Das He-Ne Energieschema

Der He-Ne Laser war der erste kontinuierlich arbeitende Laser. Einer der Gründe dafür war, daß das He-Ne Energieschema durch spektroskopische Untersuchungen gut bekannt war. Im Bild 1.4.1 sind nur die Niveaus eingezeichnet die für die Anregungs - und Laserprozesse bei der Wellenlänge von 632 nm von Bedeutung sind. Die Zustände 2¹S₁ und 2¹S₀ des Heliums sind metastabil, optische Übergänge in den Grundzustand sind also nicht möglich. Die s Zustände des Heliums werden durch Elektronenstöße erreicht. Der 2¹S₀ Zustand liegt etwas unter dem Niveau des 3s Neonniveau, die thermische Energie reicht allerdings aus. um die Lücke zu überwinden. Neben den Elektronenstößen gibt es noch die Atomstoße: Ein angeregtes Heliumatom gelangt in den Grundzustand, weil es seine Energie zur Anregung eines Neonatoms abgibt. Beide Prozesse bilden die Grundlage für die Erzeugung der Besetzungsinversion im Ne-System. Die Lebensdauer der s Zustände des Neons ist etwa 10 mal höher als die der p Zustände. Das 2s Niveau entleert sich durch spontane Emission in den 1s Zustand. Da der optische Übergang in den tieferen Zustand ``verboten'' ist, erfolgt die Abregung der Neonatome durch Stöße mit der Kapillarwand. Neon besitzt eine Vielezahl derartiger Übergänge, optische Übergänge erfolgen allerdings nur von dem 3s $_2\rightarrow$ 2p_i. Übergänge im Infrarotbereich erfolgen von 2s $_i\rightarrow$ 2p_i.