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★结构简单的气体激光器
以气体为工作物质的激光器称为气体激光器。
它是目前品种最多、应用很广泛的一类激光器。
单色性和相干性都比较好,能长时间较稳定地工作,大都能连续工作。
激光波长已达数千种,广泛地分布在紫外到远红外波段范围内。
一般说来,气体激光器结构简单、造价低廉、操作方便。
由于上述优点,在民用和科学研究中,比如工农业、医学、精密测量、全息技术等方面应用很广。
但多数工作气体的气压较低,单位体积中的粒子数大约只有固体中激活离子数的千分之几,所以瞬时功率不高。
不过少数象二氧化碳(C0\-2)气体激光器:不论脉冲辐射功率还是连续辐射功率都达到了相当高的水平。
气体激光工作物质有原子、离子和分子气体三大类。
原子气体都是中性的,激活成分惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)和金属蒸气(铯、铅、锌、锰、铜)等。
惰性气体原子的激光波长大都分布在红外、远红外区,少数在可见光范围。
氦氖气体是其典型代表。
原子丢掉最外层的电子后就成了离子,丢掉几个电子就叫几价离子。
气态离子的激光工作物质大致也分两类:氩、氪、氙等惰性气体离子激光器;镉、硒、锌、铜等金属蒸气离子激光器。
离子气体激光功率虽比原子气体高一些,但激光波长大多数在紫外和可见光部分,所以使用有一定的范围。
中性气体的激活成分有三类:一氧化碳、氮气、氢气、氧气等双原子分子;二氧化碳、氧化二氮、水蒸气等三原子分子以及少数多原子分子。
分子气体激光器的特点是:波长范围最广,从紫外到远红外都有激光产生,输出功率大,转换效率高。
其中二氧化碳(CO\-2)激光波长为10.6微米,正好落在大气窗口,能在大气中传得很远,又处于不可见的中红外区,功率大、效率高,所以,在军事上应用很广。
在气体激光介质中,除激活成分外,一般还掺入适量辅助气体,以提高激光输出功率,改善激光性能和延长激光器寿命等。
气体激光器有电能、热能、化学能、光能、核能等多种激励方式。
电能激励中又有直流电、交流电、射频放电等方式之分。
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