Laser He – Ne merupakan salah satu tipe laser dimana medium aktif dari laser ini adalah gas helium neon. Laser He-Ne sering digunakan dalam bidang optik dikarenakan compact, portable dan mudah digunakan sebagai sumber cahaya yang terlihat untuk berbagai keperluan seperti penilitian.
Mekanisme populasi inverse pada laser He-Ne meliputi kombinasi dari tumbukan electron He dengan taranfer electron dari helium ke neon. Perbandingan campuran gas ini berkisar 90% helium dan 10% neon. Senyawa gabungan gas helium dan neon ditempatkan pada rongga tertutup, resonant cavity, yang diapit oleh dua buah cermin. Salah satu cermin memantulkan berkas foton secara sempurna dan yang lainya memantulkan sebagian. Pemantulan dari cermin ini berfungsi untuk memperkuat cahaya laser. Ketika terjadi proses penembakan gas, electron akan terakslerasi turun dari tabung yang kemudian akan menumbuk atom helium, sehingga atom tersebut akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Gambar berikut ini menjelaskan tingkat energi relatif dari helium dan neon. Atom helium sangat mudah tereksitasi ke tingkat energi F2 dan F3. Pada tingkat ini energi atom helium stabil (metastable) dan butuh waktu yang lama sebelum terjadi de-eksitasi. Sebagian besar eksitasi dari neon berhubungan dengan energi eksitasi tingkat F2 dan F3 dari helium. Dimana ketika atom helium pada tingkat F2 dan F3 bertumbukan dengan atom neon pada tingkat energi rendah E1 terjadi perpindahan energi. Terjadinya perpindahan energi ini mengakibatkan atom neon di tingkat E1 tereksitasi ke tingkat E4 dan E6. Hal ini membantu proses inversi populasi neon antara energi tingkat energi tinggi dan energi tingkat rendah E5 dan E3.
Proses selanjutnya yaitu terjadinya perpindahan tingkat energi atom neon dari tingkat energi tinggi E4 dan E6 ke tingkat energi rendah E3 dan E5 , yang menyebabkan emisi foton dengan panjang gelombang bervariasi, 339nm dan 632.8nm. Hubungan besarnya emisi foton (E) tersebut dengan panjang gelombang (λ) yang dipancarkan adalah :
Dimana
h = konstanta planck
c = kecepatan cahaya 3 . 108 m/s
Untuk menghasilkan output laser dengan frekuensi tertentu, maka digunakan design cermin sedemikian rupa yang hanya akan memantulkan frekuensi yang dibutuhkan.
magnafandy 