В газовых лазерах активная среда состоит из газа или смеси газов. Энергия накачки подводится путем пропускания электрического тока через газ. Процесс протекания тока через газ носит название газового
разряда. Возбуждение атомов происходит вследствие столкновения электронов и атомов (или молекул). Широчайшее применение в геодезии нашли лазеры на смеси газов He - Ne (гелий-неон), это измерение расстояний по методу сравнения фаз и прецизионные измерения расстояний методом интерференции.
Обычно, гелий вводят в лазерную трубу под давлением 1тор = 133,322 Па, а неон под давлением 0,1 тор. Они дают тогда разные уровни излучения. На рис. 4.4 представлены упрощенную схему уровней гелия и неона.
Возбуждение газового разряда можно достичь с помощью постоянного тока. Гелий используют только для создания нужной инверсии населенности. Благодаря электрической накачке, большое количество атомов гелия переводится на уровне E 3 ', E 3 ". За счет столкновений возбужденных атомов гелия с атомами неона, последние переходят на возбужденные уровне E 31 ', E 31 " и достигается инверсная населенность этих уровней.
Неон имеет несколько характеристических лазерных переходов, но используют только переход в красной области на длине волны 1 = 632,8 нм.