Ionilaser

KryptonilaserEdit

Kryptonilaser on ionilaser, joka käyttää jalokaasu kryptonin ioneja vahvistusmediana. Laserin pumppaus tapahtuu sähköpurkauksella. Kryptonlasereita käytetään laajalti tieteellisessä tutkimuksessa, ja kaupallisessa käytössä, kun kryptonia sekoitetaan argoniin, syntyy ”valkean valon” lasereita, jotka ovat käyttökelpoisia laser-valoshow’ssa. Kryptonlasereita käytetään myös lääketieteessä (esim. verkkokalvon koagulaatioon), turvahologrammien valmistukseen ja moniin muihin tarkoituksiin.

Kryptonlaserit voivat lähettää näkyvää valoa lähellä useita eri aallonpituuksia, yleensä 406,7 nm, 413,1 nm, 415,4 nm, 468,0 nm, 476,2 nm, 482,5 nm, 520,8 nm, 530,9 nm, 568,2 nm, 647,1 nm ja 676,4 nm.

ArgonlaserEdit

Tämä argon-ionilaser säteilee sinivihreää valoa 488 ja 514 nm:n kohdalla

Argon-ionilaser keksittiin vuonna 1964 William Bridgesin toimesta Hughes Aircraft Companyssa, ja se kuuluu ionilasereiden perheeseen, joissa aktiivisena väliaineena käytetään jalokaasua.

Argon-ionilasereita käytetään verkkokalvon valohoitoon (diabeteksen hoitoon), litografiaan ja muiden lasereiden pumppaamiseen. Argon-ionilaserit säteilevät 13 aallonpituudella läpi näkyvän ja ultraviolettispektrin, mukaan lukien: 351,1 nm, 363,8 nm, 454,6 nm, 457,9 nm, 465,8 nm, 476,5 nm, 488,0 nm, 496,5 nm, 501,7 nm, 514,5 nm, 528,7 nm ja 1092,3 nm. Yleisimmin käytetyt aallonpituudet ovat kuitenkin näkyvän spektrin sinivihreällä alueella. Näitä aallonpituuksia voidaan käyttää vedenalaisessa viestinnässä, koska merivesi on melko läpinäkyvää tällä aallonpituusalueella.

Useista väreistä (aallonpituuksista) koostuva argonlasersäde osuu piidiffraktiopeiliristikkoon ja jakautuu useiksi säteiksi, yksi kullekin aallonpituudelle (vasemmalta oikealle):

Yleiset argon- ja kryptonlaserit kykenevät lähettämään jatkuva-aaltoista (CW) säteilyä, jonka teho on muutamasta milliwatista kymmeniin watteihin. Niiden putket on tavallisesti valmistettu nikkelistä valmistetuista päätykelloista, kovar-metalli-keraamisista tiivisteistä, berylliumoksidikeramiikasta tai volframilevyistä, jotka on asennettu kuparilämmönjakajaan keraamisessa vuorauksessa. Varhaisimmat putket olivat yksinkertaisia kvartsiputkia, minkä jälkeen niitä seurasivat grafiittikiekoilla varustetut kvartsiputket. Verrattuna helium-neonilasereihin, jotka vaativat vain muutaman milliampeerin syöttövirran, kryptonlaserin pumppausvirta on useita ampeereja, koska kaasu on ionisoitava. Ionilaserputki tuottaa paljon hukkalämpöä, ja tällaiset laserit vaativat aktiivista jäähdytystä.

Tyypillinen jalokaasu-ionilaserplasma koostuu suurivirtaisesta hehkupurkauksesta jalokaasussa magneettikentän läsnä ollessa. Tyypilliset jatkuva-aaltoplasman olosuhteet ovat virrantiheydet 100-2000 A/cm2, putken halkaisija 1,0-10 mm, täyttöpaineet 0,1-1,0 Torr (0,0019-0,019 psi) ja aksiaalinen magneettikenttä suuruusluokkaa 1000 gauss.

William R. Bennett, ensimmäisen kaasulaserin (helium-neonilaser) toinen keksijä, havaitsi ensimmäisenä spektriset reiänpolttoefektit kaasulasereissa ja loi teorian ”reiänpoltto”-efekteistä laseroskillaatiossa. Hän oli mukana löytämässä lasereita, jotka käyttävät elektroni-iskuherätystä jokaisessa jalokaasussa, dissosiatiivista herätteensiirtoa neon-happilaserissa (ensimmäinen kemiallinen laser) ja törmäysherätystä useissa metallihöyrylasereissa.

Muita kaupallisesti saatavilla olevia tyyppejäEdit

• Ar/Kr: Argonin ja kryptonin sekoituksella voidaan saada aikaan laser, jonka ulostulon aallonpituudet näyttävät valkoiselta valolta.
• Helium-kadmium: sininen laseremissio 442 nm:ssä ja ultravioletti 325 nm:ssä.
• Kuparihöyry: keltainen ja vihreä emissio 578 nm:ssä ja 510 nm:ssä.

ExperimentalEdit

• Xenon
• Jodi
• Happi