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二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質的氣體激光器

來源:科泰激光 發布時間: 2014/10/13 9:27:50 【返回上一步】

 二氧化碳激光器,可稱“隱身人”,因為它發出的激光波長為10.6 微米,“身”處紅外區,肉眼不能覺察,它的工作方式有連續、脈沖兩種。連續方式產生的激光功率可達20 千瓦以上。脈沖方式產生波長10.6 微米的激光也是最強大的一種激光。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展,也是光武器和核聚變研究中的重大成果。最普通的二氧化碳激光器是一支長1 米左右的放電管。它的一端貼上鍍金反射鏡片,另一端貼一塊能讓10.6微米紅外光通過的鍺平面鏡片作為紅外激光輸出鏡。一般的玻璃鏡片不讓這種紅外光通過,所以不能做輸出鏡。放電管放電時發出粉紅色的自發輻射光,它產生的激光是看不見的,在磚上足以把磚頭燒到發出耀眼的白光。

 
二氧化碳激光器是以CO2氣體作為工作物質的氣體激光器。放電管通常是由玻璃或石英材料制成,里面充以CO2氣體和其他輔助氣體(主要是氦氣和氮氣,一般還有少量的氫或氙氣);電極一般是鎳制空心圓筒;諧振腔的一端是鍍金的全反射鏡,另一端是用鍺或砷化鎵磨制的部分反射鏡。當在電極上加高電壓(一般是直流的或低頻交流的),放電管中產生輝光放電,鍺鏡一端就有激光輸出,其波長為10.6微米附近的中紅外波段;一般較好的管子。一米長左右的放電區可得到連續輸出功率40~60瓦。CO2激光器是一種比較重要的氣體激光器。這是因為它具有一些比較突出的優點:**,它有比較大的功率和比較高的能量轉換效率。一般的閉管CO2激光器可有幾十瓦的連續輸出功率,這遠遠超過了其他的氣體激光器,橫向流動式的電激勵CO2激光器則可有幾十萬瓦的連續輸出。此外橫向大氣壓CO2激光器,從脈沖輸出的能量和功率上也都達到了較高水平,可與固體激光器媲美。CO2激光器的能量轉換效率可達30~40%,這也超過了一般的氣體激光器。第二,它是利用CO2分子的振動-轉動能級間的躍遷的,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。近年來發現的高氣壓CO2激光器,甚至可做到從9~10微米間連續可調諧的輸出。第三,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)。除此之外,它也具有輸出光束的光學質量高,相干性好,線寬窄,工作穩定等優點。因此它在國民經濟和國防上都有許多應用,如應用于加工(焊接、切割、打孔等),通訊、雷達、化學分析,激光誘發化學反應,外科手術等方面。
 
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