kaasulaserityypit

Kaasulaserit ovat lasersäteilyä tuottavia laitteita, joissa laservälineenä käytetään kaasuseosta tai muuta kaasumaista ainesosaa. Kaasuksi voi olla yksittäinen atomi, molekyyli tai seos, ja viritys tapahtuu useimmiten sähköpurkauksella, optisella pumpauksella tai kemiallisella reaktiolla. Kaasut mahdollistavat laajan levasäteilyalueen sekä hyvän beam qualityn, ja ne ovat sekä teollisuudessa että tutkimuksessa yleisesti käytettyjä.

Kaasulaserien yleisiä pumppausmenetelmiä ovat sähköinen purkaus, jossa kaasuun syötetään sähköä, sekä optinen pumpaus, jossa kaasua pitää kiinni ulkopuolisia valo- tai impulssipaineita. Joissakin kaasulaseissa käytetään kemiallista reaktiota, jolloin reaktioiden energian siirtäminen tuottaa laservalon. Kaasun etuja ovat korkea lämpökapasiteetti, kyky tuottaa useita aallonpituuksia ja erilaisten kaasuseosten mahdollistama laaja käyttölämpötila- ja tehoväli.

Muita tärkeitä kaasulaserityyppejä ovat CO2-laser, helium-neon (He-Ne) -laser, typpilaser (N2-laser), argon-ion (Ar+) ja krypton-ion (Kr+) -laseet sekä eksimerilasereita koskevat molekyylidynamiikat argon KrF, XeCl ja ArF. CO2-laser tuottaa pääosin infrapunaisella alueella (noin 9,3–10,6 mikrometriä) ja on suosittu materiaalinkäsittelyssä sekä hitsauksessa. He-Ne-laser antaa näkyvän punaista valoa (noin 632,8 nm) ja on perinteinen referenssilaser. Ar- ja Kr-ion laserit tuottavat sinivihreää ja vihreää sekä punaista valoa sekä soveltuvat lääketieteeseen ja tutkimukseen. Eksimerilaseret tuottavat erittäin lyhyitä UV-pineitä (esim. 193, 248 ja 308 nm) ja niitä käytetään mikrolithografiassa ja mikrooimauksessa. Lisäksi on olemassa kaasupohjaisia kemiallisia laseja, kuten HF- ja DF-laserit, joita hyödynnetään suuritehoisiin lasersäteilyihin.

Käytännön sovellukset vaihtelevat merkittävästi: materiaalinkäsittely, leikkaus ja hitsaus, lääketiede ja henkiökohtaisten tutkimusten analyysi. Kaasukaasujen valinta vaikuttaa sekä tehoon että säteen ominaisuuksiin, ja suuret vaatimukset voivat edellyttää erityisiä suojauksia sekä jäähdytystä. Kaasulaserit muodostavat yhden tärkeän osuuden modernin lasertekniikan kirjoa.