光とレーザーレーザーは、1960年代に出現した最も重要な科学的および技術的成果の1つでした。それは急速に発展し、国防、生産、医学、非電気測定などのさまざまな側面で広く使用されてきました。通常の光とは異なり、レーザーはレーザーによって生成される必要があります。レーザーの作動物質の場合、通常の条件下では、ほとんどの原子は安定した低エネルギーレベルE1にあります。適切な周波数の外光の作用下で、低エネルギー準位の原子は光子エネルギーを吸収し、励起されて高エネルギー準位E2に遷移します。光子エネルギーE=E2-E1 = hv、ここでhはプランク定数、vは光子周波数です。逆に、周波数vの光が誘導されると、エネルギー準位E2の原子はより低いエネルギー準位に遷移してエネルギーを放出し、誘導放出と呼ばれる光を放出します。レーザーは最初に作動物質の原子を高エネルギーレベル（つまり反転分布）で異常に生成します。これにより、誘導放出プロセスが支配的になり、周波数vの誘導光が増強されて通過できるようになります。並列ミラーアバランシェタイプの増幅は、レーザーと呼ばれる強力な誘導放出を生成するために形成されます。

レーザーには3つの重要な特性があります。

1.高い指向性（つまり、高い指向性、光速の小さな発散角）、レーザービームの拡大範囲は数キロメートルからわずか数センチメートルです。

2.単色性が高く、レーザーの周波数幅は通常の光の10分の1以下です。

3.レーザービームの収束により、高輝度、最高温度数百万度を発生させることができます。

レーザーは作動物質に応じて4種類に分類できます。

1.固体レーザー：その作動物質は固体です。一般的に使用されるのは、ルビーレーザー、ネオジムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネットレーザー（つまり、YAGレーザー）、およびネオジムガラスレーザーです。それらはほぼ同じ構造を持ち、小さく、頑丈で、高出力であるという特徴があります。ネオジムガラスレーザーは現在、パルス出力が最も高く、数十メガワットに達するデバイスです。

2.ガスレーザー：その作動物質はガスです。現在、さまざまなガス原子、イオン、金属蒸気、ガス分子レーザーがあります。一般的に使用されているのは、二酸化炭素レーザー、ヘリウムネオンレーザー、一酸化炭素レーザーで、通常の放電管のような形状で、出力が安定し、単色性が高く、寿命が長いが、出力が低く、変換効率が低いという特徴があります。

3.液体レーザー：キレートレーザー、無機液体レーザー、有機色素レーザーに分けられますが、その中で最も重要なのは有機色素レーザーであり、その最大の特徴は波長を連続的に調整できることです。

4.半導体レーザー：比較的若いレーザーであり、より成熟したレーザーはGaAsレーザーです。高効率、小型、軽量、シンプルな構造が特徴で、飛行機、軍艦、戦車、歩兵の輸送に適しています。距離計や照準器にすることができます。ただし、出力電力が小さく、指向性が悪く、周囲温度の影響を大きく受けます。

レーザーセンサーアプリケーション

レーザーの高指向性、高単色性、高輝度の特性を利用して、非接触の長距離測定を実現できます。レーザーセンサーは、長さ、距離、振動、速度、向きなどの物理量の測定や、大気汚染物質の欠陥の検出と監視によく使用されます。

レーザー長さ測定：

長さの正確な測定は、精密機械製造業および光学加工産業における重要な技術の1つです。現代の長さ測定は、主に光波の干渉現象を利用して行われており、その精度は主に光の単色性に依存します。レーザーは最も理想的な光源であり、過去最高の単色光源（クリプトン86ランプ）よりも10万倍純粋です。そのため、レーザー長の測定範囲が広く、精度が高くなります。光学原理によれば、単色光の最大測定可能長さＬ、波長λ、およびスペクトル線幅δの間の関係は、Ｌ ＝λ／δである。クリプトン86ランプで測定できる最大長は38.5cmです。長いオブジェクトの場合、セクションごとに測定する必要があるため、精度が低下します。ヘリウムネオンガスレーザーを使用すると、最大数十キロメートルの測定が可能になります。通常、長さは数メートル以内で測定し、その精度は0.1ミクロンに達する可能性があります。

レーザー測距：

その原理はラジオレーダーと同じです。レーザーをターゲットに向けて発射した後、その往復時間を測定し、光速を掛けて往復距離を求めます。レーザーには指向性が高いという利点があるため、