הסבר על תכונות לייזר הליום נאון

ראינו שבזמן מעבר קרינת הלייזר בתווך הפעיל מתרחשים תהליכים מנוגדים של הגברה ובליעה.

בלייזר הליום-נאון ההגברה בתווך הפעיל היא כ- 2%.

כלומר: כאשר הקרינה עוברת בתווך ממראה אחת לשניה, כמות הקרינה בתווך גדלה פי 1.02.

אי לכך, סך כל איבודי האנרגיה עקב המעבר בתווך חייבים להיות קטנים מ- 2%.

איבודי אנרגיה אלו הם תוצאה של התנגשויות האטומים המעוררים עם הקירות, או עקב בליעה על ידי מולקולות שונות מאלה המשתתפות בתהליך הלזירה.

לייזר הליום נאון הוא לייזר 4 רמות (ראה איור 6.1), ומכאן באה הדרישה שמעבר האלקטרונים מרמת הלזירה התחתונה לרמת היסוד יהיה מהיר ביותר.

עבור גאז הנאון זהו תהליך דו-שלבי שחלקו הראשון מהיר, אך חלקו השני לא מספיק מהיר.

תהליך המאיץ את השלב השני הוא התנגשות אטומי הנאון עם הקירות של שפופרת ההתפרקות, ואכן הגבר הלייזר פרופורציוני הפוך לרדיוס השפופרת.

מכאן, שקוטר שפופרת ההתפרקות בלייזר הליום – נאון חייב להיות קטן ככל האפשר.

ההגבר הנמוך של תווך הלזירה בלייזר הליום – נאון מגביל את ההספק המופק ממנו להספק נמוך.

בדגמים מעבדתיים הושגו אמנם הספקים מסדר גודל של 1 וואט, אך לייזרים מסחריים פולטים הספק בתחום:

0.5-50 [mW]

מצמד המוצא של לייזר הליום נאון מורכב ממראת צימוד (Transmission Mirror) של הקרינה הנפלטת מהלייזר. מראה זו המצויה בקצה המהוד, מצופה בציפוי המעביר אל צידה השני של המראה פחות מ- 1% מהקרינה הפוגעת בו.

כלומר: עוצמת הקרינה הנפלטת אל מחוץ ללייזר קטנה מעוצמת הקרינה בתוך הלייזר ביחס של 1:100 (!).

 

כפתור "הקודם" כפתור "הבא"