El láser de helio (He) y neón (Ne) se patentó en 1960 y fue el primero de su tipo en utilizar gases como materia prima. Sin embargo, su vigencia se sostiene en el tiempo. Actualmente, se ocupa en áreas industriales y científicas. Llegan incluso a utilizarse en demostraciones de laboratorio en el campo de la óptica y en laboratorios docentes. ¡Conozcamos el láser helio neón!
Esta última área de acción se debe a que los dos gases nobles que se ocupan en el proceso tienen una reactividad química sumamente baja, y no son inflamables. Consecuentemente, proporcionan un ambiente de trabajo seguro en función de la exposición de menores. Además, el láser de helio y neón es económico y de fácil manejo en comparación a otros de su tipo.
Los centros activos de estos equipos son los átomos de neón. Pero la excitación de éstos se realiza a través de las partículas de helio. Una mezcla típica contiene siete partes de He por una parte de Ne. Un ejemplo de fórmula especifico seria 85% He-15% Ne. La mixtura se contiene dentro de en un tubo de vidrio cerrado y con poca presión.
Dichas cavidades resonantes son sumamente pequeñas, no rebasa los 50 centímetros y que normalmente es de unos 15 o 20 centímetros. Este espacio está formado por dos espejos, uno espejo plano de alta reflectancia en un extremo, y otro cóncavo con una transmisión de un 1% al otro lado. También, necesita en el interior un agente de activación. En este caso, una pequeña descarga eléctrica de unos 1.000 voltios, la cual proviene de dos electrodos situados a cada extremo del contenedor.
Proceso de emisión del láser de helio y neón
Las potencias de salida del láser de helio oscilan entre 1-100 megavatios. Las longitudes de onda en la parte roja del espectro visible son de 632,816 nanómetros en el aire y 632,991 en el vacío.
El proceso de emisión de láser de helio-neón inicia con el choque de los electrodos que generan la energía eléctrica. Para ser exactos, primero se activan las partículas de helio y estas, al chocar con las moléculas de neón en estado fundamental, también las excita. Es decir, que estos gases nobles se mantienen colisionando hasta obtener una inversión de población entre los niveles electrónicos del elemento Ne.
Luego ocurre una emisión estimulada o espontanea que desactiva paulatinamente los átomos gaseosos involucrados en el proceso. De allí proviene el haz de luz, que dependiendo del espejo seleccionado cambia la longitud de onda y la emisión infrarroja. Como consecuencia los destellos pueden ser verdes, naranjas o amarillas. Finalmente, ocurre una transición que genera una caída brusca de los niveles electrónicos de las partículas activas. Esto las lleva a su estado fundamental inmediatamente culminando con el proceso.
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