レーザー照射強度計算をしているのですが,私の計算結果では値が大きすぎる感じがしており,とても不安です。お手数ですが,以下の計算方法で正しいかどうかを確認していただきたいと存じます。どうかよろしくお願いいたします。

レーザー光の条件を,
  波長          λ = 775 (nm)
  パルスの半値全幅    τ = 150 (fs)
  繰り返し周波数     f_r = 1000 (Hz)
  平均パワー       E_ave = 700 (mW)
  ビーム径        φW = 10 (mm)

とします。このパルスレーザー光を
  焦点距離        f = 150 (mm)

のレンズで集光し,最も高エネルギーの部分におけるレーザー照射強度を計算します。

まず,回折限界の式からスポットの面積 A_f を求めます。
  焦点でのスポット径   W_f = 4λf/πW = 14.8 (μm)
  焦点でのスポット面積  A_f = π(W_f/2)^2 = 1.72×10^-6 (cm2)

次に,単パルスエネルギーを計算します。
  単パルスエネルギー   E_p = E_ave / f_r = 0.700 (mJ)

よって,単パルスレーザー照射強度 E_pa およびレーザー照射強度 E は,
  E_pa / A_f = 409 (J/cm2)
  E = E_pa / τ = 2.71×10^15 (W/cm2) = 2710 (TW/cm2)

となります。…といいたいのですが,この値は余りにも大きく,かなり不安です。ちなみに,このレーザーは実際に存在し,この集光条件では音とともに名刺に穴があきます。

もしかしたら,フェムト秒レーザー特有の現象などを考慮に入れないといけないのでしょうか? どなたかご指摘をお願いいたします。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (1件)

Ti-Sレーザですね。


集光すると、大ざっぱにそんなもんです。はい。
たとえば、Q-SW YAG(20nsec位のパルス巾)でも、集光すれば数GW/cm2程度は出せます。
フェムト秒レーザだとその1万倍以上になりますからね。

面積の見積は、Ti-SレーザのプロファイルがTEM00であれば、ガウシャンピームとして扱い、
集光サイズ = W*f/Z /sqrt[1+(f/Z)^2]
Z = π*W^2*n/λ/f
の0次ガウシャンビームのサイズで評価した方が正確だと思いますよ。
(でも見積数値のオーダを大きく変えるほどではありませんが)

そう言う数値を見ると怖くなりますよね。取り扱いには十分注意しましょうね。
775nmだと目には見えにくいですから、レーザ保護眼鏡を忘れずにしましょう。

では。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。安心いたしました。

お礼日時:2002/03/21 21:54

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

QWiiでゲームキューブのソフトをプレイする時

Wiiのコントローラについて教えてください。
ゲームキューブのソフトを購入しようと思っていますが、ゲームキューブのソフトをクラシックコントローラでプレイすることは可能ですか?ゲームキューブ用のコントローラを購入して本体に接続しなくてはいけないのでしょうか。
(もしクラシックコントローラが利用できるとしたら)ゲームキューブ用のコントローラとクラシックコントローラを同時に利用して2人用のゲームは可能でしょうか。

ゲームキューブ用のソフトのセーブは本体内のメモリを使えますか?それともゲームキューブ用のメモリを買わなくてはいけませんか?

Aベストアンサー

ゲームキューブ用ソフトを遊ぶ場合は、Wiiリモコンは使えなくなり、
Wiiリモコンにつなげる拡張コントローラも使用できません。
クラシックコントローラもそれに含みます。
もちろん、ゲームキューブ用の2P用コントローラとしても使えません。
コントローラは、ゲームキューブ専用の物を使用してください。

メモリですが、これはゲームキューブ専用のメモリーカードが必要です。
ゲームキューブ用のセーブデータは、本体にセーブしたり、
SDメモリーカードにコピーする事はできません。

あと、ゲームキューブの周辺機器は、GBAケーブルなど、
コントローラポートやメモリーカードスロットにつなげられる物なら使用可能です。
ご存知とは思いますが、ゲームボーイプレーヤー等は使用できません。

QF(r)=f(r)r/r のときF(x)=f(r)x/rとなる理由

時間があるので大学1年の物理を再度、深く勉強しなおしているのですが、教科書に当たり前のように書いてあることが分からなくて、しかも聞ける人もいないので質問させていただきました。

教科書の 「中心力F(r)=f(r)r/r が保存力か調べる」とあり(最後のr/rとは位置ベクトルrの単位ベクトルのことです)そのすぐ次の行には「F(x)=f(r)x/rとなるので…」と説明が始まってます。なぜF(x)がこのように求まるのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

keyguy さんのご回答の通りと思うのですが,
もう少しわかりやすく書いてみますか.

keyguy さんご指摘のように,ベクトルとスカラーの表記に問題があります.
ベクトル r を 【r】 のように書くことにします.

