ليزر الهيليوم - نيون

ليزر   الهيليوم –نيون

تركيبه :

1- انبوبة من زجاج الكوارتز بها خيط من غازى الهيليوم والنيون بنسبة 1:10 على الترتيب تحت ضغط منخفض حوالى0.6 mmHg

2- مرأتان مستويتان متوازيتان ومتعامدتان على محور الانبوبة احداهما عاكسة (معامل انعكاسها 99.5%) والاخرى شبة منفذة ( معامل انعكاسها 98%)

3- مجال كهربى عالى التردد او فرق جهد عالى مستمر يسلط على الغاز داخل الانبوبة لاحداث تفريغ كهربى واثارة ذرات الهيليوم والنيون .

شرح العمل

1-يعمل فرق الجهد الكهربى على اثارة ذرات الهيليوم الى مستويات طاقة اعلى

2- تصطدم ذرات الهيليوم المثارة تصادما غير مرنا مع ذرات نيون غير مثارة  فتنقل طاقة الاثارة لها

3- باستمرار التصادم بين ذرات الهيليوم المثاره وذرات النيون الغير مثاره تتراكم ذرات النيون المثاره فى مستوي طاقة شبه مستقر(فترة العمر له طويله نسبيا) فيتحقق وضع الاسكان المعكوس

4-تهبط بعض ذرات النيون تلقائياالى مستوى اقل وينطلق فوتونات بصورة عشوائية فى جميع الاتجاهات

5- تسقط الفوتونات الخارجه موازية لمحور الانبوبة على احدى المراتين وتنعكس الى داخل الانبوبة ولا تستطيع الخروج فتمرعلى ذرات مثارة(فى مستوى الاثاره شبه المستقر) قبل انتهاء فترة العمر لها  فيحدث انبعاث مستحثوتخرج الفوتونات المترابطه ( لها نفس الطاقه والاتجاه والطور )

6-  تتكرار الانعكاسات عدة مرات ويتضاعف عدد الفوتونات فيحدث تضخيم وتكبير لشدة شعاع الليزر الى حد معين فيخرج جزء منه من المراه شبة المنفذه على شكل شعاع ليزر وما يتبقى داخل الانبوبه يكمل الانبعاث المستحث  وانتاج الليزر

7- ذرات النيون التى هبطت الى مستوى اقل تفقد(بعد فتره وجيزه)ما تبقى بها على صور عديده( مثل حرارة)وتعود للمستوى الارضى لتثار الى المستوى شبه المستقربالتصادم مع ذرات الهيليوم

8- ذرات الهيليوم التى فقدت طاقتها تثار مرة اخرى للتفريغ الكهربى

المستوى شبه المستقر  
 مستوى طاقة يتميز بطول فترة العمر له حولى 10-³

 لماذا تم  اختيار غازى الهيليوم والنيون ؟ 
بسبب تقارب مستويات الطاقة شبه المستقرة فيهما

 لماذا 
يشترط وضع الاسكان المعكوس فى الليزر ولا يشترط فى المصادر الاخرى ؟

لان الفعل الليزرى مبنى على تواجد معظم الذرات فى مستوى الاثاره حتى يكون الانبعاث المستحث هو السائد

 لماذا 
يعتبر ليزر الهيليوم نيون مثالا لتحويل الطاقة الكهربية إلى طاقة ضوئية وحرارية

لأن فيه تثار ذرات الهيليوم عن طريق التفريغ الكهربي ( طاقة كهربية ) ثم تصطدم ذرات الهيليوم بذرات النيون فتنتقل الطاقة لذرات النيون التي عندما تهبط بالابنبعاث المستحث ينتج شعاع الليزر وهو طاقة ضوئية ، وعند الهبوط للمسوى الأرضي تشع حرارة