レーザーポインタの原理は？

レーザーポインタってありますよね？あれって結構離れた所でも、スポット光が当たっていますが、どういう原理なのでしょうか？
平行光だというのはわかりますが、空気中では光の減衰などは無視できるものなのでしょうか？特に強い光が出ているようにはみえないので、何か効率をあげる工夫があると思うのですが、もし詳しい方がいらっしゃいましたら、教えてください。

No.6 ベストアンサー 回答者： First_Noel 回答日時： 2003/05/01 11:27

＃４です．

コリメートレンズとは，コリメートする為のレンズです．
コリメートは「collimate」で，「平行にする」と言う意味です．
コリメートするモノを，コリメータと呼びます．

レンズは，ひとつの焦点を持ちます．
その焦点に「点」の光源を置くと，反対側から「完全に平行」な
ある程度のスポット径を持つ光束が出ます．

実際には「点光源」を作ることは不可能でして，
ＬＤ素子の光を出す部分は，小さいけれど，有限な大きさを持っています．
その為，コリメータから出た光は平行に近いけれども，完全には平行にはなりません．

この回答へのお礼

どうもありがとうございました。

お礼日時：2003/05/04 10:16

No.7 回答者： sailor 回答日時： 2003/05/03 12:38

いくらレンズで絞っても、位相の不ぞろいな光ではレーザーのような収束は得られません。

距離が離れるほど産卵してしまいます。

この回答へのお礼

どうもありがとうございました。

お礼日時：2003/05/04 10:15

No.5 回答者： sailor 回答日時： 2003/04/30 21:54

レーザーは平行光ではありません。

レーザーとは波長と位相が整った光のことです。ここで重要なのは位相が整っていると言うことです。単に波長だけがそろった光はレーザーでなくともできますが、これではレンズによって収束しても位相のずれのために干渉が起こり拡散してしまいます。両方がそろっていることで初めて高度な収束が得られるのです。もちろん空気中のチリやその他の要因で拡散は起こしますが、通常の光のように自ら拡散してしまう性質がないので遠くまで小さなスポットを維持できるのです。真っ暗な部屋でレーザーポインターを使うと、光の通り道が見えますが、これはレーザーが空気中で外的要因によって拡散している証拠です。もし拡散がまったくなければこれは見えないはずです。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
追加質問があります。位相もそろっていないと拡散してしまう、という事ですが、では、位相がそろっていない通常のＬＥＤなどで、スポット光を得る為にはどうすればよいのでしょうか？平行光だと拡散してしまうので、距離を固定して、レンズなどで絞るしかないのでしょうか？

補足日時：2003/04/30 23:56

No.4 回答者： First_Noel 回答日時： 2003/04/30 13:45

レーザーポインタのような低出力のレーザーは，

レーザーダイオード（ＬＤ）から発振されます．

レーザーの発振原理については，「レーザー　発振」とかで
検索されますとあるかと思います．

このままでは広がる光束ですから，ＬＤ直後に
コリメートレンズを配置して，広がる光束を準平行光にします．

これで，レーザーポインタの出来上がりです．

ただ，波長に依存した回折限界と言うものがあり，
それ故，コリメートレンズで完全に平行光にすることは出来ません
（光源は厳密に点焦点ではなく，ある程度広がりがあるため）ので，
たぶん１０ｍ以上離れると，スポットが大きくなっているのが分かります．

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
追加質問があるのですが、コリメートレンズというのはどのようなものなのでしょうか？

補足日時：2003/04/30 23:50

No.3 回答者： gura_ 回答日時： 2003/04/30 00:57

　理由は、スポットが懐中電灯などと比べてビームが絞れる(広がらない)からです。

　・・・指向性が強い↓
http://member.nifty.ne.jp/sfx/flash/nonframe/gai …

　空気中では光の減衰は無視できるほど少ないと考えて良いと思います。
　雲や霧が無いと、三重や福島からも300km先の富士山が見えるからもご理解頂けると思いますが。

参考URL：http://member.nifty.ne.jp/sfx/flash/nonframe/gai …

この回答へのお礼

ありがとうございました。レーザーのしくみがよくわかりました。

お礼日時：2003/04/30 23:45

No.2 回答者： mizutamari32ko 回答日時： 2003/04/30 00:26

これは、波長の問題ですね。

波長が長いか短いか。

私には、ここまでしかわかりません。
後は、専門家のかた、よろしく。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2003/05/01 00:06

No.1 回答者： PAPA0427 回答日時： 2003/04/30 00:24

普通のレーザーですよ。

レーザーは位相がそろってるので、長距離に届きます。

確かに、空気中では減衰しますが、それは破壊兵器として使用する場合の話です。

ご質問のレーザーポインタを使用する場合、離れていても１０ｍ前後でしょう。なんら問題ありません。

ライフルの照準装置として使われているもは１Ｋｍ２Ｋｍ届きますし、戦闘機につかわれているものはもっとレンジが広いです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2003/05/01 00:05