Helij-neonov laser
Helij-neonov laser, pogosto imenovan kar HeNe laser, je plinski laser. Običajno oddaja svetlobo z valovno dolžino 632,8 nm, to je v rdečem delu vidnega spektra svetlobe. HeNe laser deluje kontinuirano in ima izhodno moč med 1 mW in 100 mW ter izkoristek tipično nekaj odstotkov. Uporablja se predvsem v merilnih sistemih, holografiji, interferometriji, čitalcih črtne kode in za prikaz optičnih poskusov v šolah.

Zgradba 

Aktivni medij v HeNe laserju je mešanica plinov helija in neona pri nizkem tlaku reda velikosti 1 mbar. Razmerje ned helijem in neonom je med 5:1 in 20:1. Mešanica plinov je zaprta v cevki. Na obeh koncih optičnega resonatorja sta zrcali. Zrcali sta lahko znotraj plinske cevke ali zunaj nje. V slednjem primeru resonator sestavljata še dva Brewstrova okenca na obeh koncih plinske cevi. Eno od zrcal prepusti okoli 1% svetlobe in predstavlja izhod svetlobe iz laserja. HeNe laserji so običajno majhni, z dolžino resonatorja () med 15 cm in 0,5 m.

Delovanje 

HeNe laser deluje na podlagi stimulirane emisije svetlobe. Mehanizem za črpanje energije v HeNe laserju predstavljata anoda in katoda na nasprotnih straneh cevi s plinom, na katere priključimo električno napetost reda velikosti 1 kV. Visoka napetost povzroči elektronski tok skozi plazmo, ki je za kontinuirano delovanje laserja tipično med 5 in 100 mA.

Proces stimulirane emisije se začne s trkom elektrona, ki smo ga pospešili z električnim poljem, in atoma helija. Pri tem atomi helija preidejo v dolgoživo vzbujeno stanje  ali . Atomi helija ob trku z atomi neona učinkovito predajo energijo slednjim, ki imajo vzbujeno stanje s podobno energijo kot helij (stanja  in ). Za delovanje HeNe laserja pri 632,8 nm je ključna obrnjena zasedenost stanj  in , torej več atomov neona mora biti v dolgoživem ( s) vzbujenem stanju .

Atom neona ima sicer veliko možnih energijskih prehodov med vzbujenimi stanji. Prehod pri energiji 632,8 nm je najbolj pogost. Možno je delovanje HeNe laserja tudi pri valovnih dolžinah 1,15 µm (infrardeča svetloba), 543,5 nm (zelena), 594 nm (rumena), 612 nm (oranžna) ali 3,39 µm (infrardeča). Valovno dolžino izhodne svetlobe izberemo s primerno nastavljenimi zrcali.

Širina resonančne črte pri HeNe laserju je posledica Dopplerjeve razširitve in je za prehod pri 632,8 nm relativno ozka (približno 1,5 GHz).

Uporaba 

HeNe laser odlikujejo majhna divergenca izhodnega Gaussovega snopa in longitudinalna koherenca od nekaj metrov. Zaradi teh lastnosti se HeNe laser pogosto uporablja pri interferometriji in holografiji. Preden so se pojavili cenejši diodni laserji, se je HeNe laser uporabljal tudi kot čitalec črtne kode. HeNe laserji se uporabljajo pri demonstracijah poskusov iz optike.

HeNe laser je bil prvi plinski laser. Leta 1960 so prvič uspeli narediti HeNe laser s kontinuiranim delovanjem, ki je deloval pri valovni dolžini 1,15 µm.

Varnost 
Čeprav je izhodna moč HeNe laserjev relativno majhna, ne smemo, kot pri vsakem laserju, gledati direktno v laserski žarek, da ne bi prišlo do poškodb vida.

Viri 
Encyclopedia of Laser Physics and Technology .
Javan, A., Bennett, W. R. and Herriott, D. R.: »Population Inversion and Continuous Optical Maser Oscillation in a Gas Discharge Containing a He-Ne Mixture«. Phys. Rev. Lett. 6 3, 106-110 (1961).
Sam's Laser FAQ .

