Газовые лазеры

Газовый лазер представляет собой герметизированную трубку с прозрачным световыводящим окном на торце. В трубке имеются электроды для возбуждения газового разряда. Зеркала резонатора закрепляются на концах трубки, а внутренний объем заполняется разреженным газом при давлении в сотни раз ниже атмосферного(1 – 5 мм рт. ст.)

При прохождении электрического заряда трубка начинает светиться, а из её торцов выходят лучи разного цвета, это зависит от того какой газ в неё заключен.

Разреженный газ в лазерной трубке очень мало рассеивает свет. Возбуждается газ электрическим разрядом, который проходит через всю толщу газа, не затухая. Поэтому размеры трубок газовых лазеров можно делать очень большими (средн. 5 – 10м).

При увеличении давления, электрический разряд перестаёт проходить через весь объем лазера, а проскакивает как молния по узкому каналу, лазерный эффект при этом исчезает. Поэтому газ прокачивается между зеркалами с помощью специальных насосов, при этом охлаждаясь.

Примером такого лазера может послужить разработанная физиками Московского Государственного Института и Института Атомной Энергии установка ЛТ-1. Мощность этой установки – 5 киловатт. Работает лазер на углекислом газе, который прокачивается насосом по замкнутой трубе. По дороге газ проходит через холодильник и остывает до рабочей температуры. Поэтому лазер может работать непрерывно почти 7-8 часов. 4 зеркала позволяют излучению трижды проходить через объём установки.

Современные газовые лазеры дают более мощное излучение, чем твердотельные (до 2000Дж).

Недостатком газовых лазеров является необходимость высоковольтного источника питания, причём габариты и масса последнего обычно существенно больше, чем активного элемента.

Основное достоинство газовых лазеров – высокая степень когерентность излучения. Кроме того, значительная длина резонатора позволяет получить в газовых лазерах малую угловую расходимость излучения (на уровне сотых долей градуса).

Применение таких лазеров оправдано в тех случаях, когда требуется высокая когерентность и направленность излучения, а требования к габаритам и массе невысоки; в противном случае требуется искать компромиссное решение. В оптоэлектронике газовые лазеры находят применение в качестве источников излучения для оптических запоминающих устройств и для когерентной волоконно-оптической связи.