ヘリウムネオン(HeNe) レーザーの媒質は75 %以上のHe と15 %未満のNe でできた混合ガスであり、HeNe レーザーは原子ガスレーザーに分類される。HeNeレーザーにおいて、He 原子は放電によって電子からエネルギーを受け取る役目を担い、Ne 原子と衝突(Collision)することでNe 原子にエネルギーを与え励起準位にあげる。気体レーザーではこのように発光に直接関係のないガスを用いる場合が多い。図1 にHeNe レーザーにおけるHe 原子とNe 原子の主なエネルギー準位構造を示す[1]。

HeNe レーザーにおけるHe 原子とNe 原子の主なエネルギー準位構造

図1 : HeNe レーザーにおけるHe 原子とNe 原子の主なエネルギー準位構造

1960 年にBell 研究所のJavan、Bennet 及びHerriott の三人により開発された当時のHeNe レーザーの発振波長は1152nm だったが[2]、1962 年にWhite とRigden により632.8nm の赤色発振への遷移が達成されてからはこの波長が最も一般的である。他の発振線にはグリーン(543.5nm)、イエロー(594.1nm)、オレンジ(612.0nm)、近赤外(1523nm、3391nm) がある[3]。出力は~50mW 程度だが、レーザービームはガウス分布に近く、波長が長期にわたり極めて安定していることから、干渉計計測、レーザー顕微鏡などに用いられている。

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