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CO2激光器的工作原理

與其它分子激光器相同氧氣檢測(cè)儀，CO2激光器工作原理其受激起射進(jìn)程也較凌亂。分子有三種不相同的運(yùn)動(dòng)，即分子里電子的運(yùn)動(dòng)二氧化碳激光，其運(yùn)動(dòng)抉擇了分子的電子能態(tài)；二是分子里的原子振動(dòng)，即分子里原子盤(pán)繞其平衡位置不停地作周期性振動(dòng)——并抉擇于分子的振動(dòng)能態(tài)；三是分子翻滾，即分子為一全體在空間接連地旋轉(zhuǎn)，分子的這種運(yùn)動(dòng)抉擇了分子的翻滾能態(tài)。分子運(yùn)動(dòng)極端凌亂，因此能級(jí)也很凌亂。

CO2分子為線性對(duì)稱(chēng)分子，兩個(gè)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(yùn)動(dòng)著，要繞其平衡位置不停地振動(dòng)。依據(jù)分子振動(dòng)理論，CO2有三種不相同的振動(dòng)辦法：

①二個(gè)氧原子沿分子軸，向相反方向振動(dòng)，即兩個(gè)氧在振動(dòng)中一起抵達(dá)振動(dòng)的最大值和平衡值，而此刻分子中的碳原子靜止不動(dòng)，因此其振動(dòng)被叫做對(duì)稱(chēng)振動(dòng)。

②兩個(gè)氧原子在垂直于分子軸的方向振動(dòng)，且振動(dòng)方向相同，而碳原子則向相反的方向垂直于分子軸振動(dòng)。因?yàn)槿齻€(gè)原子的振動(dòng)是同步的，又稱(chēng)為變形振動(dòng)。

③三個(gè)原子沿對(duì)稱(chēng)軸振動(dòng)，其間碳原子的振動(dòng)方向與兩個(gè)氧原子相反，又叫反對(duì)稱(chēng)振動(dòng)能。在這三種不相同的振動(dòng)辦法中，判定了有不相同組別的能級(jí)。

CO2激光的激起進(jìn)程：CO2激光器的工作物質(zhì)是CO2、He、N2、Xe的混合氣體，激光由CO2分子發(fā)射，其它氣體協(xié)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二氧化碳激光甲醇檢測(cè)儀，輸出波長(zhǎng)：λ=10.6μm，CO2激光器是輸出功率最高的氣體激光器，有連續(xù)輸出50kW；脈沖輸出10^12W的激光器。

CO2激光器中，主要的工作物質(zhì)由CO?，氮?dú)?strong>二氧化碳激光，氦氣三種氣體組成。其中CO?是產(chǎn)生激光輻射的氣體、氮?dú)饧昂鉃檩o助性氣體。加入其中的氦，可以加速010能級(jí)熱弛豫過(guò)程，因此有利于激光能級(jí)100及020的抽空。氮?dú)饧尤胫饕贑O?激光器中起能量傳遞作用，為CO?激光上能級(jí)粒子數(shù)的積累與大功率高效率的激光輸出起到強(qiáng)有力的作用。

CO?激光器的激發(fā)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(shí)，放電管中的混合氣體內(nèi)的氮分子由于受到電子的撞擊而被激發(fā)起來(lái)。這時(shí)受到激發(fā)的氮分子便和CO?分子發(fā)生碰撞，N2分子把自己的能量傳遞給CO2分子，CO?分子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)上形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)發(fā)出激光。

co2激光器運(yùn)作原理

二氧化碳激光是一種分子激光。主要的物質(zhì)是二氧化碳分子。它可以表現(xiàn)多種能量狀態(tài)這要視其震動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的形態(tài)而定?；镜哪芰烤W(wǎng)狀見(jiàn)圖1。二氧化碳里的混合氣體是由于電子釋放而造成的低壓氣體（通常30-50托）形成的等離子（電漿）。如麥克斯韋-波爾茲曼分布定律所說(shuō)，在等離子里，分子呈現(xiàn)多種興奮狀態(tài)。一些會(huì)呈現(xiàn)高能態(tài)（00o1）其表現(xiàn)為不對(duì)稱(chēng)擺動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)與空心墻碰撞或者自然散發(fā)，這種分子也會(huì)偶然的丟失能量。通過(guò)自然散發(fā)這種高能狀態(tài)會(huì)下降到對(duì)稱(chēng)擺動(dòng)形態(tài)（10o0）以及放射出可能傳播到任何方向的光子（一種波長(zhǎng)10.6μm的光束）。偶然的，這種光子的一種會(huì)沿著光軸的腔向下傳播也將在共鳴鏡里擺動(dòng)。

大體上，二氧化碳激光的工作物質(zhì)是由二氧化碳、氦、氮?dú)馑M成的混合物。氮?dú)庾鳛榫彌_氣體以及它的分子共鳴地傳遞刺激能量給二氧化碳分子。因?yàn)閺埑谒剑?1110）是瓶頸，氦的作用是作為熱壑來(lái)傳遞能量給水平（01110）給氦原子。