4.2Гелий-неоновие лазери

У >гелий-неоновом лазері робочим речовиною є нейтральні атоми неону. Порушення здійснюється електричним розрядом. У чистомунеоне створити інверсію у безперервному режимі важко. Ця труднощі, що має досить загальний багатьом випадків характер, обходиться введенням у розряд додаткового газу – гелію, виконує функцію донора енергії порушення.

Опустошение нижніх лазерних рівнів відбувається устолкновительних процесах, зокрема й усоударениях зі стінкамигазоразрядной трубки.

Порушення атомів гелію (і неону) відбувається услаботочном тліючому розряді (малюнок 4). Улазерах безперервного дії на нейтральних атомах чи молекулах до створення активної середовища найчастіше використовуєтьсяслабоионизированная плазма позитивного стовпа тліючого розряду. Щільність струму тліючого розряду становить 100-200мА/см². Напруженість подовжнього електричного поля така, що кількість виникаючих на одиничному відрізкуразрядного проміжку електронів і іонів компенсує втрати заряджених частинок за її дифузії до стінокгазоразрядной трубки. Тоді позитивних стовп розрядустационарен і однорідний. Електронна температура визначається твором тиску газу на внутрішній діаметр трубки . При малих електронна температура велика, на великих – низька.Постоянство величини визначає умови подоби розрядів. При постійної щільності числа електронів умови і параметри розрядів будуть незмінні, якщо незмінно твір . Щільність числа електронів вслабоионизированной плазмі позитивного стовпа пропорційна щільності струму.

Длягелий-неонового лазера оптимальні значення , як іпарциальний склад газової суміші, кілька відмінні щодо різноманітних спектральних областей генерації.

У сфері 0,63мкм найінтенсивнішої з ліній серії – лінії (0,63282мкм) відповідає оптимальнеТор·мм.

Найбільша короткочасна стабільність, простота і надійність конструкціїгелий-неонового лазера досягаються за умови встановлення дзеркал резонатора всередину розрядної трубки. Проте за такому розташуванні дзеркала порівняно швидко ламаються з допомогою бомбардування зарядженими частинками плазми розряду. Тому найбільшого поширення отримала конструкція, у якійгазоразрядная трубка поміщається всередину резонатора, та її торці забезпечуються вікнами, розташованими з точкиБрюстера до оптичної осі, забезпечуючи цим лінійну поляризацію випромінювання. Таке розташування має низку переваг – спрощуєтьсяюстировка дзеркал резонатора, збільшується термін їхньої службигазоразрядной трубки і дзеркал, полегшується їх зміна, з'являється можливість управління резонатором застосуваннядисперсионного резонатора, виділення мод тощо.

4.3 Напівпровідникові лазери

 

Напівпровідникові лазери випускають у СФ-, видимому чиИК-диапазонах (0,32…32мкм) когерентний випромінювання; як активної середовища застосовуються напівпровідникові кристали.

Нині відомо понад 40 придатних для лазерів різних напівпровідникових матеріалів.Накачка активної середовища може здійснюватися електронними пучками чи оптичним випромінюванням (0,32…16мкм), в >p­n-переході напівпровідникового матеріалу електричним струмом від докладеної зовнішнього напруги (>инжекция носіїв заряду, 0,57…32мкм).

>Инжекционние лазери від від інших типів лазерів такими характеристиками:

- високим ККД за проектною потужністю (вище 10%);

- простотою порушення (безпосереднє перетворення електричної енергії в когерентний випромінювання – як і безупинному, і у імпульсному режимах роботи);

- можливістю прямий модуляції електричним струмом до 10¹⁰ гц;

- вкрай незначними розмірами (довжина менш 0,5 мм; ширина трохи більше 0,4 мм; висота трохи більше 0,1 мм);

- низьким напругою накачування;

- механічної надійністю;

- великим терміном служби (до 10⁷ год).