CO2 激光器是怎么工作的?

发表时间:2021-09-08 12:16

简单来说,激光谐振腔是由充满两个反射镜之间的增益介质、“泵浦源”以及为增益介质提供能量的装置组成。

CO2 激光器的增益介质是一种混合气体,它充满了两个平面金属电极板之间的空间。电极板靠水冷却,它们之间的气体被射频的能量激发。氮分子被激发到振荡能级,然后将其在激发过程中产生的能量传递给CO2 分子。

然后,被激发的CO2 分子从低能级跃迁到高能级。当激发态电子返回基态时,就会发射出光子。这些光子都具有相同的波长(由激发态和基态之间的能量差定义),并且具有相干性——这些属性区分了激光和“普通”光。光子通过两端的腔镜反射,在增益介质中来回传播,它们会激发其它受激电子返回基态,释放出更多具有相同波长和相位的光子——这个过程被称为受激辐射。

这样产生了快速的累积效应,很快在腔体内有许多具有相同波长和相位的光子在腔内以相同的方向传播——这就是激光束。有一面腔镜是部分透射的,以允许一部分光束离开腔体,而其余的光束则继续留在腔镜之间传播,从而保持受激辐射过程。

罗悉的CO2 激光器产生激光波长在9到11微米之间。尽管存在其他光谱线,但最主要的波长为10.6微米;我们可以使用不同的气体同位素和/或镜面涂层来加强其它波长光束的传播,并抑制10.6微米波长光束,这就是我们生产可替代波长-10.25和9.3微米激光器的方式。


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