Informations sur les lasers ? l'h?lium neon

Posted by tomdede on January 2nd, 2017

Les lasers à hélium néon (HeNe) sont des lasers à gaz qui utilisent un mélange d'hélium et de néon pour réaliser un gain optique. Tous les pointeur laser 30000mW se composent de trois composants: une source d'énergie (ou pompe), un milieu de gain et un résonateur optique; Ces composants sont illustrés dans le diagramme ci-dessous. Essentiellement, la pompe fournit de l'énergie qui est amplifiée par le milieu de gain. Cette énergie est finalement convertie en lumière et est réfléchie par le résonateur optique qui émet ensuite le faisceau de sortie final.

Compte tenu de ces points communs, les lasers HeNe doivent se composer de trois principaux groupes de composantes:

• Une source de courant électrique à haute tension, qui fonctionne comme la pompe.
• Un mélange de gaz d'hélium et de néon à une concentration de 10: 1, qui agit comme milieu de gain du laser.
• Une série de miroirs fonctionnant comme le résonateur optique. Les lasers HeNe utilisent généralement au moins un miroir hautement réfléchissant pour rediriger le faisceau vers le point de sortie, ainsi qu'un coupleur de sortie pour focaliser le faisceau de sortie.

Lorsque la tension est appliquée à partir de l'alimentation, la cathode - qui est directement connectée au réservoir de gaz contenant le mélange HeNe - fournit le courant électrique. L'introduction de courant excite les atomes d'hélium, qui à leur tour excitent les atomes de néon, les faisant irradier l'énergie photonique à une longueur d'onde de 632.8 nm. Cette énergie est ensuite canalisée dans l'alésage du laser, où elle est réfléchie en arrière et en avant à travers le laser de réglage par deux miroirs hautement réfléchissants. Chaque fois que le faisceau est réfléchi, il se renforce en intensité. Puisque l'un des miroirs reflète 100% du rayonnement tandis que l'autre ne reflète que 99%, le 1% résultant est émis sous la forme d'un faisceau continu focalisé.

Certaines lasers HeNe n'utilisent pas de miroirs internes mais utilisent plutôt une seule fenêtre Brewster. Lorsqu'elle est montée selon un angle spécial (connu sous le nom d'angle de Brewster), la fenêtre polarise linéairement l'énergie, éliminant ainsi la nécessité pour le rayonnement de se réfléchir en permanence à l'intérieur du laser. L'utilisation d'une fenêtre Brewster résulte en un laser extrêmement efficace du fait que tout rayonnement est essentiellement émis comme un faisceau de sortie.

Les lasers au néon à l'hélium sont réputés pour leur longue durée de vie (jusqu'à 50 000 heures d'utilisation continue) en raison principalement du fait que seules deux conditions principales peuvent entraîner une diminution de l'efficacité ou une défaillance de l'appareil:

• Détérioration du revêtement d'oxyde de la cathode, qui peut éventuellement provoquer la pulvérisation d'aluminium.
• Fuite d'hélium due à un joint cassé ou à la diffusion à travers le verre; Cela peut entraîner une réduction de la capacité d'épreuve laser jusqu'à ce que le laser échoue complètement.

Les lasers au néon à l'hélium sont peu coûteux et simples à utiliser par rapport aux autres pointeur laser vert 10000mW à gaz. Ils ont été historiquement utilisés pour de nombreuses applications dans les domaines de la microscopie, balayage de codes à barres, spectroscopie, lecture de disques optiques, ingénierie biomédicale, métrologie et holographie. Depuis l'introduction et l'amélioration des lasers semi-conducteurs, cependant, de nombreux utilisateurs utilisent maintenant des diodes laser plus petites et plus efficaces au lieu des lasers HeNe, en particulier en microscopie confocale.

Comme indiqué ci-dessus, l'interaction d'atomes d'hélium excités avec des atomes de néon provoque une émission de rayonnement de 632,8 nm. Pour cette raison, une grande majorité de lasers HeNe émettent des faisceaux de 633 nm (rouges), cette longueur d'onde aboutissant au laser le plus simple et reposant sur l'interaction de base de la pompe électrique et du milieu gazeux. Toutefois, en utilisant des composants optiques spécialement revêtus, le faisceau de base 633 nm peut être modifié pour d'autres longueurs d'onde et couleurs. D'autres longueurs d'onde du néon à hélium commun comprennent 543,5 nm (vert), 594,1 (jaune), 611,9 (orange) et infrarouge à 1523 ou 3921 nm.

La puissance d'un laser est mesurée en watts (W) ou milliwatts (mW) et est utilisée pour décrire la puissance du faisceau laser 3000mW. Les lasers HeNe sont des dispositifs à puissance relativement faible, en particulier lorsqu'ils sont comparés à des lasers à gaz dioxyde de carbone, et ont typiquement des puissances comprises entre 0,5 mW et 50 mW.

Malgré les capacités de faible puissance de sortie, la sécurité laser est un sujet important à considérer lors de la discussion HeNe lasers malgré leur faible puissance typique. Même une fraction de seconde d'exposition directe à un laser 200 mW émettant 100 mètres de distance peut causer des dommages permanents aux yeux.