¿Qué utiliza un láser de gas para excitar fotones?
Principio del láser de gas
Un láser de gas consta de tres partes principales: el gas activo en el tubo de descarga, la cavidad resonante compuesta por un par de espejos y la fuente de excitación. Los principales métodos de excitación incluyen excitación eléctrica, excitación neumática, excitación óptica y excitación química. Entre ellos, se utiliza habitualmente el método de excitación eléctrica Z. En condiciones de descarga apropiadas, utilizando excitación por colisión de electrones y excitación por transferencia de energía, las partículas de gas se excitan selectivamente a un cierto nivel de energía alto, formando así una inversión del número de partículas a un cierto nivel de energía bajo, lo que da como resultado una transición de emisión estimulada. Los láseres de gas generalmente se excitan mediante descargas de gas, pero también pueden excitarse mediante haces de electrones, calor y reacciones químicas.
El rango de cobertura de longitud de onda de los láseres de gas se encuentra principalmente en la banda del vacío ultravioleta al infrarrojo lejano, y hay decenas de miles de líneas láser. Tiene características de salida de alta calidad de haz (buena directividad y monocromaticidad) y alta potencia de salida continua (como el láser de CO2), estructura de dispositivo simple y bajo costo de fabricación.
Aplicaciones de los láseres de gas
Los láseres de gas son láseres que utilizan gas como medio de ganancia, normalmente bombeando una descarga de gas. Los gases incluyen gases atómicos (láseres de He-Ne, láseres de iones de gas inerte, láseres de vapor metálico), gases moleculares (láseres de nitrógeno, láseres de dióxido de carbono), gases excímeros y láseres de gases especiales que proporcionan energía de bombeo a través de reacciones químicas.
El láser de gas He-Ne (HeNe) utiliza una mezcla de gases de más del 75% de He y menos del 15% de Ne como medio de ganancia. Dependiendo del entorno de trabajo, puede emitir verde (543,5 nm), amarillo (594,1 nm), naranja (612,0 nm) y rojo (632 nm). El haz de salida del láser de gas HeNe tiene una distribución gaussiana y la calidad del haz es muy estable. Aunque la potencia no es alta, tiene un buen rendimiento en el campo de la medición de precisión.
Los láseres de gas inerte comunes incluyen iones de argón (Ar+) e iones de criptón (Kr+). Su tasa de conversión de energía Zgao puede alcanzar 0,6. % y pueden producir continuamente un 30 % durante mucho tiempo. -50 W de potencia, vida útil de más de 1000 h·h. Se utilizan principalmente en visualización láser, espectroscopia Raman, holografía y luz no lineal.