(1)  【F】(【r】) = f(r)【r】/r
ということですね.
x,y,z 方向の単位ベクトルをそれぞれ 【i】【j】【k】とすれば
(2)  【r】= x【i】+ y【j】+ z【k】
です.
つまり,(1)(2)を合わせてみると,
(3)  【F】(【r】) = f(r)x【i】/r + f(r)y【j】/r + f(r)z【k】/r
になっていて,これは【F】の x 成分が
(4)  f(r)x/r
であることを示しています.

QゲームキューブとWiiの違いについて

最近、ゲームキューブのゲームをやりたくなったのですがゲームキューブを持っていないことに気がつきました。ただ、調べるとWiiでもできることが分かったのですが、

1.ゲームキューブのゲームをゲームキューブで遊ぶのWiiで遊ぶのとでは何か違いはありますか?

2.ゲームキューブを買う必要(買った方が良い)はありますか?

後、どうでもいい質問ですが、
3.ネット通販にあるゲームキューブの中古は基本動作するものですか?

初めてなので、読み辛いところもありますがよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

①Wiiでプレイする場合でもGCのコントローラやメモリーカードを使うので大差はありません。
 ですが、コントローラを別途購入する必要があるということでもあります。

②本当にGCだけを遊びたいのであれば、起動が速くて安いGCがよいでしょう。
 GBAプレイヤーを増設すればGBA, GB, GBC のソフトもプレイできます。
Wiiの場合はWiiを起動⇒GCのソフトを起動と間に一つ手間が挟まったり、そもそも操作が面倒です。
WiiはWiiとGCのソフトがプレイ可能ですのでWiiのソフトが気になるならWiiが無難ですね。

③動作しないものは基本的に「ジャンク品」と書いてあるはずです。
 任天堂のハードは他社に比べて頑丈(シンプル)ですので、大体は動くと思います。
 とは言え、古いハードですので壊れたらハズレと思って買いなおす覚悟も必要です。まあ安いですし。

※ゲームキューブ = GC

余談ですが
GCはガチャフォース、Wiiはレギンレイヴとゼノブレイドが好きです^-^

Q窒素レーザーの光のパルスを電気のパルスに変換することはできるのでしょう

窒素レーザーの光のパルスを電気のパルスに変換することはできるのでしょうか?
できるとしたら何のセンサを使うのでしょうか?そして その電気信号をパソコンに転送することはできますか?
教えてください お願いします

Aベストアンサー

レーザ光の波長(337nm)だけなら普通の Si フォトダイオードで検出可能です。337nm での感度は可視光より数分の1に落ちる程度なので問題ありません [1]。問題は応答速度です。窒素レーザのパルス幅は数百psから1ns程度ですが、普通のSiフォトダイオードでこのような狭い幅のパルス光を受けても、応答速度がそれより遅い [2] ので、出力される電気信号がなまってしまい、ピークパワーが測定できません。

測定するのがレーザ光のピークパワーでなく、平均パワー(デューティーサイクル×ピークパワー)でいいのであれば、フォトダイオードの出力信号を、ローパスフィルタなどで平均化して、DC電圧として測定する方法があります。フォトダイオードにレーザ光を直接入れると、光パワーが大きすぎてフォトダイオードが飽和してしまうので、ビームスプリッタやNDフィルタなどでフォトダイオードに入射する光量を減衰させるか、光学部品からの散乱光を受けるのがいいと思います。散乱光を使う方法では平均パワーの絶対値が分からなくなりますが、相対値でよければ(変動を見るだけであれば)散乱光を使う方法が簡単です。

[1] ここ(http://jp.hamamatsu.com/resources/products/ssd/pdf/tech/si_pd_technical_information.pdf)の4ページの図2-7に感度が出ています。受光感度というのは、フォトダイオードに 1W の光パワーが入ったときの出力電流(A)を表しています。パルスレーザのピークパワー(W) は、レーザ光の出力 (J)/パルス幅(s) になります。平均パワー(W)は、ピークパワー(W)×パルス幅(s)×繰り返し周波数 (Hz)です。
[2] [1] の5ページの図3-2が応答速度(遮断周波数)の例です。遮断周波数が 1GHz なら数ns程度の応答速度になります。

レーザ光の波長(337nm)だけなら普通の Si フォトダイオードで検出可能です。337nm での感度は可視光より数分の1に落ちる程度なので問題ありません [1]。問題は応答速度です。窒素レーザのパルス幅は数百psから1ns程度ですが、普通のSiフォトダイオードでこのような狭い幅のパルス光を受けても、応答速度がそれより遅い [2] ので、出力される電気信号がなまってしまい、ピークパワーが測定できません。

