У газових лазерах в якості активного середовища застосовуються газові середовища, а накачування здійснюється за допомогою електричного розряду. Це пов'язано з тим, що розширення енергетичних рівнів в газах досить мало і використання оптичного накачування за допомогою ламп, що мають безперервний спектр, було б дуже неефективно.
Для газових лазерів характерна висока спрямованість і монохроматичность, яка обумовлена дискретністю ряду енергетичних рівнів в газових середовищах. Однак, через відносно малої щільності збуджених частинок, питома енергос'ем у газових лазерів істотно нижче, ніж у твердотільних лазерів. Для отримання великої вихідної потужності використовують протяжні активні середовища.
До особливостей газових лазерів також можна віднести високий коефіцієнт корисної дії ККД (ККД 30%) і широку область генерації.
Як правило, конструктивно газовий лазер має вигляд герметичної трубки з сумішшю газів, поміщений в півсферичний резонатор c дзеркалами З1 і З2.
Рис.3.1. Конструкція газового лазера.
Трубка (кварцова) довжиною від декількох сантиметрів до декількох метрів піддається складній технологічній обробці, потім відкачується і роздуваються або сумішшю газів. Всередині трубки, як показано на малюнку, встановлюються електроди для створення розряду в газовому середовищі. Якщо для збудження лазера використовується високочастотний розряд, то застосовуються зовнішні електроди. По розташуванню зовнішніх електродів схеми накачування діляться на подовжні і поперечні. У газовому лазері з поздовжньою схемою накачування трубка охоплена двома кільцями, розташованими на деякій відстані один від одного, куди подається напруга. У другому випадку трубка поміщається між двома паралельними електродами.
Рис.3.2. Газові лазери з зовнішніми електродами.
Торці газорозрядної трубки закриваються плоскопараллельнимі скляними або кварцовими пластинками, складовими з віссю резонатора кут Брюстера. Установка торцевих пластин під кутом Брюстера призводить, по-перше, до зменшення порогу генерації і, по-друге, дозволяє отримати на виході плоскополяризоване лазерне випромінювання.
Для збудження лазера використовують стаціонарний розряд:
-дугового розряд (щільність струму j 10 3 А \ см 2. ступінь іонізації = 10%);
-тліючий розряд (щільність струму j 10 -5 10 -1 А \ см 2. ступінь іонізації = 10 -4 10 -3%) - це розряд постійним струмом і високочастотний розряд.
Після додатки до електродів напруги, в обсязі газу утворюється плазма, що складається з нейтральних атомів, електронів, позитивних і негативних іонів. Позитивні іони починають рухатися до катода, а швидкі електрони і негативні іони - до анода.
Газові лазери можна поділити на такі різновиди: газові лазери на нейтральних атомах (гелій-неоновий лазер); іонні газові лазери (аргоновий лазер); молекулярні лазери (СО2-лазер).