典型激光器修改ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 體原子碰撞激發(fā)，然后輔助氣體原子與發(fā)光粒子發(fā)生 能量的共振轉(zhuǎn)移 。 HeNe激光器放電管： 有毛細管和儲氣管組成，放電只在毛細管進行，儲氣管與毛細管相通，不斷更新氣體。電極： 陽極采用鎢棒，陰極采用電子發(fā)射率高的鋁及其合金，陰極做出圓筒狀，再用鎢棒引導(dǎo)管外。諧振腔 ：一般采用平凹腔，平面鏡透過率 1~2%。有內(nèi)腔式、外腔式、半內(nèi)腔式三種。（ 1） He與 Ne的能級結(jié)構(gòu) He原子核 外有 2個電子，其基態(tài)的電子組態(tài)是 1S1S，能級符號 ；當(dāng) 1個電子被激發(fā)到 2S電子層，即形成 He的第一激發(fā)態(tài)，電子組態(tài) 1S2S，這 2個電子的 LS耦合，形成第一激發(fā)態(tài)的兩個亞能級 左上角符號 3表示三重結(jié)構(gòu)，右下角表示 j量子數(shù)。 Ne原子核 外有 10個電子，其 電子組態(tài) 為 ， 原子態(tài)符號 為 ，基態(tài)以上的激發(fā)態(tài)是 2P殼層中的 1個電子受激躍遷形成的，原殼層留下 5個 2P電子。幾個激發(fā)態(tài)的電子組態(tài)為： 2P殼層中的 5個 P電子屬于同科電子，只構(gòu)成 1個 2P態(tài)，相當(dāng)于 1個 P電子，所以上述幾種電子態(tài)可歸屬稱二種情況：1個 P電子與 S電子耦合1個 S電子與 S電子耦合根據(jù) LS耦合原則： 耦合成四個能級；耦合成 10個能級。通常采用帕邢符號表示：216。HeNe激光器是典型的四能級系統(tǒng)，其激光譜線主要有三條 :216。3S2?2P4 ?m216。2S2?2P4 ?m216。3S2?3P4 ?m 激活介質(zhì)按 He:Ne=10:1～ 7:1填充， 氖為發(fā)光氣體 ；氦為 輔助氣體 ，用來改善放電特性，提高氖原子的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度。（ 1）電子激發(fā)高速電子與基態(tài)氦原子碰撞，氦原子被激發(fā)到二個亞穩(wěn)態(tài)。（ 2）共振能量轉(zhuǎn)移由于氦原子與氖原子的激發(fā)態(tài)能級很接近，所以共振能量轉(zhuǎn)移效率很高。（ 3）氖原子的消激發(fā) 氖原子激光下能級 2P4和 3P4返回基態(tài)屬于禁戒躍遷，所以只能通過自發(fā)輻射先到 1S態(tài)，然后擴散到管壁附近，與管壁碰撞回到基態(tài)。要加速 1S態(tài)氖原子的排空，毛細管要細。小信號增益系數(shù)的最佳值為：2. HeNe激光器的輸出特性 (1) 輸出功率特性 : HeNe激光器的放電電流對輸出功率影響很大。輸出功率與放電電流的關(guān)系216。在最佳充氣條件下，使輸出功率最大的放電電流叫最佳放電電流。 216。存在著最佳混合比和最佳充氣總壓強，即存在最佳充氣條件。 216。放電毛細管的直徑為 d， 充氣壓強為 p， 則存在一個使輸出功率最大的最佳pd值。216。在最佳放電條件下，工作物質(zhì)的增益系數(shù)和毛細管直徑 d成反比。 輸出功率與充氣總氣壓的關(guān)系1托 =(2) 譜線競爭 : ?m， ?m， ?m哪一條譜線起振完全取決于諧振腔介質(zhì)膜反射鏡的波長選擇。有三種方法：色散法 ：在腔內(nèi)插入棱鏡；吸收法： 在腔內(nèi)插入對 ?m 光有強吸收，而對 ?m光 透明的甲烷。外加非均勻磁場： 使譜線加寬，增益系數(shù)下降， ?m 光 的增益下降最多。放電管長 輸出功率實用上的輸出功率限度： 100mW左右放電管內(nèi)徑： 1幾厘米 放電管長： 1幾米 基本結(jié)構(gòu)216。工作物質(zhì)為二氧化碳，加入 氮氣、氦氣作為輔助氣體 ，以提高輸出功率和效率。216。有二個顯著特點：輸出功率和能量相當(dāng)大，既能連續(xù)工作，又能脈沖工作，連續(xù)工作輸出功率達到幾十萬瓦，脈沖工作脈寬大 ns量級，峰值功率達 TW ，能量轉(zhuǎn)換效率達 20~25% ；輸出波長分布在 9～ 18 ?m，已觀察到上百條譜線，其中 ?m最重要。216。構(gòu)成 CO2激光器諧振腔的兩個反射鏡放置在可供調(diào)節(jié)的腔片架上，最簡單的方法是將反射鏡直接貼在放電管的兩端。 激光器1. 發(fā)光原理有 對稱振動、形變振動、反對稱振動 三種形式。激發(fā)過程（ 1）上能級的激發(fā)：
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