Газові лазери — це тип лазерів, в яких активне середовище складається з газу або газової суміші, збудженого електричним розрядом. Вони одні з перших лазерів, що були створені, і до сьогодні мають широке застосування завдяки стабільній роботі, високій якості променя і простоті конструкції.
Принцип роботи газового лазера:
- У газовому резонаторі створюється електричний розряд, який збуджує атоми або молекули газу.
- Збуджені частинки випромінюють фотони при переході в нижчий енергетичний стан.
- У резонаторі (між двома дзеркалами) ці фотони підсилюються, що створює когерентне лазерне випромінювання.
Основні типи газових лазерів:
| Тип лазера | Активне середовище | Довжина хвилі | Основне застосування |
|---|---|---|---|
| Гелій-неоновий (He-Ne) | Суміш гелію та неону | 632.8 нм (червоний) | Лабораторії, юстування, голографія |
| CO₂-лазер | Вуглекислий газ + добавки | 10.6 мкм | Промислове різання, гравірування, медицина |
| Аргоновий лазер | Аргон | 488, 514 нм | Мікроскопія, медицина, голографія |
| Ксеноновий лазер | Ксенон | ~2–4 мкм | Спеціальні військові/наукові системи |
| Азотний лазер | Азот | ~337 нм (УФ) | Флуоресценція, дослідження, лабораторії |
Найпопулярніші:
Гелій-неоновий лазер (He-Ne)
- Найбільш відомий: червоний промінь 632.8 нм
- Потужність: до 10 мВт
- Дуже стабільний, ідеальний для лабораторних і оптичних експериментів
- Перевага: чудова когерентність і стабільність частоти
CO₂-лазер
- Один з найпотужніших і найефективніших газових лазерів
- Потужність: від кількох ватів до десятків кіловат
- Дуже ефективний для обробки неметалів (дерево, пластик, тканина) і навіть металів
Переваги газових лазерів:
- Висока якість променя (особливо у He-Ne)
- Стабільна робота та хороша когерентність
- Відносна простота конструкції
Недоліки:
- Низька ефективність (особливо у He-Ne, часто < 0.1%)
- Габарити (потреба у великому резонаторі для більшої потужності)
- Потреба у джерелах високої напруги для збудження