Aufbau eines HeNe Gaslasers
Ein HeNe-Gaslaser (Helium-Neon-Gaslaser) besteht aus mehreren Hauptkomponenten, die zusammen den Laserprozess ermöglichen. Der allgemeine Aufbau eines HeNe-Gaslasers umfasst:
- Gasentladungslampe
- Gasmischung: Der Laser verwendet eine Mischung aus Helium (He) und Neon (Ne), typischerweise im Verhältnis 10:1. Helium hilft dabei, die Neonatome in einen angeregten Zustand zu versetzen, was die lasing-Prozesse im Neonatom ermöglicht.
- Lasermedium: Die lasing-Übergänge finden hauptsächlich in Neonatomen statt, und die Emission erfolgt in der Regel im roten Bereich des Spektrums (z.B. bei 632,8 nm).
- Elektrische Entladung
- Um die Gasmischung zu ionisieren und die angeregten Zustände der Atome zu erzeugen, wird eine Hochspannung an die Elektroden angelegt, die in der Gasröhre angebracht sind. Die Elektronen in der Entladung stoßen mit den Gasatomen zusammen und regen diese an.
- Resonator (Optischer Resonator)
- Spiegel: Der Resonator besteht typischerweise aus zwei Spiegeln, die die Lichtstrahlen reflektieren und verstärken:
- Ein Spiegel ist voll reflektierend (d.h. er lässt kein Licht durch).
- Der andere Spiegel ist teilweise reflektierend (d.h. er lässt einen Teil des Lichts als Laserstrahl durch).
- Der Resonator sorgt dafür, dass nur Licht bestimmter Wellenlängen, die mit den Lase-Übergängen der Neonatome übereinstimmen, verstärkt wird. Er verstärkt das Licht durch wiederholte Reflexionen zwischen den Spiegeln.
- Laserstrahl (Ausgangsstrahl)
- Das erzeugte Licht wird durch den teilweise reflektierenden Spiegel aus dem Resonator herausgelassen. Dieser Lichtstrahl ist kohärent und monochromatisch, was bedeutet, dass er eine konstante Wellenlänge und eine feste Phasenbeziehung über lange Distanzen hinweg behält.
- Kühlung
- HeNe-Laser erzeugen relativ wenig Wärme im Vergleich zu anderen Lasern, aber es ist trotzdem notwendig, die Gasmischung bei einer stabilen Temperatur zu halten. Manchmal werden Heizvorrichtungen oder Kühlmechanismen eingesetzt, um eine konstante Temperatur zu gewährleisten und die Leistung des Lasers stabil zu halten.
Zusammenfassung des Aufbaus:
- Gasröhre mit He-Ne-Gemisch
- Hochspannungsquelle zur Erzeugung einer Entladung
- Resonator (mit zwei Spiegeln)
- Laserstrahl, der durch den teilreflektierenden Spiegel austritt
- Kühlung und Temperaturkontrolle
Der HeNe-Laser hat eine lange Geschichte als stabiler und zuverlässiger Laser und wird oft für Anwendungen wie Laseroptik, Messtechnik, und in der Medizin eingesetzt.