Газовый лазер — это лазер , в котором электрический ток пропускается через газ для получения когерентного света. Газовый лазер был первым лазером непрерывного света и первым лазером, работавшим по принципу преобразования электрической энергии в лазерный световой поток. Первый газовый лазер, гелий-неоновый лазер (HeNe), был изобретен иранским инженером и ученым Али Джаваном и американским физиком Уильямом Р. Беннеттом-младшим в 1960 году. Он создавал когерентный луч света в инфракрасной области спектра. спектр при 1,15 микрометра. [1]
Газовые лазеры, использующие множество газов, были созданы и используются для многих целей.
Углекислотные лазеры , или CO 2 -лазеры, могут излучать сотни киловатт [2] на длинах волн 9,6 мкм и 10,6 мкм и часто используются в промышленности для резки и сварки. КПД СО 2 -лазера составляет более 10%.
Лазеры на угарном газе или «CO» имеют потенциал очень большой мощности, но использование этого типа лазера ограничено токсичностью газа угарного газа. Люди-операторы должны быть защищены от этого смертоносного газа. Кроме того, он чрезвычайно агрессивен для многих материалов, включая уплотнения, прокладки и т. д.
Гелий-неоновые (HeNe) лазеры можно заставить колебаться на более чем 160 различных длинах волн, отрегулировав Q резонатора до достижения пика на желаемой длине волны. Это можно сделать, регулируя спектральную характеристику зеркал или используя в резонаторе дисперсионный элемент ( призму Литтроу ). Устройства, работающие на длине волны 633 нм, очень распространены в школах и лабораториях из-за их низкой стоимости и почти идеального качества луча.
Азотные лазеры работают в ультрафиолетовом диапазоне, обычно 337,1 нм, используя в качестве усиливающей среды молекулярный азот, накачиваемый электрическим разрядом.
Лазеры TEA возбуждаются электрическим разрядом высокого напряжения в газовой смеси, обычно при атмосферном давлении или выше. Аббревиатура «ЧАЙ» означает «Поперечно-возбужденная атмосфера».
Химические лазеры работают за счет химической реакции и могут достигать высокой мощности при непрерывной работе. Например, в лазере на фтористом водороде (2,7–2,9 мкм) и лазере на фториде дейтерия (3,8 мкм) реакция представляет собой соединение водорода или газообразного дейтерия с продуктами сгорания этилена в трифториде азота . Они были изобретены Джорджем К. Пиментелем .
Химические лазеры работают за счет химической реакции, позволяющей быстро высвободить большое количество энергии. Такие лазеры очень высокой мощности особенно интересны военным. Кроме того, были разработаны химические лазеры непрерывного действия очень высоких уровней мощности, питаемые потоками газов, которые имеют некоторые промышленные применения.
Эксимерные лазеры работают за счет химической реакции с участием возбужденного димера или эксимера , который представляет собой короткоживущую димерную или гетеродимерную молекулу, образованную из двух видов (атомов), по крайней мере один из которых находится в возбужденном электронном состоянии . Обычно они излучают ультрафиолетовый свет и используются в полупроводниковой фотолитографии и в глазной хирургии LASIK . Обычно используемые эксимерные молекулы включают F 2 ( фтор , излучающий при 157 нм) и соединения благородных газов (ArF [193 нм], KrCl [222 нм], KrF [248 нм], XeCl [308 нм] и XeF [351 нм]). ]). [3]
Аргон-ионные лазеры излучают свет в диапазоне 351–528,7 нм. В зависимости от оптики и лазерной трубки можно использовать различное количество линий, но наиболее часто используемые линии — 458 нм, 488 нм и 514,5 нм.
Лазеры на парах металлов — это газовые лазеры, которые обычно генерируют ультрафиолетовые волны. Три примера — гелий - серебро (HeAg) 224 нм, неон - медь (NeCu) 248 нм и гелий - кадмий (HeCd) 325 нм. Эти лазеры имеют особенно узкую ширину линии колебаний менее 3 ГГц (500 фемтометров ), [4] что делает их кандидатами для использования в рамановской спектроскопии с подавлением флуоресценции .
Лазер на парах меди с двумя спектральными линиями: зеленой (510,6 нм) и желтой (578,2 нм) — самый мощный лазер с самой высокой эффективностью в видимом спектре. [5]
