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      1. 詳解CO2激光器結構原理

        時間:2021-02-26 來源:新特光電 訪問量:1193

        CO2激光器具有工作介質均勻、相干性好、結構簡單、操作方便、能長時間穩定地連續工作、光束質量好、效率高、造價低等優點。具體突出的優勢如下:第一,它是利用CO2分子的振動轉動能級間的躍遷,有比較豐富的譜線,在10微米附近有幾十條譜線的激光輸出;第二,它的輸出波段正好是大氣窗口(即大氣對這個波長的透明度較高),因此廣泛被應用在國民經濟和國防上,如激光誘發化學反應,切割、打孔、化學、通訊、雷達分析等方面;第三,它的功率比較大,能量轉換效率比較高,從脈沖輸出的能量和功率上都達到了較高的水平。

        與其它分子激光器相同,CO2激光器工作原理其受激起射進程也較凌亂。分子有三種不相同的運動,即分子里電子的運動,其運動抉擇了分子的電子能態;二是分子里的原子振動,即分子里原子盤繞其平衡位置不停地作周期性振動——并抉擇于分子的振動能態;三是分子翻滾,即分子為一全體在空間接連地旋轉,分子的這種運動抉擇了分子的翻滾能態。分子運動極端凌亂,因此能級也很凌亂。

        CO2分子為線性對稱分子,兩個氧原子分別在碳原子的兩頭,所表明的是原子的平衡位置。分子里的各原子一向運動著,要繞其平衡位置不停地振動。依據分子振動理論,CO2有三種不相同的振動辦法:①二個氧原子沿分子軸,向相反方向振動,即兩個氧在振動中一起抵達振動的最大值和平衡值,而此刻分子中的碳原子靜止不動,因此其振動被叫做對稱振動。②兩個氧原子在垂直于分子軸的方向振動,且振動方向相同,而碳原子則向相反的方向垂直于分子軸振動。因為三個原子的振動是同步的,又稱為變形振動。③三個原子沿對稱軸振動,其間碳原子的振動方向與兩個氧原子相反,又叫反對稱振動能。在這三種不相同的振動辦法中,判定了有不相同組別的能級。

        CO2激光的激起進程:CO2 激光器的工作物質是CO2、He、N2、Xe的混合氣體,激光由CO2分子發射,其它氣體協助改善激光器的工作條件,提高激光器輸出功率水平和使用壽命,輸出波長:λ=10.6μm,CO2激光器是輸出功率最高的氣體激光器,有連續輸出50kW;脈沖輸出10^12W的激光器。

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