Кіріспе

Газ лазерінің түрі. Иондық лазер – лазерлік орта ретінде иондалған газды қолданатын газ лазері. Басқа газ лазерлері сияқты, иондық лазерлер де лазерлік ортаны қамтитын және Фабри-Перо резонаторын құрайтын айналармен жабық қуысқа ие. Гелий-неон лазерлерінен ерекшелігі, лазерлік әрекетке әсер ететін энергия деңгейлерінің өтуі иондардан туындайды. Иондық лазерлерде қолданылатын иондық өтулерді қоздыру үшін қажетті энергияның көп болуына байланысты, қажетті ток күші әлдеқайда жоғары, сондықтан барлық иондық лазерлердің ішінде тек ең кішкентайлары ғана сумен салқындатылмайды. Мысалы, ауамен салқындатылатын кішкентай иондық лазер 10 амперлік құбыр тогы мен 105 вольт кернеу арқылы 130 милливатт жарық шығаруы мүмкін. Бір амперді бір вольтқа көбейту бір ваттқа тең болғандықтан, бұл шамамен бір киловатт электр қуаты. Кіріс қуатынан 130 мВт (қажетті) жарық шығаруды алып тастағанда, шамамен бір киловаттқа жуық үлкен мөлшерде қалдық жылу қалады. Бұл жылуды салқындату жүйесі таратуы керек. Басқаша айтқанда, қуат тиімділігі өте төмен.

Криптонды лазер

Криптон лазері – иондық лазер, оның күшейткіш ортасы инерттік криптон газының иондары болып табылады. Лазерді сорғылау электрлік разряд арқылы жүзеге асырылады. Криптон лазерлері ғылыми зерттеулерде кеңінен қолданылады, ал коммерциялық қолданыста криптон аргонмен қосылғанда, лазерлік шоуларда пайдалы "ақ жарық" лазерлерін құрайды. Криптон лазерлері медицинада да қолданылады (мысалы, торлы қабықтың коагуляциясы үшін), қауіпсіздік голограммаларын жасау және көптеген басқа да мақсаттар үшін пайдаланылады. Криптон лазерлері әртүрлі толқын ұзындықтарына жақын көрінетін жарық шығара алады, әдетте 406,7 нм, 413,1 нм, 415,4 нм, 468,0 нм, 476,2 нм, 482,5 нм, 520,8 нм, 530,9 нм, 568,2 нм, 647,1 нм және 676,4 нм.

Аргон лазері

Аргон ионды лазер 1964 жылы Уильям Бриджес Хьюз авиациялық компаниясында ойлап тапты және ол белсенді орта ретінде инертті газды қолданатын ионды лазерлер отбасының бірі болып табылады. Аргон ионды лазерлер ретиналық фототерапияда (қант диабетін емдеу үшін), литографияда және басқа лазерлерді қайнатуда қолданылады. Аргон ионды лазерлер көрінетін және ультракөк сәуле спектрлерінде 13 толқын ұзындығында сәуле шығарады, оның ішінде: 351,1 нм, 363,8 нм, 454,6 нм, 457,9 нм, 465,8 нм, 476,5 нм, 488,0 нм, 496,5 нм, 501,7 нм, 514,5 нм, 528,7 нм және 1092,3 нм. Дегенмен, ең көп қолданылатын толқын ұзындығы көрінетін спектрдің көк-жасыл аймағында орналасқан. Бұл толқын ұзындығы теңіз суы осы толқын ұзындығы диапазонында өте мөлдір болғандықтан, су асты байланысында қолдануға мүмкіндік береді. Аргон және криптон лазерлері бірнеше милливаттан ондаған ваттқа дейінгі үздіксіз толқынды (CW) шығыс қуатын шығара алады. Олардың түтіктері әдетте никельді ұштарынан, ковар металлынан керамикалық тығындарға, бериллий оксиді керамикасынан немесе керамикалық қаптамадағы мыс жылу таратушыға орнатылған вольфрам дискілерінен жасалады. Алғашқы түтіктер қарапайым кварцтан жасалған, содан кейін графит дискілері бар кварцтан жасалды. Гелий-неон лазерлерімен салыстырғанда, оларға тек бірнеше миллиампер ток қажет болса, аргон лазерін қайнату үшін қолданылатын ток бірнеше амперді құрайды, себебі газды иондау қажет. Ионды лазерлік түтік көп мөлшерде қалдық жылу шығарады, сондықтан мұндай лазерлерге белсенді салқындату қажет. Типикалық инертті газ ионды лазерлік плазмасы магнит өрісінің қатысуымен инертті газдың жоғары ток тығыздығында жарқыраудан тұрады. Ұзақ толқынды плазманың стандартты жағдайлары: 100-2000 А/см² ток тығыздығы, 1,0-10 мм түтік диаметрі, 0,1-1,0 Торр (0,0019-0,019 пси) толтыру қысымы және 1000 гаусс шамасындағы осьтік магнит өрісі. Бірінші газ лазерін (гелий-неон лазерін) ойлап тапқан Уильям Р. Беннетт газ лазерлерінде спектральды тесіктерді жағу эффектін алғаш байқады және лазер осцилляциясында "тесіктерді жағу" эффектісінің теориясын жасады. Ол инертті газдардың әрқайсысында электрондық соққымен қоздыру, неон-қышқыл лазерінде (алғашқы химиялық лазер) диссоциативтік қоздыру және бірнеше металл бу лазерлерінде соқтығысу қоздыруын қолданатын лазерлерді бірге ашты.

Басқа да коммерциялық түрлер

Ar/Kr: Аргон мен криптон қоспасы ақ түсті жарық сияқты көрінетін шығыс толқын ұзындығына ие лазерді құрауы мүмкін. Гелий-кадмий: 442 нм көк лазерлік эмиссия және 325 нм ультракүлгін сәуле. Мыс буы: 578 нм және 510 нм толқын ұзындығында сары және жасыл эмиссия.