لیزر هلیوم-نئون (Helium-Neon Laser - HeNe)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر هلیوم-نئون (Helium-Neon Laser - HeNe) :
Helium-Neon (HeNe) Laser یکی از معروف ترین و پرکاربردترین لیزرهای گازی است که برای اولین بار در سال ۱۹۶۱ ساخته شد. این لیزر از مخلوط گازهای هلیوم و نئون (به نسبت حدود ۱۰:۱) در یک لوله تخلیه الکتریکی استفاده می کند. طول موج اصلی آن ۶۳۲٫۸ نانومتر (قرمز) است، اما می تواند در طول موج های دیگر مانند ۵۴۳ نانومتر (سبز)، ۵۹۴ نانومتر (زرد)، ۶۱۱ نانومتر (نارنجی) و ۱٫۱۵ میکرون (مادون قرمز) نیز کار کند. توان خروجی آن معمولا کم است (از چند میلی وات تا چند ده میلی وات).
مکانیزم عملکرد HeNe مبتنی بر انتقال انرژی از اتم های هلیوم به اتم های نئون است. با اعمال ولتاژ بالا، الکترون ها با اتم های هلیوم برخورد کرده و آنها را به ترازهای برانگیخته ۲s و ۲s (با طول عمر نسبتا طولانی) می برند. این ترازها با ترازهای ۵s و ۴s نئون همخوانی نزدیکی دارند. در اثر برخورد، انرژی از هلیوم به نئون منتقل شده و باعث ایجاد وارونی جمعیت در نئون می شود. گسیل القایی بین ترازهای ۵s → ۳p (منجر به نور قرمز ۶۳۲٫۸ نانومتر) و سایر انتقال ها رخ می دهد. ترازهای پایینی (۳p) با واپاشی سریع به تراز ۱s و سپس به تراز پایه تخلیه می شوند.
از لیزر HeNe در کاربردهای بسیار متنوعی استفاده می شود: هم ترازی (alignment) در تجهیزات صنعتی و ساختمانی (تراز لیزری)، بارکدخوان ها (اسکنرهای فروشگاهی)، هولوگرافی (به دلیل همدوسی بالا)، طیف سنجی، تحقیقات علمی (آموزش فیزیک لیزر)، و پزشکی (برخی کاربردهای درمانی کم توان). همچنین در دستگاه های اندازه گیری دقیق (لیزر رنج فایندر) و تداخل سنجی استفاده می شود.
مزایای HeNe شامل کیفیت بالای پرتو (مد پایه گوسی با M² نزدیک به ۱)، پایداری طول موج خوب، طول عمر بالا (ده ها هزار ساعت)، و نویز کم است. معایب آن بازده پایین (کمتر از ۰٫۱٪)، توان کم، و نیاز به ولتاژ بالا (چند کیلوولت) برای تخلیه است. با ظهور لیزرهای دیودی ارزان قیمت، استفاده از HeNe در بسیاری از کاربردها کاهش یافته است، اما به دلیل کیفیت پرتو و همدوسی بالا، هنوز در هولوگرافی، تداخل سنجی و آموزش کاربرد دارد. HeNe از نظر تاریخی اهمیت زیادی دارد و به عنوان اولین لیزر گازی پیوسته، نقش مهمی در توسعه علم لیزر ایفا کرد.
