1. レーザー光の特徴
　2. レーザー材料とエネルギー準位
　3. 自然放出と誘導放出
　4. 反転分布
　5. 光共振器とレーザー発振条件
　6. 入出力特性
　7. 横モードと縦モード

レーザー光は自然界には存在しない、人工的な光です。では、どうやったらレーザー光を作ることができるのでしょうか。本セミナーでは、レーザー光の特徴を踏まえたうえで、レーザー光発生に必要な要素について、順序立てて詳しく解説します。さらに、レーザーの動作特性としてまずは知っておきたい基礎についても紹介します。
　1. レーザー光の特徴
　2. レーザー材料とエネルギー準位
　3. 自然放出と誘導放出
　4. 反転分布
　5. 光共振器とレーザー発振条件
　6. 入出力特性
　7. 横モードと縦モード

光技術は、身近には光通信やDVD、ディスプレイ、バーコードをはじめ、先進的な加工、計測、医療などの分野で産業応用、研究に利用されており、既に光を用いなければ出来ない事がたくさんあります。これら光技術の発展には1960年にメイマン（T.H. Maiman）により発明されたレーザーが大きな役割を果たしています。

本講演では、以上を鑑み、このレーザー光源の性質とはいかなるものか、また、レーザー装置がどの様に構成されるのかを紐解いていきます。前半では、そもそも我々が固体レーザーを何故利用しているのかその理由を考えます。皆さんお気付きの通り物質の状態には、固体、液体、気体とあり、それぞれの状態を用いたレーザーが構成されています。それらの特徴的な写真を交え、歴史を振り返りながら平易に説明していきます。

後半では、レーザー光が電磁波である事を考えていきます。光の特殊な性質（偏光、回折、干渉など）や、物質との相互作用（反射、屈折、透過、吸収など）に関し、説明した後に、それらを制御する光学素子（偏光素子、回折格子、レンズ、プリズム、ミラー、透過フィルタ、光ファイバなど）に関し調べていきます。最後に、それまでに説明した知識を用いレーザー光源を構築する技術（波長変換、Qスイッチ、モードロックなど）等の現象を説明します。

以上の固体レーザー光源に関わる技術の説明を通して、皆様の今後の発展の一助となれば幸いです。

講演では、古河電工のファイバレーザーと光波の制御技術の紹介、これら技術を適用した自動車のボディ材となるアルミニウム合金の高品質溶接、リチウムイオン電池製造工程へのレーザー加工の適用、EV車向けモータの溶接技術等の加工技術とアプリケーション事例について紹介する。

本講演では、これら多様な半導体レーザーについて原理から実施例をわかりやすく解説しながら、特に高出力型、光位相制御型、中赤外型などについて開発状況を紹介する。また講師が参画している高出力レーザー加工技術開発を目指した国家プロジェクトの状況も紹介しながら、今後の開発動向を展望する。

光技術は、身近には光通信やDVD、ディスプレイ、バーコードをはじめ、先進的な加工、計測、医療などの分野で産業応用、研究に利用されており、既に光を用いなければ出来ない事がたくさんあります。これら光技術の発展には1960年にメイマン（T.H. Maiman）により発明されたレーザーが大きな役割を果たしています。

本講演では、以上を鑑み、このレーザー光源の性質とはいかなるものか、また、レーザー装置がどの様に構成されるのかを紐解いていきます。前半では、そもそも我々が固体レーザーを何故利用しているのかその理由を考えます。皆さんお気付きの通り物質の状態には、固体、液体、気体とあり、それぞれの状態を用いたレーザーが構成されています。それらの特徴的な写真を交え、歴史を振り返りながら平易に説明していきます。

後半では、レーザー光が電磁波である事を考えていきます。光の特殊な性質（偏光、回折、干渉など）や、物質との相互作用（反射、屈折、透過、吸収など）に関し、説明した後に、それらを制御する光学素子（偏光素子、回折格子、レンズ、プリズム、ミラー、透過フィルタ、光ファイバなど）に関し調べていきます。最後に、それまでに説明した知識を用いレーザー光源を構築する技術（波長変換、Qスイッチ、モードロックなど）等の現象を説明します。

以上の固体レーザー光源に関わる技術の説明を通して、皆様の今後の発展の一助となれば幸いです。

自動車を構成する部品の軽量化および高性能化、xEV向け部品開発において、アルミニウム合金や銅材料の適用が進んでいる。しかし、アルミニウム合金や銅はその反射率や熱伝導率の高さから従来のレーザーでは高品質な加工が難しい材料である。古河電工は非鉄金属の素材メーカである知見を活かし、当社のレーザー製品と光制御技術等の独自技術による加工ソリューション提案を行っている。
講演では、古河電工のファイバレーザーと光波の制御技術の紹介、これら技術を適用した自動車のボディ材となるアルミニウム合金の高品質溶接、リチウムイオン電池製造工程へのレーザー加工の適用、EV車向けモータの溶接技術等の加工技術とアプリケーション事例について紹介する。

