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CO2激光器的工作原理介紹:

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CO2激光器的工作原理介紹:與其它氣體激光器一樣,CO2激光器工作原理其受激發(fā)射過(guò)程也較復(fù)雜。分子有三種不同的運(yùn)動(dòng),即分子里電子的運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)決定了分子的電子能態(tài);二是分子里的原子振動(dòng),即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動(dòng)--并決定于分子的振動(dòng)能態(tài);三是分子轉(zhuǎn)動(dòng),即分子為一整體在空間連續(xù)地旋轉(zhuǎn),分子的這種運(yùn)動(dòng)決定了分子的轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)。分子運(yùn)動(dòng)極其復(fù)雜,因而能級(jí)也很復(fù)雜。

CO?分子為線性對(duì)稱分子,兩個(gè)氧原子分別在碳原子的兩側(cè),所表示的是原子的平衡位置。分子里的各原子始終運(yùn)動(dòng)著,要繞其平衡位置不停地振動(dòng)。根據(jù)分子振動(dòng)理論,CO?有三種不同的振動(dòng)方式:①二個(gè)氧原子沿分子軸,向相反方向振動(dòng),即兩個(gè)氧在振動(dòng)中同時(shí)達(dá)到振動(dòng)的zui大值和平衡值,而此時(shí)分子中的碳原子靜止不動(dòng),因而其振動(dòng)被叫做對(duì)稱振動(dòng)。②兩個(gè)氧原子在垂直于分子軸的方向振動(dòng),且振動(dòng)方向相同,而碳原子則向相反的方向垂直于分子軸振動(dòng)。由于三個(gè)原子的振動(dòng)是同步的,又稱為變形振動(dòng)。③三個(gè)原子沿對(duì)稱軸振動(dòng),其中碳原子的振動(dòng)方向與兩個(gè)氧原子相反,又叫反對(duì)稱振動(dòng)能。在這三種不同的振動(dòng)方式中,確定了有不同組別的能級(jí)。

二氧化碳激光是一種分子激光。主要的物質(zhì)是二氧化碳分子。它可以表現(xiàn)多種能量狀態(tài)這要視其震動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的形態(tài)而定。基本的能量網(wǎng)狀見(jiàn)圖1。二氧化碳里的混合 氣體是由于電子釋放而造成的低壓氣體(通常30-50托)形成的等離子(電漿)。如麥克斯韋-波爾茲曼分布定律所說(shuō),在等離子里,分子呈現(xiàn)多種興奮狀態(tài)。 一些會(huì)呈現(xiàn)高能態(tài)(00o1)其表現(xiàn)為不對(duì)稱擺動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)與空心墻碰撞或者自然散發(fā),這種分子也會(huì)偶然的丟失能量。通過(guò)自然散發(fā)這種高能狀態(tài)會(huì)下降到對(duì)稱 擺動(dòng)形態(tài)(10o0)以及放射出可能傳播到任何方向的光子(一種波長(zhǎng)10.6μm的光束)。偶然的,這種光子的一種會(huì)沿著光軸的腔向下傳播也將在共鳴鏡里擺動(dòng)。

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