Газовый лазер

Первым квантовым генератором света, действующим в непрерывном режиме, стал газовый лазер, который работал на нейтральных атомах смеси гелия и неона.

Схема газового лазера представлена на рис. Инверсное состояние создается в смеси двух газов: гелия с парциальным давлением 130 Па (1 мм рт. ст.) и неона с парциальным давлением 13 Па (0,1 мм рт. ст.); для этого в трубке со смесью газов возбу­ждается электрический разряд. При этом атомы гелия, стал­киваясь с электронами, пере­ходят на уровень 2s. Схема расположения уровней атомов Не и Nе показана на рис.

Излучательный переход в основное состояние с уровня 2s для атомов гелия запрещен. Атомы гелия, сталкиваясь с атома­ми неона, которые на уровне возбуждения 2
s имеют ту же энер­гию, что и атомы гелия на уровне 2
s, передают им свою энергию. Инверсная населенность достигается между отдельными уровня­ми 2sи 2р, если время жизни на уровнях 2р достаточно мало.

Газоразрядная трубка с торцов ограничена стеклянной пла­стинкой, приклеенной под углом Брюстера к оси трубки, что по­зволяет исключить отражение поляризованного излучения лазера на торцевых стенках трубки. Трубка помещается между зеркалами с диэлектрическими покрытиями, что обеспечивает необходимый коэффициент отражения от этих зеркал на частоте генерации. Га­зовые гелий-неоновые лазеры генерируют излучение на длине волны 0,63 мкм.В настоящее время существует множество лазеров, излучение которых перекрывает весьма широкий диапазон спектра электро­магнитных волн от λ < 1 см. до λ = 0,1 мкм.