Когда заселенность метастабильных уровней (уровни и
в
лазере) становится достаточной, возникает индуцированное когерентное
излучение. С энергетической точки зрения это возникает тогда,
когда энергия, накопившаяся в результате процесса усиления излучения
активной средой при многократном повторении процесса за счет
отражения от зеркал резонатора, становится больше энергии потерь.
Наиболее интенсивное излучение в видимой части спектра в
лазере дает переход
с длиной волны
(красный луч
лазера).
Коэффициент усиления активного элемента гелий-неонового лазера зависит
от длины трубки, у разных его конструкций она может быть
от
до
. От длины трубки зависит также расходимость
лазерного луча. Реально получена расходимость 1-2 минуты.
Рис. 1.4 [Сечение газоразрядной трубки типичного газового лазера.
1 - сечение
торцовых пластинок,
наклоненных к оси трубки (оси резонатора лазера) под углом Брюстера;
2 -
стенки трубок; 3 - электроды]
Выходные окна трубки лазера располагаются под углом
Брюстера к оптической оси (рис.1.4). Это, во-первых, увеличивает степень
поляризации лазерного луча, а, во-вторых, уменьшает потери при
отражении от выходных окошек трубки. (При угле Брюстера поляризованные в
плоскости падения лучи полностью без отражения проходят
через границу раздела двух сред.)
Кроме очень высокой степени направленности (малой расходимости)
лазер обладает и очень высокой стабильностью частоты. Область частот
,
в которой может происходить генерация определяется
шириной спектральной линии атомов
, из которой резонатор вырезает более
узкие линии, соответствующие собственным частотам резонатора.
Таким образом лазерное излучение обладает высокой степенью когерентности, монохроматичности, поляризации, малой расходимостью и большой спектральной плотностью мощности.