氣體激光器1剖析電子教案

1、氣體激光器1剖析日本OPTEC測(cè)距頭日本手持測(cè)距儀奧地利激光測(cè)距儀M1M2陽(yáng)極儲(chǔ)氣套放電毛細(xì)管陰極圖1 內(nèi)腔式HeNe激光器的結(jié)構(gòu)圖2 HeNe激光器的基本結(jié)構(gòu)形式圖3 HeNe原子的部分能級(jí)圖4223PS 23S42P23S4222PS 22S22S42P4233PS 43P43P42P),(02g23S23S圖4 氬離子能級(jí)和躍遷 圖5氬離子主要激光譜線 epArepAr2)3()3(56enppArendpArenspArepAr)3()3()3()3(44454 . 35 . 4nn在激發(fā)過(guò)程中，單位體積單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)的離子數(shù)N與電流密度的平方成正比。eppArepAr2)43

2、()3(46上面二種激發(fā)形式在氬離子激光器中都存在，至于哪種占優(yōu)勢(shì)則取決于工作條件與工作方式。連續(xù)工作的器件中，“二步過(guò)程”占主導(dǎo)地位。 圖6 氬離子激光器的基本結(jié)構(gòu)圖7 分段石墨結(jié)構(gòu)氬離子激光器1.石墨陽(yáng)極 2. 石墨片 3. 石英環(huán) 4. 水冷套 5. 放電管 6. 陰極 7. 保熱屏 8. 加熱燈絲 9. 布氏窗 10. 磁場(chǎng)11. 儲(chǔ)氣瓶12. 電磁真空充氣閥13. 鎮(zhèn)氣瓶14. 波紋管15. 氣壓檢測(cè)器103 .2331cm0h 圖8 CO2分子的三種基本振動(dòng)方式123，lhP01, 2,22或 l123，123) l(05001000150020002500100002000110

3、0001111003300301(1388. 3)(1285. 5)(667.3)(2349.3)(2331.3)E=18cm-1基態(tài)C O2基態(tài)（0 0 0）m961cmm1063. 8cm輻射衰減碰撞衰減電子碰撞激發(fā)電子碰撞激發(fā)能量碰撞轉(zhuǎn)移圖9 N2分子和CO2分子的電子基態(tài)的低振動(dòng)能級(jí) eCOCOe) 100()000(*0202與這類過(guò)程相對(duì)應(yīng)的電子碰撞截面非常大。當(dāng)電子能量為0.3eV時(shí)，峰值截面為510-10cm2。受到電子碰撞后被激發(fā)到高振動(dòng)激發(fā)態(tài)的CO2分子中的很大一部分將通過(guò)振動(dòng)模與振動(dòng)模之間的能量交換（V-V遲豫），從激發(fā)態(tài)沿著能量階梯躍落下來(lái)，很容易被長(zhǎng)壽命的0001能級(jí)

4、收集。 TkJBJJBeJN/ )1() 12( 圖10 (a) 縱向封離型激光器 圖10 （b）縱向流動(dòng)激光器 圖10 (c) 橫向流動(dòng)激光器 圖10 (d) 橫向激勵(lì)高氣壓激光器(TEA) 圖10 (e) 波導(dǎo)CO2激光器圖10 (f) 射頻激勵(lì)激光器*2Xe*2Hg*XeO*XeF*HgCl圖11 XeF*勢(shì)能曲線 圖11是XeF*準(zhǔn)分子的勢(shì)能曲線?；鶓B(tài)X2+1/2是一個(gè)弱束縛態(tài)，激發(fā)態(tài)B2+1/2、 C23/2和D21/2是強(qiáng)束縛態(tài)。激光躍遷發(fā)生在B2+1/2 X2+1/2，共有10條譜線，強(qiáng)線是353.1nm。圖12 快速放電泵浦的XeF*激光器表1 準(zhǔn)分子激光器及其輸出波長(zhǎng)此課件下載可自行編