産業用レーザーは、使用するレーザー媒体や構造、発振波長、励起源の違いにより、大きく4種類に分類されます。レーザー媒体とは、励起光のエネルギーをレーザー光に変換する原子を含む物質のことで、媒体によってレーザーの種類が分類されます。
1:固体レーザー:一般的にはYAGレーザーとYVO4レーザー、YAG、YVO4結晶化を利用したレーザー媒体。
2:ガスレーザー:CO2ガスを媒体とするCO2レーザーが広く使用されています。
3:半導体レーザー:活性層(発光層)構造を持つ半導体を媒体とするレーザー。
4:ファイバーレーザー:文字通り光ファイバーを媒体として利用する、21世紀に普及したレーザーの一種。
半導体レーザー
異なる材料の半導体結晶を重ね合わせて活性層(発光層)を形成し、光を発生させます。その光は両端の一対の鏡の間を往復することで増幅され、最終的にレーザーを生成します。

ガスレーザー(CO2レーザー)
CO2レーザーは、CO2ガスを媒体とするレーザーです。CO2ガスを充填した管の中に、放電を発生させる電極板が配置されています。電極板は外部電源に接続されており、励起源として高周波電力を供給できます。電極間の放電によりガス中にプラズマが生成され、CO2分子が励起状態となり、その数が増えると励起されて放射を始めます。

固体レーザー(YAGレーザー、サイドポンピング方式)
YAGレーザー(サイドポンピング方式)は、イットリウムアルミニウムガーネットの結晶にネオジムを添加したYAG結晶をレーザー媒体とした固体レーザーです。レーザーは、YAG結晶の軸と平行な両側の励起LDと、共振器を形成する一対のミラー、その間のQスイッチから構成されています。金属のマーキング、切断、彫刻、溶接などに用いられます。

固体レーザー(YVO4レーザー、サイドポンピング方式)
YVO4レーザーは、YAGと同様にネオジムを添加したイットリウムバナデート結晶であるYVO4結晶をレーザー媒体とした固体レーザーです。YVO4結晶の端面から励起光を一方的に照射してワイパーを形成する一対のミラーを使用し、その間に結晶とQスイッチを配置して構成しています。高品質なレーザー光を出力できます。

ファイバーレーザー
ファイバーレーザーは光ファイバーを媒体として、長距離通信用の断続増幅技術を高出力レーザーに発展させたものです。ファイバーは中心の光を伝送するコアと、そのコアを同心円状に覆う金属クラッドから構成されています。ファイバーレーザーは、このコアをレーザー媒体として光を増幅します。
ファイバーレーザーは、一般的にレーザーダイオード(Seed LD)で発生したシード光と呼ばれるパルス光を2台以上のファイバーアンプで増幅して構成されます。励起用のLDには単管エミッター(発光層用1台)のLDが多数搭載されており、各LDの出力が低いため熱負荷が低く、長寿命を実現できるという利点があります。また、LDの個数が多いほどレーザーの高出力化が実現できます。ファイバーレーザーは高効率で発振し、固体レーザーやガスレーザーに比べて消費電力も少なくなっています。

増幅用光ファイバー(プリアンプ、メインアンプ)は、コアと2層の金属クラッドからなる3-層構造です。励起光は内側の金属クラッド(インナークラッド)とYb添加コアに入り、コア内の原子を励起状態に移行させます。レーザー光はコア内に閉じ込められながら進み、励起原子によって増幅され、媒体内を進むほど強くなります。固体レーザーやガスレーザーとは異なり、光は一方向に移動し、往復しません。










