- •Квантовые приборы оптического диапазона (лазеры).
- •«Оптические резонаторы»
- •Газовые лазеры
- •Принцип действия He-Ne лазера.
- •Устройство He-Ne лазера.
- •«Устройство гелий-неонового лазера»
- •Параметры и характеристики He-Ne лазеров.
- •Газодинамический лазер (гдл).
- •Твердотельные лазеры
- •Принцип действия рубинового лазера.
- •Энергетическая диаграмма рубина
- •Устройство рубинового лазера.
- •«Устройство рубинового лазера»
- •Полупроводниковые лазеры
- •Принцип действия инжекционного лазера.
- •Устройство инжекционного лазера.
Принцип действия He-Ne лазера.
В основе его работы
лежит явление излучения энергии при
переходе из одного энергетического
состояния атомов газа в другое.
Энергетические диаграммы гелия и неона
представлены на (рис.3). Основное
невозбужденное состояние атомов гелия
и неона соответствует нижнему
энергетическому уровню на диаграмме.
При
электрическом разряде в кювете происходит
ионизация газа: п
Рис.
3 Энергетические диаграммы гелия и
неона.
В гелий-неоновом лазере рабочими являются переходы между энергетическими уровнями неона (3s → 3p; 3s → 2p; 2s → 2p). Инверсную населённость на указанных уровнях можно получить за счёт прямого электронного возбуждения атомов неона, при переходе их в верхние состояния рабочих переходов (3s или 2s).Но такой процесс в приборах не используется, ввиду того, что за счёт электронного возбуждения происходит также интенсивное заселение уровня 2p частицами с уровня 1s.Увеличение населённости уровня 2p снижает коэффициент инверсии на рабочих переходах, так как их верхние уровни 3s и 2s с малым временем жизни заселяются недостаточно интенсивно.
Атомы гелия являются посредниками при передаче энергии от быстрых электронов к атомам неона. Поэтому гелий можно назвать вспомогательным каналом заселения верхних рабочих уровней 3s и 2s неона, а неон ─ основным, или рабочим, газом. Очевидно, существует обратный процесс передачи энергии от атомов неона к атомам гелия. Чтобы прямой процесс преобладал, необходимо значительное преобладание концентрации гелия над концентрацией неона. Эффективность передачи энергии оказывается высокой также потому, что время жизни гелия на метастабильных уровнях ІІ и ІІІ большое (10-3 с).
В результате выше изложенного процесса образуются инверсная населенность на рабочих переходах 3s → 3p, 3s → 2p и 2s → 2p. В процессе индуцированного излучения частицы неона переходят на более низкий уровень 2p, с которого через малый промежуток времени попадают на уровень 1s. Опустошение этого уровня происходит за счёт диффузии частиц на стенки кюветы, где они теряют часть энергии и переходят в основное состояние, при этом на стенках выделяется тепловая энергия.
Устройство He-Ne лазера.
Устройство гелий-неонового лазера показано на (рис.4). Стеклянная или кварцевая трубка является газовой кюветой, которая заполнена смесью газов гелия и неона, парциальные давления которых различны (гелий при p ≈ 1 мм рт. ст., а неон при p ≈ 0,1 мм рт. ст.).