1.5. Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда в разреженных газах
Типы газоразрядных лазеров.
Для возбуждения газовых лазеров широко применяется метод накачки, использующий самостоятельный электрический разряд в активной среде. Такие лазеры принято называть газоразрядными. Они работают на весьма разреженных газовых средах; давление газа составляет примерно 1—10 мм рт. ст.
Различают три типа газоразрядных лазеров: генерирующие на переходах между уровнями ионов (лазеры на ионизированных газах — ионные лазеры); генерирующие на переходах между уровнями нейтральных атомов (лазеры на нейтральных атомах, или лазеры на атомных переходах); генерирующие на переходах между уровнями молекул (лазеры на молекулярных переходах — молекулярные лазеры). Активными центрами в указанных трех типах лазеров являются соответственно свободные ионы, свободные атомы, свободные молекулы.
Ионные лазеры генерируют главным образом в видимой, а также в ближней ультрафиолетовой области спектра (примерно от 0,3 до 1 мкм). Лазеры на атомных переходах генерируют в более широком диапазоне длин волн — от 0,4 до 100 мкм; при этом основное число лазерных переходов попадает в область 1—20 мкм.
Наиболее широк диапазон длин волн генерации у молекулярных лазеров. Молекулярные лазеры, работающие на переходах между вращательными уровнями одного и того же электронного и колебательного состояния молекулы (чиста вращательные переходы), генерируют в широкой инфракрасной области примерно от 10—20 мкм до нескольких сотен микрометров. Молекулярные лазеры, работающие на переходах между колебательными уровнями одного и того же электронного состояния молекулы (колебательновращательные переходы), генерируют инфракрасное излучение в основном в диапазоне 5—50 мкм. Молекулярные лазеры могут генерировать также на переходах между электронными состояниями молекулы; в этом случае длины волн генерации попадают в видимую или ультрафиолетовую области спектра (примерно 
мкм).
Колебательно-вращательные переходы в молекулярных лазерах подчиняются правилам отбора:
где 
и 
— соответственно колебательное и вращательное квантовые числа; 
— изменения этих чисел при переходе. При 
говорят от 
-ветви переходов. Переходы с вращательного уровня 
верхнего колебательного состояния на уровень 
нижнего
Рис. 1.25
Рис. 1.26
колебательного состояния относят к Р-ветви. Переходы с вращательного уровня 
верхнего колебательного состояния на уровень 
иижиего относят к 
-ветви.