半導体レーザーは、小型、高効率、高輝度、長寿命という特性を持ち、安定性や制御性に優れるため理想的なレーザー光源の一つと言える。現在、AIやIoTを活用した社会への転換が進む中で、半導体レーザーは政府が提唱するSociety5.0の実現には不可欠な基幹技術として普及している。すでに情報通信、セキュリティ、計測分析、材料加工、診断治療などの産業技術に用いられ実用化されており、商業、工業、農業、医療、環境など幅広い産業分野において紫外からテラヘルツまでの領域の様々なタイプの半導体レーザーが活躍し進化を続けている。
近年、高輝度化について進展が著しく、エッジエミッタ型1cmアレイ（バー）のピーク出力は1kWを超えるほどに達している。これによる直接集光型モジュールは、従来の焼き入れや溶接だけでなく、高輝度を利用したクリーニングといった新たな用途が開拓されている。また光の時空間位相を制御することで、所望のビーム形状・強度分布で発振させることやスペクトル分布を制御することも可能な技術が実用化されつつある。
本講演では、これら多様な半導体レーザーについて原理から実施例をわかりやすく解説しながら、特に高出力型、光位相制御型、中赤外型などについて開発状況を紹介する。また講師が参画している高出力レーザー加工技術開発を目指した国家プロジェクトの状況も紹介しながら、今後の開発動向を展望する。

レーザー加工機の市場動向、技術動向、金属切断用レーザー加工機を例としたレーザー加工の付加価値向上を目的とした取り組みについて紹介する。また、将来に向けた最新技術の開発動向に関してもトピックを紹介する。

ラマン散乱は物質の分子振動スペクトルを光で検出する手法として広く使われている。しかし、ラマン散乱をイメージング計測に適用する場合、信号強度が微弱であるために信号取得に長時間を要することから、その応用が限られてきた。

近年、誘導ラマン散乱(SRS)を用いることで高速にラマン散乱を検出しイメージングを行うSRS顕微法が大きく進展した。
SRSは、2色の光と分子との相互作用のひとつであり、光の差周波と分子の振動周波数が一致するとき、高周波の光が減衰し、低周波の光が増幅される現象である。SRS顕微法では、2色のピコ秒パルスを用意し、一方に強度変調を施した後、合波して試料に集光する。
集光点でSRSが発生すると、強度変調がもう一方に転写される。この転写された強度変調成分をロックイン検出することでSRS信号を得て、ビーム走査によりイメージングを行う。
SRS顕微法は単一の分子振動周波数におけるラマン信号を高感度に検出し、高速な振動分光イメージングを実現することから、生体の無標識観察・同位体標識観察・ラマンタグ観察等の様々な応用がなされている。

本講演では、SRS顕微法の基礎的な原理を説明したのち、SRS顕微法の様々な応用や、講演者が研究を進めてきた高速・多色SRS顕微鏡システムについて紹介する。

Society 5.0などの概念で代表される来るべき超情報接続社会においては，情報流通量の爆発的な増大が予想されている。そこで近年、光伝送技術を大規模に導入した経済性やエネルギー効率に優れるコンピューティングスシステムの開発が進みつつある．また、ネットワークシステムの経済性やエネルギー効率の向上にむけた光回路の超小型化や光電子回路融合化の技術開発も進みつつある。シリコンフォトニクスは、シリコン電子回路の製造技術をベースとした経済性とエネルギー効率に優れた超小型集積光回路技術であり、次世代情報流通システムへの適用に向けて精力的な研究開発が世界中で進行中である。
本稿では、このシリコンフォトニクス技術の開発状況と応用状況について述べるとともに、当該技術の幅広い産業展開を支援する研究開発エコシステムとして、産業技術総合研究所を中心とした産学官連携体制の例を紹介する。

レーザー加工機の市場動向、技術動向、金属切断用レーザー加工機を例としたレーザー加工の付加価値向上を目的とした取り組みについて紹介する。また、将来に向けた最新技術の開発動向に関してもトピックを紹介する。

ラマン散乱は物質の分子振動スペクトルを光で検出する手法として広く使われている。しかし、ラマン散乱をイメージング計測に適用する場合、信号強度が微弱であるために信号取得に長時間を要することから、その応用が限られてきた。

近年、誘導ラマン散乱(SRS)を用いることで高速にラマン散乱を検出しイメージングを行うSRS顕微法が大きく進展した。
SRSは、2色の光と分子との相互作用のひとつであり、光の差周波と分子の振動周波数が一致するとき、高周波の光が減衰し、低周波の光が増幅される現象である。SRS顕微法では、2色のピコ秒パルスを用意し、一方に強度変調を施した後、合波して試料に集光する。
集光点でSRSが発生すると、強度変調がもう一方に転写される。この転写された強度変調成分をロックイン検出することでSRS信号を得て、ビーム走査によりイメージングを行う。
SRS顕微法は単一の分子振動周波数におけるラマン信号を高感度に検出し、高速な振動分光イメージングを実現することから、生体の無標識観察・同位体標識観察・ラマンタグ観察等の様々な応用がなされている。

本講演では、SRS顕微法の基礎的な原理を説明したのち、SRS顕微法の様々な応用や、講演者が研究を進めてきた高速・多色SRS顕微鏡システムについて紹介する。

Society 5.0などの概念で代表される来るべき超情報接続社会においては，情報流通量の爆発的な増大が予想されている。そこで近年、光伝送技術を大規模に導入した経済性やエネルギー効率に優れるコンピューティングスシステムの開発が進みつつある．また、ネットワークシステムの経済性やエネルギー効率の向上にむけた光回路の超小型化や光電子回路融合化の技術開発も進みつつある。シリコンフォトニクスは、シリコン電子回路の製造技術をベースとした経済性とエネルギー効率に優れた超小型集積光回路技術であり、次世代情報流通システムへの適用に向けて精力的な研究開発が世界中で進行中である。
本稿では、このシリコンフォトニクス技術の開発状況と応用状況について述べるとともに、当該技術の幅広い産業展開を支援する研究開発エコシステムとして、産業技術総合研究所を中心とした産学官連携体制の例を紹介する。