電激勵橫流co2激光器的工作原理及結構。橫流co2激光器增益介質(zhì)體積大，輸出光束以多模為主，通過(guò)加孔徑光闌或使用折疊腔來(lái)獲得低階模激光，改善光束質(zhì)量，能適應各種需要。
橫流co2激光器的工作原理
橫流co2激光器電極間加上直流電壓使工作氣體產(chǎn)生輝光放電。橫流co2激光器工作氣體流動(dòng)方向、放電方向及光軸方向為三軸正交，風(fēng)機驅動(dòng)混合工作氣體橫向通過(guò)放電電極區域．氣體快速流動(dòng)，并采用多針對平板的電極結構，以獲得大體積、均勻穩定的輝光放電。這種放電使COr)分子振動(dòng)，產(chǎn)生能級間的躍遷，實(shí)現粒子數反轉。當粒子從高能級向低能級躍遷時(shí)產(chǎn)生受激輻射，通過(guò)諧振腔反射鏡之間的來(lái)回反射形成振蕩，并通過(guò)輸出鏡耦合輸出激光。
橫流co2激光器的工作原理
co2分子由線(xiàn)形對稱(chēng)排列的三原子組成。三原子排成直線(xiàn)，中央為碳原子，兩邊是氧原子，如圖2.1.1（a）所示。
基本振動(dòng)方式有三種：
(b)對稱(chēng)振動(dòng)——兩個(gè)氧原子沿對稱(chēng)軸同時(shí)相向碳原子或背向碳原子振動(dòng)，碳原子保持不動(dòng)；
(c)形變振動(dòng)——三個(gè)原予垂直對稱(chēng)軸振動(dòng)，且碳原子運動(dòng)方向與兩個(gè)氧原子的運動(dòng)方向相反；
(d)反對稱(chēng)振動(dòng)——三個(gè)原子沿對稱(chēng)軸振動(dòng)，其中碳原子運動(dòng)方向與兩個(gè)氧原子運動(dòng)方向相反。co2激光器的激光譜線(xiàn)由分子振動(dòng)能級之間的躍遷產(chǎn)生。
激光器通過(guò)電激勵把CO2分子激發(fā)到000 1上能級，稍后，co2分子從上能級跳到下能級10和020，放出10.6f'm和9.6 F/rrlCo2激光。其中，9.6 )um激光由于競爭效應被抑制，而10.6 t/m激光被諧振腔實(shí)現光放大，通過(guò)輸出鏡輸出激光co2分子可通過(guò)直接電子激勵產(chǎn)生粒子數反轉，但增益不大。加入N2后，由于N2分子的y-1能級與C09分子的0001能級的高度相近，所以，在低氣壓連續運轉或高氣壓脈沖運轉的器件中會(huì )發(fā)生能量的共振轉移。
能量共振轉移后，可將能量有效地轉移至co2激光分子，因而可顯著(zhù)地提高C02激光器的增益和輸出功率。在C02激光器中，加入He或Ar可提高耐熱效率，因為He或Ar的導熱系數比C02和N2高一個(gè)數量級。同時(shí)，He能提高激光下能級1000的弛豫速率，提高激光效率和功率。
CO2分子部分振動(dòng)能級圖
