二氧化碳激光管(二氧化碳激光管廠家)

典型的封離式基本結構如上圖所示，主要由硬質玻璃、諧振腔、電極三部分組成。

1. 硬質玻璃部分

這部分由放電管、水冷管、儲(chu) 氣管和回氣管而組成，其中放電管是CO2 激光器中關(guan) 鍵的部件，它基本上決(jue) 定了激光輸出的特性，放電管長度與(yu) 輸出功率成正比。

水冷管的作用是冷卻工作氣體(ti) ，維持輸出功率穩定，而且防止在放電泵浦過程中，放電管因受熱炸裂。

儲(chu) 氣管的作用一方麵增加了增益介質的儲(chu) 氣量，減少放電過程中工作氣體(ti) 成分和壓力的變化，延長運轉壽命，另一方麵又增強了放電管的機械強度和穩定性。

回氣管是連接放電管中兩(liang) 個(ge) 電極空間的細螺旋管，可以改善由電泳現象造成的極間電壓的不平衡分布，較長的回氣管還避免了儲(chu) 氣罐與(yu) 電極之間產(chan) 生放電作用，確保放電隻發生在放電管中。

2. 諧振腔部分

本部件由全反鏡和輸出反射鏡組成。諧振腔的全反鏡一般以光學玻璃為(wei) 基底，表麵鍍金膜，金膜反射鏡在 10.6um 附近的反射率達98%以上；諧振腔的輸出反射鏡一般采用能透射 10.6um 輻射的紅外線材料鍺(Ge)為(wei) 基底,在上麵渡上多層介質膜而製成。

3. 電極部分

CO2 激光器一般采用冷陰極，形狀為(wei) 圓筒形，陰極材料選用對激光器的壽命有很大的影響； 對陰極材料的基本要求是：濺射率低，氣體(ti) 吸收率小。

CO2激光器工作原理

CO2分子為(wei) 線性對稱分子，兩(liang) 個(ge) 氧原子分別在碳原子的兩(liang) 側(ce) ，所表示的是原子的平衡位置。分子裏的各原子始終運動著，要繞其平衡位置不停地振動。根據分子振動理論，CO2有三種不同的振動方式：

1.兩(liang) 個(ge) 氧原子在垂直於(yu) 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於(yu) 分子軸振動。由於(yu) 三個(ge) 原子的振動是同步的，又稱為(wei) 變形振動

2.兩(liang) 個(ge) 氧原子沿分子軸，向相反方向振動，即兩(liang) 個(ge) 氧在振動中同時達到振動的最大值和平衡值，而此時分子中的碳原子靜止不動，因而其振動被叫做對稱振動。

3. 三個(ge) 原子沿對稱軸振動，其中碳原子的振動方向與(yu) 兩(liang) 個(ge) 氧原子相反，又叫反對稱振動能。在這三種不同的振動方式中，確定了有不同組別的能級。

二氧化碳激光是一種分子激光。主要的物質是二氧化碳分子。它可以表現多種能量狀態這要視其震動和旋轉的形態而定。

二氧化碳裏的混合氣體(ti) 是由於(yu) 電子釋放而造成的低壓氣體(ti) (通常30-50托)形成的等離子(電漿)。如麥克斯韋-波爾茲(zi) 曼分布定律所說，在等離子裏，分子呈現多種興(xing) 奮狀態。一些會(hui) 呈現高能態(00o1)其表現為(wei) 不對稱擺動狀態。

通過自然散發這種高能狀態會(hui) 下降到對稱擺動形態(10o0)以及放射出可能傳(chuan) 播到任何方向的光子(一種波長10.6μm的光束)。

激發過程

CO2激光管中，主要的工作物質由CO2，氮氣，氦氣三種氣體(ti) 組成。其中CO2是產(chan) 生激光輻射的氣體(ti) 、氮氣及氦氣為(wei) 輔助性氣體(ti) 。

有了氦氣，可以加速010能級熱弛預過程，更有利於(yu) 激光能級100及020的抽空。氮氣加入主要在CO2激光管中起能量傳(chuan) 遞作用，為(wei) CO2激光上能級粒子數的積累以及大功率高效率的激光輸出起到強有力的作用。

CO2激光管的激發條件：放電管中，通常輸入幾十mA或幾百mA的直流電流。放電時，放電管中的混合氣體(ti) 內(nei) 的氮分子由於(yu) 受到電子的撞擊而被激發起來。這時受到激發的氮分子便和CO2分子發生碰撞，N2分子把自己的能量傳(chuan) 遞給CO2分子，CO2分子從(cong) 低能級躍遷到高能級上形成粒子數反轉發出激光。

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