一、CO2气体激光源介绍
CO2是一种分子气体激光器,由碳和氧组成。分子气体激光器通过分子能级之间的跃迁产生激发振荡。
CO2分子气体激光器,主要物质为CO2,辅助气体为氮气、氦气等。
它的光电转换效率(输出激光功率与输出电功率之比)较高,一般为15%,输出功率从小瓦级到大瓦级。因为CO2的结构类型差别很大,它广泛应用于不同的领域,其中以激光医学应用较为广泛。
CO2激光器的输出波长为10.6um,是不可见的红外光,非常容易。
二、CO2激光器工作原理
CO2激光器的放电管内充有CO2、N2、He等混合气体,比值与总气压可在一定范围内变化(一般比值为CO2:N2:He=1:0.5:2.5,总压为1066Pa)。
CO2 激光结合了上述内容将气体混合物置于光学振荡器中,利用 CO2 分子的振动和旋转能级。激光由跃迁产生,激光波长为10.6um
,使用排气泵。通过泵的方式将能量注入CO2气体分子中,使放电管中的CO2分子发生反转。
转移配电状态:将直流电压的两个输出端分别接到放电管的两个电极上。当不加电压或电压很低时,两电极之间的气体完全绝缘,内阻。它是无限大的,没有电流流过它;随着电压的增加,气体开始充电。当粒子运动时,气体的内阻开始减小,当电压达到某个电压峰值时。
内阻急剧下降,电流迅速增大,气体被击穿,称为点火电压。放电管内的气体被击穿放电后,电流增大,气体中的载流子增多。
激光放电管内阻减小,进而导致电流增大,使激光放电管内阻减小。经过反复处理,放电管呈现出负阻效应,以稳定放电。 对放电管电流-电压特性曲线的某一值进行工作。
供电电路采取限流措施。
当放电管放电时,处于混合气体中。N2分子与电子碰撞并被获得的电子能量激发,而N2分子则被N2分子与电子碰撞激发。当 CO2
分子发生碰撞时,将从电子获得的能量传递给 CO2
分子。经过多次能量转换,CO2分子被激活,更有利于激光的产生。气体中的H2气体具有降温作用,可有效防止CO2气体温度升高。同时可以降低激光器的低能级,提高激光器的输出效率。