لیزر هلیوم نئون چیست؟

هلیوم و کاربردهای آن

به دلیل داشتن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد، هلیوم دارای کاربرد های متعدد و در حال گسترشی در حوزه پزشکی شده است. بی اثر بودن و عدم واکنش پذیری آن یکی از مهم ترین ویژگی های آن است.طی جنگ جهانی اول از هلیوم به عنوان گاز بالابرنده غیر آتشگیر برای پر کردن بالن ها استفاده می کردند. مصارف هلیوم در اعمال بالینی کنونی بسیار زیاد است که اکنون به یکی از این مصارف می پردازیم.

بررسی اجمالی لیزر هلیوم

لیزر هلیوم-نئون، نوعی لیزر گازی کوچک با کاربرد های صنعتی فراوان و کاربری های علمی است. این دسته از لیزر ها در طول موج 632.8 نانومتری (محدوده قرمز نور مرئی) کار می کنند.

خط تورلبس لیزر های گازی هلیوم نئون توان خروجی پایداری از 0.5 تا 35 میلی ولت دارند. بسته به مدل انتخاب شده، خروجی می تواند به صورت خطی و یا به صورت تصادفی قطبی شده باشد.

به طور متوسط مخلوط هلیوم و نئون با نسبت 5 به 1 یا 20 به یک با فشار کم در تیوب شیشه ای درز بندی شده استفاده می شوند. منبع برانگیختگی این لیزر ها تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا از طریق آند و کاتد در دو انتهای شیشه ی حاوی مخلوط گازی است. حفره ی نوری لیزر هلیوم نئون شامل آینه ای تخت با بازتاب بالا در یک انتهای لوله ی لیزر و یک آینه ی جفت مقعر در خروجی لیزر است.

قطبش هلیوم نئون

خروجی لیزر هلیوم نئون قطبیده نشده، شامل نوسان سریع و پرتو خطی قطبی شده است که در مقیاس زانی نانو ثانیه تغییر جهت می دهد. لیزر های قطبیده نشده برای کاربرد هایی که در آن ها عناصر قطبی در مسیر پرتو وجود ندارند، مناسب است و لیزر های قطبیده شده ی هلیوم نئون برای کاربرد های حساس نسبت به قطبش مناسب اند.

پهنای لیزر هلیوم نئون

لیزر هلیوم نئون قرمز در هوا 632.816 نانومتر است. طول موج آن به دلیل انبساط حرارتی حفره و عوامل خارجی منحنی می شود.

کاربرد های لیزر هلیوم نئون

مترولوژی

تجهیزات نظارتی اتاق تولیدات لوازم الکترونیکی

دسته بندی مواد غذایی

سیاتومتری جریان

میکروسکوپ کانفوکال

تجهیزات پزشکی و تصویر برداری

نظارت بر تاری دید

تراز

سیستم های هدایت بصری دریایی

سطح انرژی لیزر هلیوم نئون

فرآیند لیزر در یک لیزر هلیوم نئون، با برخورد الکترون ها و تخلیه الکتریکی اتم های هلیوم آغاز می شود. اتم های گاز هلیوم ابتدا برانگیخته شده و سبب برانگیته شدن اتم های نئون می شوند. بازگشت این اتم ها از حالت برانگیخته منجر به انتشار نور لیزر می گردد. قدرت خروجی لیزر هلیوم نئون محدود است. زیرا سقف سطح انرژی نئون با جریان بالا اشباع می شود و سطح پایین انرژی به صورت خطی با جریان الکتریکی تغییر می کند.

نقش محیط

نقش محیط در عملکرد بهینه لیزر های هلیوم نئون قابل اغماض نیست. در محیط های آلوده، نور نیز آلوده می شود و توان خروجی به سطحی کمتر از انچه مورد انتظار است نزول می کند. پرتو های خروجی نا پایدار ممکن است به علت محیط دارای نویز و یا دارای منابع ایجاد لرزش باشند. نصب و قرار گیری مناسب روی یک پایه می تواند تاثیر ارتعاشات محیطی را کاهش دهد. درجه حرارت متغیر محیط نیز ممکن است بر خروجی لیزر هلیوم نئون تاثیر داشته باشند.

منبع : thorlabs