شرح ليزر هيليوم نيون (شرح طريقة العمل)

أهلاً بك يا بطل في منصة المأذون!

ليزر الهيليوم-نيون (He-Ne Laser) هو من أشهر أنواع الليزر الغازي، ويعمل على إنتاج ضوء ليزر مرئي (لونه أحمر). دعنا نبسط طريقة عمله في خطوات واضحة:

مكونات جهاز ليزر الهيليوم-نيون:

• الوسط الفعال: خليط من غازي الهيليوم والنيون بنسبة (10 هيليوم : 1 نيون) تحت ضغط منخفض جداً (حوالي 0.6 مم زئبق).
• مصدر الطاقة: مجال كهربي عالي التردد أو فرق جهد مستمر عالٍ لإحداث تفريغ كهربي.
• التجويف الرنيني: مرآتان متوازيتان عند نهايتي الأنبوبة، إحداهما عاكسة تماماً والأخرى شبه منفذة.

طريقة العمل (خطوة بخطوة):

• 1. إثارة الهيليوم: عند تشغيل فرق الجهد العالي، تكتسب ذرات الهيليوم طاقة وتثار إلى مستويات طاقة عليا (شبه مستقرة).
• 2. نقل الطاقة للنيون: تصطدم ذرات الهيليوم المثارة بذرات النيون غير المثارة (تصادماً غير مرن). ولأن مستويات الطاقة شبه المستقرة للهيليوم والنيون متقاربة جداً، تنتقل الطاقة للنيون وتثار ذراته.
• 3. الإسكان المعكوس: تتراكم ذرات النيون في مستوى الطاقة شبه المستقر، ويتحقق وضع الإسكان المعكوس (عدد الذرات في المستوى المثار أكبر من المستوى الأرضي).
• 4. الانبعاث التلقائي والمستحث: تهبط بعض ذرات النيون تلقائياً مطلقة فوتونات طاقتها \( E = h\nu \). تصطدم هذه الفوتونات بذرات نيون أخرى مثارة قبل انقضاء فترة عمرها، مما يؤدي إلى الانبعاث المستحث وخروج فوتونات مترابطة.
• 5. التكبير: تنعكس الفوتونات ذهاباً وإياباً بين المرآتين (التجويف الرنيني)، وتتضاعف أعدادها بالانبعاث المستحث حتى تصل لشدة معينة، فيخرج شعاع الليزر من المرآة شبه المنفذة.

📚 لشرح أعمق ومسائل تطبيقية أكتر، اشترك في منصة المأذون.