Last-modified: 2016-03-23 (水) 19:45:00 (515d)

【レーザー】(れーざー)

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (誘導放出による光増幅)

波長と位相を揃えて放出された、直進する単色の光。「コヒーレント光」とも。

自然な状態での光は様々な波長・位相がバラバラに集まったものである。
よって、自然光は反射などで拡散し、様々な色、様々な方向に広がっていく。
光が持つこの性質は(乱雑に表現すれば)特定の波長・方向からしか放出されない鏡の中に閉じ込めれば封殺できる。
そうして放出された、単色・指向性で波長が一定の光を「レーザー光」「コヒーレント光」と呼ぶ。

実際の所、光は物体に当たって反射する度にエネルギーを減衰させていく。
よって、レーザーを安定的に放出するためには電気的・化学的な増幅処理が不可欠である。

レーザー光は他からの妨害や障害を受けにくい反面、放出そのものの制御は精密に行える*1
そうした性質のため、通信・観測をはじめとする用途に広く利用されており、レーザー技術は現代工学における基幹技術の一つとなっている。
一例を挙げれば以下のような用途に利用されている。

  • 測量機器
  • 非破壊検査
  • 顕微鏡
  • 核融合炉
  • 光学記録媒体(CD・DVD・BDなど)に記録されたデータの読み取り
  • 光ファイバー通信の信号伝送
  • 画像読み取り(スキャナー・ファクシミリ・コピー機・バーコードリーダーなど)
  • 印刷(レーザープリンター・コピー機)
  • 溶接・切断・研磨*2
  • 射撃競技・訓練用具または遊具(ビームライフル(ピストル)

兵器としての利用

レーザー光は光量が一点に集中する性質上、照射に伴う熱も一点に集中する。
低出力のレーザーでも生体組織の焼灼が可能で、高出力では溶接も可能なほどの熱量に達する。

基本的に無害とされるレーザーポインター*3でさえ、人間の眼球組織を破壊し得る。
なお、1995年に採択された「特定通常兵器使用禁止制限条約」及び1996年のジュネーブ協定により、人の視力を奪うレーザー兵器の使用は禁止されている。

こうした特性を直接的に兵器転用し、レーザー光の熱で目標を破壊する「レーザーガン」も開発が行われている。
アメリカでは実際に弾道ミサイル迎撃用のMIRACLAL-1、戦域防空用のTHEL?といったシステムが作られている。

しかし、レーザー発振装置は装薬に比して火力効率が悪く、実用レベルまで装置を小型化するめどが立っていない*4
また、常に直進するレーザー光の性質上、長射程火砲に必須の要求である間接砲撃を実施できない*5
銃弾・砲弾と比べて大気との衝突によるエネルギー減衰が多大であるため、悪天候による影響を如実に受けてしまうと言う問題もある。

そのため、いまのところ、レーザー兵器が火砲やミサイルに代わる物理的破壊装置として使用される目処は立っていない。

関連:セミアクティブレーザー誘導 AL-1 対戦車ミサイル 誘導爆弾


*1 現在までの所、レーザーはナノ秒・フェムト秒単位で点灯・消灯を管理できる唯一の光源である。
*2 医療用として、生物的損傷を最小限に留めつつ人体を切断・研磨する用途にも用いられる。
*3 壁や障害物などの一点だけをレーザーの光で照らして位置を指示する器具。
  レーザーの直進性と視認性の良さを利用したもので、銃の照準器としても使われる。

*4 航空機に搭載するシステムであるAL-1でさえ、発振装置は超大型貨物機B747Fキャビンをまるまる占拠してしまうほどの大面積を要していた。
*5 人工衛星にレーザー砲を搭載すれば地球上のどこでも狙撃できる、という提案もある。
  しかしこれも装置の小型化ができない関係上、ペイロードなどの問題から実用化に至っていない。


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