[科普中国]-氦氖激光器

介绍

氦氖激光器是以中性原子气体氦和氖作为工作物质的气体激光器。以连续激励方式输出连续激光。在可见光和近红外区主要有0.6328微米、3.39微米和1.15微米三条谱线，其中0.6328微米的红光最常用。 氦氖激光器的输出功率一般为几毫瓦到几百毫瓦。

结构分类氦氖激光器结构一般有三种形式：

①内腔式(结构如 图1)。放电管与谐振腔固定在一起。

②外腔式。放电管与谐振腔完全分开。

③ 半内腔(或半外腔)式。谐振腔中的一块反射镜与放电管固定在一起，另一块则与放电管分开。

放电毛细管内充以氦氖混合气体，其气压比为 5∶1到10∶1，总压强为133.3～266.6帕(1～2 毫米汞柱)。激光工作物质是氖，起受激辐射作用，氦为辅助气体，起传递能量作用。放电管的阳极一般用钨棒制成，阴极为铝或钼圆筒。

内腔式激光器使用方便，无需调整谐振腔，反射镜 和放电管之间没有窗片相隔，光能损失少，但因放电使管受热变形导致激光输出下降，稳定性变差，且管长度越长，稳定性越差。

外腔式激光器放电管两端固定两块呈一特殊倾角的窗片。 反射镜安装在窗片外，可进行调整以适应多种实验的要求。腔体受温度影响较小，输出的激光为线偏振光。缺点是使用不方便，窗片与轴线的夹角不易调准，影响输出功率。

半外腔式激光器综合上述两种结构的优点，是一种比较理想的激光器。氦氖激光器的输出功率和激光频率的稳定性容易控制，光束的单色性、相干性和方向性均好，器件寿命长，结构简单，价格较低，在工农业生产、科研和教学等方面的应用日趋广泛，尤其在精密计量、准直导向、流体的流速流量测量和全息照相等方面发挥着重要作用。

应用氦氖激光器已经被人们应用得非常普遍。但氦氖激光器又存在一定的缺点，激光器的效率较低，功率也不够大。所以在激光外科手术、钻孔、切割、焊接等这些行业中，人们现在大多换成采用 CO2激光器、脉冲激光器或者是半导体激光器等大功率激光器。因为氦氖激光器具有工作性质稳定、使用寿命比较长的特点，因而现在对于氦氖激光器在流速和流量测量方面得到了更加普遍的开发和利用，同时在精密计量方面的应用也非常广泛。 1