ні хвилі 0,63 мкм.
Ширину лінії лазерних переходів визначають наступні три ефекти: 1) зіткнення атомів Ne один з одним у звичайних умовах призводить до незначного розширення лінії переходу. При р0, 5 Па і Т = 300 К О”ОЅст0, 6МГц, 2) природне уширение визначається виразом вигляду О”ОЅeст = 1/2ПЂП„, де П„ - середній час життя s-і р-станів атомів Ne (1/П„ = 1/П„s + 1/П„p). З урахуванням наведених величин П„s і П„p ширина лінії випромінювання складе О”ОЅeст = 20 МГц; 3) для доплерівського уширення, вважаючи T = 300 К, l = 0,63 мкм, отримуємо О”ОЅq = 1,7 ГГц>> О”ОЅeст, О”ОЅст. Таким чином, для Ні-Ne-лазера переважаючим є механізм доплерівського уширення лінії переходу.
Потужність випромінювання Ні-Ne-лазера в значній мірі залежить від параметрів розряду: струму розряду Ip ; Загального тиску суміші р; парціальних тисків гелію і неону pHe і pNe; діаметра розрядної трубки d.
Типові криві залежностей потужності випромінювання Різлі від струму розряду Ip, загального тиску газової суміші р і часу експлуатації наведено на рис. 2.2, а, б. Умова самозбудження виконується при Ip = Ip.пор. Із збільшенням Ip концентрація електронів в області позитивного стовпа пe підвищується, що призводить до зростання населеності всіх збуджених станів, в тому числі 2s і 3s атомів Ne і, атомів Не за рахунок прямого електронного збудження. Однак при Ip> Ip.опт, коли концентрація електронів в плазмі велика, більш ймовірними стають процеси ступеневої електронного збудження нижніх лазерних рівнів 2р і Зр через метастабільний рівень 1s. В результаті інверсна населеність зменшується і Різлі падає аж до зриву генерації.
При р> Ропт відбувається різке зниження kTe через зменшення довжини вільного пробігу електронів. При цьому істотно скорочується число електронів плазми з енергією, достатньою для збудження атомів Чи не і Ne в потрібні стану.
В
Рис. 2.2
Величина Різлі критична також до співвідношення парціальних тисків газових компонент. При їх рівності ймовірності прямого () і зворотного () процесів однакові. Встановлено що оптимальні умови досягаються при співвідношенні парціальних тисків Чи не і Ne, рівному (5-7): 1.
Слід враховувати, що потужність випромінювання Ні-Ne-лазерів не залишається постійною, а поступово зменшується внаслідок складних деградаційних процесів. Характер зміни потужності випромінювання He-Ne-лазерів зображений на рис. 2.2, в. Встановлено, що в процесі безперервної роботи лазера змінюється загальний і парціальний тиску гелію і неону, у складі газової суміші з'являються домішкові гази (Н2, СО2, О2, СО і ін), що виділяються конструкційними елементами газорозрядної трубки. p> Основні схеми конструкцій Ні-Ne-лазерів наведено на рис. 2.3. Істотними її елементами є газорозрядна трубка 2, що містить газову суміш, і дзеркала резонатора 1 (рис. 2.3, а). Моноблочна конструкція (рис. 2.3, б) дозволяє підвищити стабільність лазера.
Як видно з рис. 2.3, а, послідовно з газ...
