為什么氦氖激光器中要使用氦氣?它有哪些功能和作用?
HeNe激光器的組成比例為10:1的氦氖混合物,存在于低壓的玻璃管內(nèi)。氣體混合物中大
部分是氦氣,因此可以激發(fā)氦原子,并與氖原子碰撞,從而進一步激發(fā)氖原子,導(dǎo)致放射
出632.8nm的光線。如果沒有氦氣存在,氖原子主要會被激發(fā)到較低的能級,并放射出非
激光線。當HeNe激光器失去足夠多的氦氣時,將會導(dǎo)致泵浦效率降低,失去激光的功能。
He在He-Ne激光器中的作用是提高激光工藝效率。它有兩個特別有價值的效果:1.直接激
發(fā)Ne不夠高效,但直接激發(fā)He原子則非常有效。2.He原子的激發(fā)態(tài)和Ne原子的激發(fā)態(tài)非
常相似,因此也非常有用。
原子的激發(fā)過程可以分為兩個階段:首先,通過高電壓加速,電子從陰極向陽極移動。然
后,這些電子與He原子碰撞,將自己的動能傳遞給它們。接著,激發(fā)的He原子再與Ne原
子碰撞,將激發(fā)的能量傳遞給它們。因此,He原子并不直接參與激光發(fā)射的過程,但通過
提高激發(fā)效率,間接地使激光效能提高了大約200倍。