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发布shi间:2020-10-21人气:5

由li子数反转分布阙zhi条件可知,对激光qie割加gong激光shang能ji,kai发蕑hi蚳u端下载deng陆app希wang激发速率da消激发要jinliang少,以保shang能ji有较da的li子集居数。对于激光qie割加gong激光下能jizexiang反,希wang激发速率小,弛豫速度快使下能ji处于排空状态。在CO2激光器中,引起激发态能jili子弛豫的原因除对激光输chu有益的自发辐射、shou激辐射之外,还有与气体碰撞而弛豫的体积弛豫和因扩散到管bi处与管bi碰撞而弛豫的管bi弛豫(you称管bi效应)。

激光qie割加gong激光下能ji的激发CO2分子100020能ji是CO2激光器的激光下能ji。zhe两能jishang的li子有以下四个lai电子碰撞激发电子碰譩u?/span>CO2分子使其跃到10°0020能ji有两种激发途径。zhi接激发电子使基态CO2分子一次跃迁到100020能jiCO2000+e→CO2100020+e根据liang子力学中与基态无光学联系的能ji电子碰撞激发gai聅hi闲〉穆踕ian,电子对CO2分子100020两能jizhi接激发gai率很小,因为它们对基态是禁jie跃迁的2)逐ji激发电子先将CO2分子由基态激到010能ji然hou电子再与010能jishang的分子碰撞,使它跃到100020能jiCO2O00+e→CO201'0+e1-10O2010+e→CO2100020+e由于100020能ji与010能ji间以及010能ji与基态间都存在光学联系,根据电子碰童激发速率的规律,逐ji激发的gai聅hi锨罢咭猟a,串能激发zhe是由高能ji(bao括010能ji)shang的li子辐射跃迁或碰撞弛豫到10°002°0能ji的激发,zhe种激发gai聅hi闲。肿优鲎布し⒘礁龃τ冱/span>010能ji的CO2分子xianghu碰撞hou,其中一个激发zhi100能ji或020能ji,ling一个回到基态,即轴快liu激光器的弛豫guo程气体放电shi激光器内气体的各个能ji除有激发guo程外,同shi还有弛豫(消激发)guo程。

 

由li子数反转分布阙zhi条件可知,对激光qie割加gong激光shang能ji,kai发蕑hi蚳u端下载deng陆app希wang激发速率da消激发要jinliang少,以保shang能ji有较da的li子集居数。对于激光qie割加gong激光下能jizexiang反,希wang激发速率小,弛豫速度快使下能ji处于排空状态。在CO2激光器中,引起激发态能jili子弛豫的原因除对激光输chu有益的自发辐射、shou激辐射之外,还有与气体碰撞而弛豫的体积弛豫和因扩散到管bi处与管bi碰撞而弛豫的管bi弛豫(you称管bi效应)。对bu同能jizhe两种弛豫随气体种类气体ya强和气体温度gai变chan生的效guo是bu同的1.激光shang能ji的弛豫CO2激光器的shang能ji001能ji的弛豫是由体积弛豫和管bi弛豫两部分合成的,即其弛豫速率关系为Kn=Ky+K1-16)在CO2气ya较低shi,放电管内管bi弛豫速聅hi蟙a。随CO2气体气ya增高,激发态li子因与气体碰撞而bu易扩散到管bi,使管bi弛豫速率dada下降。而体积弛豫ze随气ya的增da而xianxing增长。CO2激光器中的体积弛豫速率bu仅与管内的CO2气体本shen有关,还与充人管内的fu助气体的种类及气ya有关。表1-2列chubu同的混合气体中CO2001)的弛豫速率常数k1.从表中看到H2H2O001能ji弛豫速聅hi蟙abu利于001li子的积累。要减弱对shang能jili子的弛豫就要对充人放电管内的气体种类以及它们的含liang和纯度加以选择和kongzhi。因shang能ji主要是kaoN2选择激发实现li子数反转的,suo以气体温度下降suo造成shang能jili子数的减少与其xiang比可略而bu计。

 

激光qie割加gong激光下能ji的弛豫CO2激光器100290两能ji对基态是禁jie跃迁的它们zhi能辐射跃迁到010能ji,再由10能ji辐射跃迁到基态。zhesan个能ji寿命都很长,辐射弛豫速率很小,远bu及与气体分子碰撞而弛豫的guo程(见表1-3)。因能liang近似共振10020li子与基态CO2分子碰撞,极易豫到010能ji但zhe一guo程bu能完全解决下能ji的弛豫问题。因为CO2010)li子与基态CO2分子的碰撞弛豫是振动能转化为ping动动能的guo程(常称V-Tguo程)CO2010+CO200→2CO200+667cmzhe一guo程△E>h7,反应速率常数较小,suo以在010能jishangchu蟴hi薼i子的堆积(常称zhe謟hi湍躩i阻塞现象为瓶颈效应)。堆积010li子是很活跃的,它可以俘获辐射的光子跃回100020能ji,you可以tongguo弛豫逆guo程而使100020能jili子增多,反转li子数减少。严重shi,还可以使激光停止振荡。为了解决li子的堆积,排空激光下能ji,常用的方法是在激光器内加shiliang的fu助气体M,tongguo它们与CO2010)分子碰撞lai消耗010li子的能liang,使它弛豫。同shi降低管内气体的温度使下能jili子减少。CO2010+MCO2O0°0+M+△E气体种类Mbu同,反应的截面差bie很da,表1-4列chubu同气体弛豫010li子的速率常数k3CO2010)对应的弛豫shi间。由表可以看chu,H2O对下能ji010弛豫要比CO2da100倍,倘若增高管内气ya,下能ji的弛豫效guo会更hao。但对激光shang能jiH2Ochan生的影xiang也比其他气体要高10~1000倍。 激光qie割加gong如何激发态li子?

因ci,确定哪謟hi遄骷す馄鞯膄u助气体要从shang、下能ji对li子数的要求及各謟hi宥运堑挠皒ianglai综合kao虑。在CO2激光器激光下能ji的排空主要kao气体碰撞,它对管bi弛豫的要求bu同于He-Ne激光器故它能在放电管管径较粗(jihao米-ji十hao米),管内气ya在较高的情况下获得da的输chu功聅hengⅫ/span>


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