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co2激光管工作原理及过程

2021-6-21 11:17:07

二氧化碳分子是一种线性对称性分子,其两个氧原子分别位于碳原子的两侧,表示原子的平衡位置。每个原子在一个分子中总是在运动,并且不断地围绕它的平衡位置振动。依据分子振动理论,CO2可分为三类:

两个氧原子沿垂直于分子轴的方向振动,并且振动方向相同;而碳原子沿相反方向与分子轴垂直。因为三个原子的振动是同步的,所以叫做形变振动。

两个氧原子沿分子轴向相反方向振动,也就是说,两个氧原子在振动中同时达到最大值和最平衡值,而分子中的碳原子在这个时候是静止的,因此,其振动称为对称振动。

三原子沿对称轴振动,其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反,故又称振动能。确定了这三种不同振动模式下各成分的能级。

co2激光管是分子激光。首要物质是二氧化碳分子。能表现出不同的能量状态,这取决于它的振动和旋转形态。CO2中的混合物气体是由电子释放产生的低压气体(通常为30-50托)形成等离子体(电浆)。按照Macswy-Polzman分布定律,在等离子体中,分子呈现出多种兴奋状态。有些将呈现高能量态(00o1),它是不对称摆动的。这个分子在和中空墙壁碰撞或自然散发时,也会意外地损失能量。这种高能状态通过自然释放而降为对称摆动形态(10o0),并放射出可任意方向传播的光子(波长为10.6微米的光束)。偶尔,这种光子的一种沿光轴向下传播的腔体也会在共振镜中摇摆。

co2激光管过程。

在co2激光管中,主要工作物质是CO2、氮、氦气三种气体。这些二氧化碳中,CO2是产生激光辐射的气体,而氮和氦气是辅助气体。使用氦气可加快010能级热弛预过程,更有利于激光能级100和020的产生。添加氮主要是co2激光管的能量传输,对CO2激光的能级颗粒数积累和高效率的激光输出起着有力的推动作用。co2激光管激发条件:通常输入几十毫安或几百毫安直流电流的放电管。在放电时,放电管中的混合气体中的氮分子会被电子撞击而激发。此时被激发的氮分子便与CO2分子碰撞,N2分子将自身能量传给CO2分子,CO2分子则由低能级转变为高能级,形成粒子数反向发射激光。

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