Газовые и гелий-неоновые лазеры

Газовые лазеры могут давать излучение в весьма широком диапазоне длин волн - от 100 нм до 1,965 мм. Их излучение обладает наименьшими углами расходимости, наибольшей монохроматичностью и стабильностью частоты. Они могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Недостатком является значительно меньшая мощность излучения с единицы объема активного элемента, чем у твердотельных или жидкостных лазеров. В промышленных типах лазеров накачка активного элемента осуществляется, главным образом, электрическим разрядом.

Существует три основных типа газоразрядных лазеров:

атомарный, в котором используются лазерные переходы между энергетическими уровнями возбужденных нейтральных атомов (излучение в инфракрасной и частично в видимой области);
ионный - на возбужденных ионах (ультрафиолетовая и видимая области);
молекулярный - па возбужденных молекулах (инфракрасная область).

Типичными представителями лазеров первого типа являются гелий-неоновые, второго - ионные (аргоновые) и третьего - лазеры на СО₂. Существует также много лазеров каждого типа па других газах, парах и смесях.

Гелий-неоновый лазер представляет собой стеклянную трубку диаметром 1-5 мм, длиной 0,3-2 м, наполненную смесью Не с Ne до давления 100-400 Па и помешенную в оптический резонатор. Конструкция этого вида лазера состоит из разрядной трубки, окон, расположенных под углов Брюстера к продольной оси лазера для уменьшения потерь излучения, электродов (катода и анода), зеркал внешнего оптического резонатора . Лазерная накачка осуществляется в разряде па постоянном токе или на СВЧ (200 МГц). Атомы Не возбуждаются при соударениях с быстрыми электронами и, сталкиваясь с атомами Ne, передают им свою энергию. Индуцированное излучение возникает в близкой инфракрасной (около 1,15 мкм) и красной (около 0,63 мкм) областях спектра.