二、CO2激光器工作原理

CO2激光器的放電管內(nèi)充有CO2、N2、He等混合氣體，比值與總氣壓可在一定范圍內(nèi)變化(一般比值為CO2：N2：He=1：0.5：2.5，總壓為1066Pa)。 CO2 激光結(jié)合了上述內(nèi)容將氣體混合物置于光學(xué)振蕩器中，利用 CO2 分子的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)能級(jí)。激光由躍遷產(chǎn)生，激光波長為10.6um ，使用排氣泵。通過泵的方式將能量注入CO2氣體分子中，使放電管中的CO2分子發(fā)生反轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)移配電狀態(tài)：將直流電壓的兩個(gè)輸出端分別接到放電管的兩個(gè)電極上。當(dāng)不加電壓或電壓很低時(shí)，兩電極之間的氣體完全絕緣，內(nèi)阻。它是無限大的，沒有電流流過它;隨著電壓的增加，氣體開始充電。當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體的內(nèi)阻開始減小，當(dāng)電壓達(dá)到某個(gè)電壓峰值時(shí)。

內(nèi)阻急劇下降，電流迅速增大，氣體被擊穿，稱為點(diǎn)火電壓。放電管內(nèi)的氣體被擊穿放電后，電流增大，氣體中的載流子增多。 激光放電管內(nèi)阻減小，進(jìn)而導(dǎo)致電流增大，使激光放電管內(nèi)阻減小。經(jīng)過反復(fù)處理，放電管呈現(xiàn)出負(fù)阻效應(yīng)，以穩(wěn)定放電。 對(duì)放電管電流-電壓特性曲線的某一值進(jìn)行工作。 供電電路采取限流措施。

當(dāng)放電管放電時(shí)，處于混合氣體中。N2分子與電子碰撞并被獲得的電子能量激發(fā)，而N2分子則被N2分子與電子碰撞激發(fā)。當(dāng) CO2 分子發(fā)生碰撞時(shí)，將從電子獲得的能量傳遞給 CO2 分子。經(jīng)過多次能量轉(zhuǎn)換，CO2分子被激活，更有利于激光的產(chǎn)生。氣體中的H2氣體具有降溫作用，可有效防止CO2氣體溫度升高。同時(shí)可以降低激光器的低能級(jí)，提高激光器的輸出效率。