Ambito: Ottica, Spettroscopia
Datazione: 1960
Collocazione: Laboratorio di Fisica
Aspetto: Il mezzo di amplificazione del laser, come suggerisce il nome, è una miscela di gas elio e neon in proporzioni che vanno da 5:1 a 20:1, contenuti in un tubo di vetro a una pressione variabile a seconda della grandezza del tubo stesso, ma indicativamente pari a 50 Pa per centimetro di lunghezza del risuonatore contenuto nel tubo di vetro.
Funzione: Lo strumento è utilizzato come sorgente nella olografia e come luce di riferimento nella spettroscopia.
Esperimento: L’energia della fonte di pompaggio del laser deriva da una scarica elettrica di circa 1000V tra un anodo e un catodo posti agli estremi del tubo di vetro. La cavità ottica del laser è costituita di solito da uno specchio altamente riflettente a una estremità e da un accoppiatore (specchio semiriflettente) all’altra estremità, con una trasmissività verso l’esterno dell’1% circa. I laser a elio-neon sono in genere piccoli, con tubi laser da 15 a 50 cm e potenze ottiche in uscita da 1 a 100 milliwatt. Il fenomeno laser inizia in questo tipo di dispositivo con la collisione degli elettroni con gli atomi di elio: questi eccitano l’elio e lo portano dallo stato fondamentale agli stati eccitati 23S1 e 21S0, metastabili e a lunga vita. Gli atomi eccitati di elio collidono poi con quelli di neon cedendo loro l’energia ricevuta e portando gli elettroni del neon nello stato 3s2. Questo a causa di una coincidenza dei livelli energetici fra gli atomi di elio e quelli di neon. Il numero di atomi di neon che entra in stato di eccitazione cresce con il procedere delle collisioni con gli atomi di elio, causando alla fine una inversione di popolazione; l’emissione spontanea, stimolata dalle transizioni fra gli stati degli elettroni tra gli orbitali, causa alla fine l’emissione di luce laser della canonica lunghezza d’onda di 632.82 nm.
Studiosi Correlati: Ali Javan, William Bennet Junior, Donald Herriot