測定するのがレーザ光のピークパワーでなく、平均パワー(デューティーサイクル×ピークパワー)でいいの...続きを読む

Qゲームキューブについて。

こんにちわ。
バイオハザードコードベロニカをプレイしようと思ってPS2を買いました。
その2日後、PS2が値下がりしました・・・(涙)
しかも、今後のバイオシリーズはゲームキューブでしか出さないという噂も・・・。
現在25000円で売り出し中の、キューブを買おうか悩み中です。
なので教えて頂きたいのです。
・ゲームキューブは近々値下げするようなことがありますか?
・東京都内でキューブ(新品)はいくらぐらいで売り出されていますか?
・キューブはゲームをする以外に、DVDを見られたりとかいう特典はありますか?
・キューブを買うならピクミンと森の動物~を買おうと思うのですが、それ以外におすすめのソフトはありますか?

いずれかの質問に、答えられるというかた、お待ちしております。

Aベストアンサー

>今後のバイオシリーズはゲームキューブでしか出さないという噂も・・・
 現時点ではそうですね。 4・5が発売したらまた変わるかも知れません。

>・ゲームキューブは近々値下げするようなことがありますか?
 私見ですが、Xboxが約35000円と考えると今しばらくは下がらないのでは?と思います。

>・キューブはゲームをする以外に、DVDを見られたりとかいう特典はありますか?
 DVDで見る機能は任天堂発売のものにはついていません。#1さんのいうように松下電器さんから一万円高で発売されています。
特典は、GBAをキューブのコントローラーとして使える、って事でしょうか。しかし現在、その為のコードが出ているかはわかりません。

P.S#2の同梱パック
 任天堂は基本的にキューブのターゲットを子供や家族にしているイメージがあるので、
パックにするなら、普通のおまけのついた限定版ってやつが出てきそうな気がします。

Q連続レーザーとパルスレーザーの違い

連続レーザーとパルスレーザーの違いは言葉の通り、連続的なものと瞬間的なものの違いだけなのでしょうか?

Aベストアンサー

そうです。

どんな点にご注目しているのかわかりませんが、レーザーの出力が1Wの連続レーザーと1Wのパルスレーザーでは、出力も同一になります。

ただ、瞬間的な光強度は発光している時間の短いパルスレーザーの方が大きくなります。それ故、平均出力は低くてもよいから、瞬間的な出力が欲しい場合はパルスレーザーが使われます。

Qwii対応ゲームキューブソフトについて

子供がwii対応のゲームキューブソフトを購入してきました。ソフトはマリオのサッカーです。ゲームキューブはありません。コントローラですが、ゲームキューブで使用するコントローラじゃないとwiiで遊べないのでしょうか? wii専用のクラッシックコントローラで遊べるものと思い接続しましたが、できませんでした。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ゲームキューブソフトは、クラシックコントローラでは遊べないようです。

http://www.nintendo.co.jp/wii/q_and_a/062.html

前までは、どのゲーム雑誌ゲームでもクラシックコントローラで遊べると書いてありましたが、
最近になってからクラシックコントローラでは遊べないという記述に変わってきました。

QE/ρ,(E^1/2)/ρ,(E^1/3)/ρについて教えて下さい!!

 材料について勉強しているのですが、E/ρ,(E^1/2)/ρ,(E^1/3)/ρの意味及び使い分けが分からなくて困っています。
 E:ヤング率、ρ:体積密度です。どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

E/ρ、 E^(1/2)/ρ、 E^(1/3)/ρ

これらの式、どんなところで使われていましたか ?
何を求めるときに出てきた式でしょうか ?

不勉強かも知れませんが、私には心当たりがありませんので。

Qゲームキューブコントローラーを使った場合の操作性

wiiのスーパーマリオをゲームキューブコントローラーで遊びたいと考えているのですが
シェイクやチルトなどの操作は
ゲームキューブコントローラーでも行うことができるのでしょうか?

wiiのシェイクやチルトなどの操作はゲームキューブコントローラーのどのボタンに対応していますでしょうか?

Aベストアンサー

ゲームソフトに書いてありますが、ゲームキューブのコントローラは使うことはできません。
リモコンを使ってください。

Q周期T、周波数f、T=20[ms]のf=50[Hz]

T=20[ms]のf=50[Hz]とあります。
T=1/fを使い、秒を分にすればいいと考えたんですが、50[Hz]になりません、どう計算するのでしょうか?

Aベストアンサー

msとはミリ秒、つまり1/1000秒のことです。
秒に換算すると、20/1000=1/50秒
f=1/T=1(1/50)=50Hzとなります。


人気Q&Aランキング

おすすめ情報