레 이 저 (LASER)

* 레이저 종류

1. 헬륨-네온 레이저

헬륨-네온 기체 레이저는 다른 방법으로 밀도 반전을 이룬다. 70% 정도의 헬륨과 10% 정도의 네온의 혼합체르 낮은 압력(0～1 nmHg) 상태로 양 끝에 평행한 거울이 달린 유리판에 넣는다. 그 거울 중 하나는 약간 투명하다. 거울 사이의 반파장의 정수배이다. 고주파 교류 전원에 연결된 전극에 의해 전기 방전이 일어난다. 방전에 의해 생긴 전자와의 충돌로 He와 Ne원자들은 각각 바닥 상태로부터 각각 20.61 eV와 20.66 eV위에 있는 준안정 상태로 여기 된다. 여기 된 He 원자들 중 일부는 바닥 상태의 Ne 원자와의 충돌에 의해 그들의 에너지를 더하여 Ne 원자에 주게 된다. 그러므로 He원자의 목적은 Ne원자의 밀도 반전을 도와주는데 있다.
헬륨 네온 레이저는 연속적으로 동작
Ne 원자에서의 레이저 전이는 20.66 eV인 준안정 상태에서 18.70 eV에 있는 한 여기 상태로 떨어지면서 632.8 nm인 광자를 방출하는 것이다. 그리고 나서 또 하나의 광자가 더 낮은 준안정 상태로의 전이에서 자발적으로 방출되나, 이 전이에서는 단지 결맞지 않는 빛을 방출한다. 나머지 여기 에너지는 관의 벽과의 충돌에 의해 잃게 된다. 루비 레이저에서 제논 섬광 램프에 의한 순간 여기와는 달리 전자의 충돌에 의한 He와 Ne 원자의 여기는 지속적으로 일어나므로 He-Ne 레이저는 연속적으로 작동한다.
루비 레이저에서는 최소한 이온들의 반이 준안정 상태에 있어야 한다. 그렇지 않으면 유도 방출보다는 유도 흡수가 더 크게 일어나고, 레이저 증폭은 일어나지 않는다. He-Ne 레이저에서는 레이저 전이의 마지막 상태(Ne의 18.70 eV 준위)가 바닥 상태보다 위에 있으므로 보통의…