二氧化碳激光器的工作原理分析

工作原理

1. 增益介质：以CO₂气体为主要工作物质，辅以氮气（N₂）、氦气（He）等混合气体。
   • CO₂分子：通过电子碰撞或放电激发到高能级，产生受激辐射。
   • 氮气（N₂）：作为辅助气体，将能量传递给CO₂分子，促进粒子数反转。
   • 氦气（He）：加速热弛豫过程，提高激光效率。
2. 激发方式：
   • 放电激发：通过直流或射频放电使气体电离，产生等离子体。
   • 光学谐振腔：由全反射镜和部分反射镜组成，光子在腔内多次反射放大，形成激光输出。
3. 激光输出：
   • 波长：10.6微米（红外波段），属于大气窗口，传输损耗低。
   • 功率：连续输出可达数千瓦至数十千瓦，脉冲输出峰值功率更高。