氣體激光器原理
氣體激光器由三個主要部分組成:放電管中的活性氣體、由壹對反射鏡組成的諧振腔和激發源。主要激發方式有電激發、氣動激發、光激發和化學激發。其中常用的是電勵磁方式Z。在適當的放電條件下,利用電子碰撞激發和能量轉移激發,氣體粒子被選擇性地激發到某個高能級,從而形成某個低能級的粒子數反轉,產生受激發射躍遷。氣體激光器壹般由氣體放電激發,也可由電子束、熱、化學反應激發。
氣體激光器的波長覆蓋範圍主要位於真空紫外到遠紅外波段,激光線數以萬計。具有高光束質量(良好的方向性和單色性)和高連續輸出功率(如CO2激光)的輸出特性,器件結構簡單,制造成本低。
氣體激光器的應用
氣體激光器是以氣體為增益介質的激光器,壹般是泵浦氣體放電。氣體包括原子氣體(He-Ne激光器、惰性氣體離子激光器、金屬蒸汽激光器)、分子氣體(氮氣激光器、二氧化碳激光器)、準分子氣體和通過化學反應提供泵浦能量的特殊氣體激光器。
He-Ne氣體激光器(HeNe)使用大於75% He和小於15% Ne的混合氣體作為增益介質。根據工作環境的不同,可以發出綠色(543.5nm)、黃色(594.1nm)、橙色(612.0nm)、紅色(632。HeNe氣體激光器輸出光束呈高斯分布,光束質量非常穩定。雖然功率不高,但在精密測量領域有不錯的表現。
常見的惰性氣體激光器有氬離子(Ar+)和氪離子(Kr+)。其能量轉換率Zgao可達0.6%,可長期持續穩定輸出30-50w功率,使用壽命超過1000h·h..主要用於激光顯示、拉曼光譜、全息攝影和非線性光。