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二氧化碳激光器的工作原理分析

閱讀:186      發(fā)布時(shí)間:2025-4-17
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 二氧化碳激光器(CO?激光器)是一種基于二氧化碳(CO?)分子振轉(zhuǎn)能級(jí)躍遷產(chǎn)生激光的設(shè)備,具有高功率、高效率、波長特定(10.6微米)等特點(diǎn),在工業(yè)加工、醫(yī)療、軍事、科研等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

工作原理

  1. 增益介質(zhì):以CO?氣體為主要工作物質(zhì),輔以氮?dú)猓∟?)、氦氣(He)等混合氣體。
    • CO?分子:通過電子碰撞或放電激發(fā)到高能級(jí),產(chǎn)生受激輻射。
    • 氮?dú)猓∟?):作為輔助氣體,將能量傳遞給CO?分子,促進(jìn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
    • 氦氣(He):加速熱弛豫過程,提高激光效率。
  2. 激發(fā)方式
    • 放電激發(fā):通過直流或射頻放電使氣體電離,產(chǎn)生等離子體。
    • 光學(xué)諧振腔:由全反射鏡和部分反射鏡組成,光子在腔內(nèi)多次反射放大,形成激光輸出。
  3. 激光輸出
    • 波長:10.6微米(紅外波段),屬于大氣窗口,傳輸損耗低。
    • 功率:連續(xù)輸出可達(dá)數(shù)千瓦至數(shù)十千瓦,脈沖輸出峰值功率更高。

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