Laserji
Helij
Neon
Helij - neonov laser , pogosto imenovan kar HeNe laser , je plinski laser. Običajno oddaja svetlobo z valovno dolžino8 nm , to je v rdečem delu vidnega spektra svetlobe . HeNe laser deluje kontinuirano in ima izhodno moč medmW inmW ter izkoristek tipično nekaj odstotkov . Uporablja se predvsem v merilnih sistemih , holografiji , interferometriji , čitalcih črtne kode in za prikaz optičnih poskusov v šolah . Zgradba Aktivni medij v HeNe laserju je mešanica plinov helija in neona pri nizkem tlaku reda velikostimbar. Razmerje ned helijem in neonom je med1 in1. Mešanica plinov je zaprta v cevki . Na obeh koncih optičnega resonatorja sta zrcali . Zrcali sta lahko znotraj plinske cevke ali zunaj nje . V slednjem primeru resonator sestavljata še dva Brewstrova okenca na obeh koncih plinske cevi . Eno od zrcal prepusti okoli svetlobe in predstavlja izhod svetlobe iz laserja . HeNe laserji so običajno majhni , z dolžino resonatorja ( ) medcm in5 m . Delovanje HeNe laser deluje na podlagi stimulirane emisije svetlobe . Mehanizem za črpanje energije v HeNe laserju predstavljata anoda in katoda na nasprotnih straneh cevi s plinom , na katere priključimo električno napetost reda velikostikV. Visoka napetost povzroči elektronski tok skozi plazmo , ki je za kontinuirano delovanje laserja tipično medinmA . Proces stimulirane emisije se začne s trkom elektrona , ki smo ga pospešili z električnim poljem , in atoma helija . Pri tem atomi helija preidejo v dolgoživo vzbujeno stanje ali \ . Atomi helija ob trku z atomi neona učinkovito predajo energijo slednjim , ki imajo vzbujeno stanje s podobno energijo kot helij ( stanja in ) . Za delovanje HeNe laserja pri8 nm je ključna obrnjena zasedenost stanj in , torej več atomov neona mora biti v dolgoživem ( s ) vzbujenem stanju \ . Atom neona ima sicer veliko možnih energijskih prehodov med vzbujenimi stanji . Prehod pri energiji8 nm je najbolj pogost . Možno je delovanje HeNe laserja tudi pri valovnih dolžinah15 µm ( infrardeča svetloba ) ,5 nm ( zelena ) ,nm ( rumena ) ,nm ( oranžna ) ali39 µm ( infrardeča ) . Valovno dolžino izhodne svetlobe izberemo s primerno nastavljenimi zrcali . Širina resonančne črte pri HeNe laserju je posledica Dopplerjeve razširitve in je za prehod pri8 nm relativno ozka ( približno5 GHz ) . Uporaba HeNe laser odlikujejo majhna divergenca izhodnega Gaussovega snopa in longitudinalna koherenca od nekaj metrov . Zaradi teh lastnosti se HeNe laser pogosto uporablja pri interferometriji in holografiji . Preden so se pojavili cenejši diodni laserji , se je HeNe laser uporabljal tudi kot čitalec črtne kode . HeNe laserji se uporabljajo pri demonstracijah poskusov iz optike . HeNe laser je bil prvi plinski laser. Letaso prvič uspeli narediti HeNe laser s kontinuiranim delovanjem , ki je deloval pri valovni dolžini15 µm . Varnost Čeprav je izhodna moč HeNe laserjev relativno majhna , ne smemo , kot pri vsakem laserju , gledati direktno v laserski žarek , da ne bi prišlo do poškodb vida . Viri Encyclopedia of Laser Physics and Technology \ . Javan , A . , Bennett , W. R. and Herriott , D. R . : » Population Inversion and Continuous Optical Maser Oscillation in a Gas Discharge Containing a He - Ne Mixture « . Phys . Rev . Lett . 3, ( 1961 ) . Sam's Laser FAQ \ . Laserji Helij Neon