【本連載執を筆者された黒澤宏氏は2019年4月15日に逝去されました。ご冥福をお祈りいたします。】

いくつかのガスレーザーについて具体的に見てみましょう。

まずは，最初に連続発振したヘリウムネオンレーザーです。図1にエネルギー準位が描いてあります。

レーザー光の発生そのものは，ネオンのもつエネルギー遷移のλ=632.8 nmを増幅させていますが，ネオンだけの放電，増幅では発振できないのでヘリウムの手助けを受けています。この混合ガス中を放電による電子が流れ，電子との衝突によって主にヘリウム原子がこのエネルギーを受け取ります。

ヘリウム原子の励起状態はネオン原子の励起状態に近いエネルギーを持っているので，ヘリウム原子とネオン原子が衝突した際に，エネルギーがヘリウム原子からネオン原子に移されます。ネオン原子のこれらの励起状態からそれらより下にあるエネルギー状態への遷移がレーザー発振となります。

レーザー発振の増幅度が低く，発振条件が厳しいため，反射ミラーを精度の良いものを採用し，何度も光を往復させなければならない関係上，レーザー管に取り付けられているガラス窓を通過する際の反射による損失を減らすために，図2のように，光線とある一定の角度で取り付けられているブリュースター窓を採用しています。

ヘリウムネオンレーザーのエネルギー効率（光出力エネルギ/入力電気エネルギ）は，0.01％～0.1％と大変低いものになっています。10 mWの光を取り出すのに，100 Wの電気を必要とするのです。これは，レーザー選移が基底状態からはるかに高いエネルギー状態にあるためです。

レーザー下準位はネオン原子の基底状態ではなく，下準位にあるネオン原子は，ガス容器の壁との衝突によってエネルギーを失い，最終的には基底状態にまで落ちていきます。

ヘリウムネオンレーザーは，直線性とコヒーレンスが極めて良好な光で，しかも安定していますので，長さの基準，レーザー測定器，各種アライメント用マーカー，ホログラフィ再生光源などの特殊な用途には現在でも利用されています。このレーザーは，赤色が有名ですが，図1に描いてあるように緑色から赤外までの多くの発振線を持っています。

ヘリウムネオンレーザーと同類の希ガスイオンを使った目に見える波長の連続発振レーザーには，アルゴンレーザーとクリプトンレーザーがあります。紫外，青，緑，赤外において，はるかに大きな出力を出すことができます。