため、時間・空間的に高度に制御された高出力レーザー光を固体または気体に集光照射することになる。

レーザー作用をする高電離プラズマ発生部とプラズマ発生用照射レーザーを示す。Ｘ線レーザーポインターでは通常増幅媒質内部で生じる自然放出光がそのまま指数関数的に増幅されて、その両端から出てくる。このようなプロセスを自然放出光増幅と呼び発散角数mradの鋭い指向性を有する誘導放出光が発生する。その意味でこの過程はＸ線レーザー発振と呼ばれている。発生したＸ線レーザービームは、示すようにＸ線レーザー光軸上に配置されたＸ線回折格子分光器で波長分解され誘導放出光の波長およびビーム発散角が測定できる。

これまでに実現されたプラズマＸ線緑色レーザーポインターの最短波長は、3nmであり軟Ｘ線域の広い範囲にわたっている。Ｘ線レーザービームの輝度（単位面積、単位時間、単位立体角、単位スペクトル幅あたりに放射される光子数）は1026（光子数/mm2×秒×mrad2、0.01％スペクトル幅）にも及び、超大型シンクロトロン放射光装置のアンジュレーターラインで放射されるＸ線の輝度に比べても6～7桁高い。ここで単位スペクトル幅とは、Ｘ線レーザーの波長広がりの中心波長に対する割合のことである。

http://dayviews.com/cheapj/522136827/

逆に半導体レーザーは、当初は他のレーザーと比べて『高出力化』や『短波長化』が難しいとの大きな弱点がありました。
『短波長化』の研究はレッドの波長からグリーンなどは素っ飛ばされて、一挙にブルーが主流となりました。（だから狭間であるグリーンの波長の、レーザーポインター 野外用のグリーン半導体レーザーが存在しないのです・・・）

ブルーなどの短波長を発振させる為には2.6eV以上と言う高いバンドギャップが必要なのですが、その様な半導体であるGaNの成長は極めて難しく、なかなか実用化への道のりは険しかった様です。
しかし日本を中心としたブレークスルーが起き、このブルー半導体レーザーは『Blu-Ray Disc』などの革命的な製品を誕生させたのです。

従来のDVDの容量は4.7GBだったのですが、Blu-Ray Discの２層（12cmタイプ）では飛躍的な50GBと、何と一挙に10陪以上の容量が実現したのです！

猫用レーザーポインター今やTVは大画面で高精細なハイビジョン映像が主流であり、その様な巨大な動画はBlu-RayDiscでもたったの４時間しか（も！？）録画出来ないのですので、ブルー半導体レーザーが無かったら一体どうなってたのでしょうか・・・？（まあHDDが勝利しただけでしょうが）
そして短波長化以外の『高出力化』や『超寿命化』などの課題を次々とクリアーして行くのです。