空氣可能是我們熟悉，也被認(rèn)為是廉價(jià)的東西。但在地球大氣層中，有一種氣體卻被譽(yù)為“黃金氣體”，在地球大氣層中所占的比例只有幾百萬(wàn)分之一，這就是氦氣。但實(shí)際上，氦氣深藏于地殼深處，一旦被開采出來(lái)，就會(huì)像氦氣球一樣飄散到天空，進(jìn)入宇宙空間。目前人類主要的氦氣來(lái)源就是開采石油和天然氣中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。

氦氣，英文名為Helium，化學(xué)元素符號(hào)為He，是種無(wú)色無(wú)味、低密度、不可燃的惰性氣體。它的沸點(diǎn)是零下268.9攝氏度，與人類所說(shuō)的零度只有一點(diǎn)點(diǎn)距離，所以氦氣在低溫領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用價(jià)值，被廣泛應(yīng)用于軍工、石化、制冷、醫(yī)療、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等高科技領(lǐng)域。

東京大學(xué)物性研究所里面的氦氣儲(chǔ)存罐圖據(jù)《日刊工業(yè)新聞》

在光電子產(chǎn)品領(lǐng)域，搭配氖氣的氦氖混合氣體是用作原子氣體激光發(fā)生器的主要工作物質(zhì)。氦氖激光器（Helium-Neon gas laser）是首先發(fā)明的氣體激光器，也是目前應(yīng)用領(lǐng)域很廣的一種激光器。

氦氖激光器的激光管內(nèi)的氣體在一定高的電壓及電流（在電場(chǎng)作用下氣體放電）下，管中的電子就會(huì)由負(fù)極以高速向正極運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)中與工作物質(zhì)內(nèi)的氦原子進(jìn)行碰撞，電子的能量傳給原子，促使原子的能量提高，基態(tài)原子躍遷到高能級(jí)的激發(fā)態(tài)。因?yàn)榉烹姽苌纤拥碾妷?，電流連續(xù)不斷供給，原子不斷地發(fā)生碰撞，產(chǎn)生了激光輸出須具備的基本條件。

He-Ne氣體在發(fā)生受激輻射時(shí)，分別發(fā)出波長(zhǎng)3.39μm，632.8nm，1.53μm三種波長(zhǎng)激光，除632.8nm為可見光中的紅外光外，另二種是紅外區(qū)的輻射光。通過(guò)反射鏡的反射率設(shè)計(jì)，只輸出一種632.8nm的激光。

內(nèi)腔式激光器結(jié)構(gòu)圖

除了寶石晶體激光器，氦氖激光器在光束質(zhì)量方面則是各種激光器中的翹楚。由于它能輸出優(yōu)質(zhì)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可見光，光束方向性和單色性好，光束發(fā)散角小，非常接近完美的高斯分布。氦氖激光線寬窄干涉性能優(yōu)良、穩(wěn)定性高在諸多激光器中是的，這已經(jīng)是光學(xué)界的共識(shí)。而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作性質(zhì)穩(wěn)定、使用壽命比較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在全息照相、測(cè)量、精密計(jì)量等方面得到廣泛應(yīng)用，是高精度光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域采用多的激光器。以其為重要光學(xué)元件組成的光學(xué)測(cè)量?jī)x器——氦氖激光粒度分析儀也成為高性能激光粒度儀的代表。

LS-609激光粒度分析儀

采用進(jìn)口He-Ne氣體激光光源，光學(xué)質(zhì)量更好，更加穩(wěn)定可靠，預(yù)熱時(shí)間短，使用壽命更長(zhǎng)

測(cè)量范圍：0.1~1000μm

珠海歐美克儀器一直采用氦氖激光器作為主光源激光器，大多數(shù)儀器均采用著名JDSU品牌進(jìn)口產(chǎn)品，不僅光學(xué)質(zhì)量更好，輸出單模偏振激光偏振比達(dá)500:1以上，光束中TEM00模占比達(dá)95%以上，而且更加穩(wěn)定可靠，5分鐘預(yù)熱即可達(dá)到測(cè)試穩(wěn)定性要求，測(cè)試周期內(nèi)功率波動(dòng)小于0.5%，大大提高了系統(tǒng)對(duì)有效信號(hào)的分辨能力。

同時(shí)該He-Ne激光管的硬封裝（hard seal）工藝使得工作氣體不會(huì)散逸，完美的解決了早期He-Ne激光管氣體散逸導(dǎo)致的平均壽命較短問(wèn)題，進(jìn)而適合于要求更為苛刻的應(yīng)用。

Topsizer Plus激光粒度分析儀

采用以長(zhǎng)壽命、低噪聲、高穩(wěn)定性著稱的進(jìn)口氦氖激光器及配套電源

測(cè)量范圍：0.01~3600μm（濕法，取決于樣品），0.1~3600（干法，取決于樣品）

Topsizer Plus激光粒度分析儀歐美克儀器于2019年推出的一款粒度分析儀器。該儀器引入了先進(jìn)的光學(xué)設(shè)計(jì)，采用以長(zhǎng)壽命、低噪聲、高穩(wěn)定性著稱的JDSU品牌進(jìn)口氦氖激光器及配套激光電源，使激光衍射法的測(cè)試范圍達(dá)0.01~3600um，具有量程寬、重復(fù)性好、分辨力高、真實(shí)測(cè)試性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，代表了當(dāng)前國(guó)產(chǎn)激光粒度儀的前沿技術(shù)水平。

Topsizer Plus通過(guò)進(jìn)一步提升光學(xué)設(shè)計(jì)、硬件和反演算法，拓展了其測(cè)試范圍、自動(dòng)化水平以及實(shí)際測(cè)試性能，應(yīng)用遍及鋰離子電池、制藥、水文、精細(xì)化工、機(jī)械、建材、能源、醫(yī)藥等現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。Topsizer系列產(chǎn)品保證了測(cè)試結(jié)果和分析能力與國(guó)內(nèi)外、行業(yè)上下游黃金標(biāo)準(zhǔn)保持一致，這不僅為用戶節(jié)省了方法開發(fā)和方法轉(zhuǎn)移上的時(shí)間和成本，更重要的是可避免粒徑檢測(cè)不準(zhǔn)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)論在研發(fā)、過(guò)程控制還是質(zhì)量控制上，都能夠?yàn)橛脩魩?lái)真正的價(jià)值。

參考資料：

1. 百度文庫(kù)，《氦-氖激光器簡(jiǎn)介》