氦氖激光器的激发原理

更新时间：2023-05-30

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　　氦氖激光器是以中性原子气体氦和氖作为工作物质的气体激光器。以连续激励方式输出连续激光。功率一般约数毫瓦，连续发光。因为制造方便、较便宜、可靠，所以使用较多。由于单色性好，相干长度可达数十米以致数百米。

　　氦氖激光器中工作物质是氦气和氖气，其中氦气为辅助气体，氖气为工作气体。产生激光的是氖原子，不同能级的受激辐射跃迁将产生不同波长的激光，主要有632.8nm、1.15um和3.39um三个波长。氦原子有两个亚稳态能级21S0、23S1，它们的寿命分别为5某10-6和10-4，在气体放电管中，在电场中加速获得一定动能的电子与氦原子碰撞，并将氦原子激发到21SO、23S1，此两能级寿命长容易积累粒子。因而，在放电管中这两个能级上的氦原子数是比较多的。这些氦原子的能量又分别与处于3S和2S态的氖原子的能量相近。处于21SO、23S1能级的氦原子与基态氖原子碰撞后，很容易将能量传递给氖原子，使它们从基态跃迁到3S和2S态，这一过程称能量共振转移。由于氖原子的2P、3P态能级寿命较短，这样氖原子在能级3S-3P、3S-2P、2S-2P间形成粒子数反转分布，从而发射出3.39um、632.8nm、1.5um三种波长的激光。从理论上讲，这三种波长的激光都有可能发射，但我们可以采取一些方法去抑制其中的两种，而使我们所需要的一种波长的激光得到输出。

　　氦氖激光器应用广泛，包括：共聚焦激光扫描显微镜、数字成像、工业测量、代码扫描、光谱测量、计量、定位、对准、测试及基础研究。

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