איור 3.6 מתאר בצורה פשוטה את רמות האנרגיה של לייזר הליום-ניאון והמעברים העיקריים האפשריים ביניהן.
איור 3.6: דיאגרמה פשטנית של רמות אנרגיה עבור לייזר הליום – ניאון
מסת אטום ההליום היא כחמישית ממסת אטום הניאון, וכמות ההליום בשפופרת גבוהה פי 6 מכמות הניאון.
לכן יש לאטומי ההליום סיכוי גדול יותר לקלוט אנרגיה מהאלקטרונים ע"י התנגשויות ולעלות לרמות אנרגיה E3 ו- E5 .
לאטום הניאון יש שתי רמות אנרגיה E3 ו- E5 שהן כמעט שוות לאלו של ההליום, וע"י התנגשויות עם אטומי ההליום המעוררים מועברת אליהם אנרגית העירור, כלומר זהו עירור תהודתי (רזונטיבי) .
פליטת האנרגיה מתרחשת בשלושה אורכי גל בהתאם להפרשים המתאימים בין רמות האנרגיה:
E5 —> E4 => λ1 = 3.391 [μm]
E5 —> E2 => λ2 = 0.632 [μm]
E3 —> E2 => λ3 = 1.152 [μm]
בהמשך נראה כיצד בוחרים מעשית את אורך הגל המסוים אותו רוצים לקבל ביציאה מהלייזר.
בסעיף 6.1.1 מתואר לייזר הליום נאון בפרוטרוט.
