і грає негативну роль, оскільки сприяє інтенсивному заселенню нижніх лазерних рівнів за рахунок переходів 1s в†’ 2р, 1s в†’ Зр. Нейтралізувати наявність цього стану можна двома шляхами: або знайти можливість посилити релаксацію стану 1s, або збільшити населеність верхніх лазерних рівнів 3s і 2s.
Перше завдання - ефективний розпад метастабільного стану 1s-вирішується в результаті зіткнень збуджених атомів Ne * зі стінками газорозрядної трубки. Якщо її діаметр досить малий, то практично всі збуджені частки, що знаходяться в стані 1s, за час свого життя встигають досягти стінок газорозрядної трубки. Віддаючи шляхом безвипромінювального переходу надлишок енергії при зіткненні, вони переходять у основне (незбуджений) стан. Оскільки час життя атомів Ne в станах 2р і Зр значно менше, їх населеність практично не змінюється. Встановлено, що оптимальний внутрішній діаметр газорозрядної трубки становить в звичайних умовах 3-7 мм. Подальше його зменшення недоцільно у зв'язку з різким збільшенням дифракційних втрат і зниженням потужності генерується випромінювання.
Друге завдання - збільшення населеності верхніх лазерних рівнів 3s і 2s - вирішується шляхом додавання атомів гелію.
Випромінювальні переходи, в†’ заборонені правилами відбору тому атоми Чи не, знаходяться на рівнях і, мають велике час життя (Близько 1 мс), тобто є метастабільними. Присутність в розряді метастабільних атомів Чи не призводить до ефективного процесу передачі збудження за схемою:.
Цей процес, що має резонансний характер, призводить до селективного заселенню тих станів атомів Ne, енергія яких найбільш близька до енергії рівнів і атомів Нє, а саме 2s2 і 3s2. Таким чином, введення в розряд гелію забезпечує зовнішній стосовно Ne інтенсивний канал заселення станів 2s і 3s, дозволяє збільшити інверсію щодо станів 2р і Зр.
Як видно з рис. 2.1, генерацію можна отримати на одному з лазерних переходів типу 2s в†’ 2p, 3s в†’ 3p або 3s в†’ 2р. p> Вперше генерація була отримана на групі переходів 2s в†’ 2р, причому основна частка потужності випромінювання припадає на перехід 2s2 в†’ 2р4, якому відповідає довжина хвилі l = 1,15 мкм. Пізніше була отримана генерація на групі переходів 3s в†’ Зр, 3s в†’ 2р (основні переходи 3s2 в†’ 2р4 з l = 0,63 мкм і 3s2 в†’ 3р4 з l = 3,39 мкм).
Слід враховувати, що найбільше посилення (приблизно 20 дБ/м) відповідає переходу 3s2 в†’ 3р4, тому генерація лінії 3,39 мкм досягається порівняно легко навіть при використанні найпростіших металізованих дзеркал. Набагато "Вередливими" перехід 3s2 в†’ 2р4 (l = 0,63 мкм), що характеризується найменшим посиленням. Оскільки переходи, відповідні лініях 0,63 і 3,39 мкм, мають загальний верхній лазерний рівень 3s2, генерація на одній з цих ліній різко послаблює генерацію на інший. Зокрема, для отримання генерації у видимій області необхідно використовувати селективно відображають дзеркала, що володіють високим коефіцієнтом відображення тільки на необхідній довжи...
