Lazerio spinduliuotės savybių tyrimas

Skirtingai nei kietojo kūno lazeriuose, dujinėse terpėse energinių lygmenų išplitimas yra nežymus (faktiškai vienintelis svarbus lygmenų išplitimo mechanizmas yra dėl Doplerio efekto), tad dujų lazeriai, kaip taisyklė, generuoja siauro spektro spinduliuotę. Dujos yra skaidrios labai plačiame spektriniame diapazone, jų atomų ar molekulių energijos lygmenys paprastai išsidėstę pakankamai plačiai, o lygmenų energija (pagrindinio lygmens atžvilgiu), kaip taisyklė, yra didelė. Didelis dujų kvantinis defektas reiškia, kad dujų lazeriai negali būti kaupinami optiškai, nes dujos yra skaidrios plačiame optiniame diapazone. Tai kartu reiškia, kad didelė kaupinimo energijos dalis nėra panaudojama lazerio spinduliuotei, taigi šia prasme dujų lazeriai yra mažiau efektyvūs, nei kietojo kūno lazeriai. Beveik visi dujų lazeriai yra kaupinami elektros išlydžiu: dujose leidžiant srovę, sukuriamas tolygus elektros išlydis išilgai dujų vamzdžio. Elektronai, išėję iš katodo, yra greitinami elektrinio lauko, ir susidurdami su dujų molekulėmis, perduoda savo kinetinę energiją, taip jas sužadindami. Daugeliu atvejų kaip lazerinės terpės yra naudojamos žemo slėgio dujos, kadangi tokiose dujose yra lengviausia sukurti homogeninį išlydį. Dujų mišiniai yra naudojami siekiant smarkiai padidinti elektrinio kaupinimo efektyvumą: priemaišinės dujos parenkamos tokios, kurių energiniai lygmenys būtų artimi spinduliuojančių dujų lygmenims. Tam tikrų dujų lazeriai yra kaupinami chemiškai: užpildos apgrąža pasiekiama dėl energijos išsiskiriančios cheminių reakcijų metu (cheminiai lazeriai) ar trumpam sukuriant molekules (dimerus), kurios egzistuoja tik sužadintoje būsenoje (eksimerų lazeriai).