二氧化碳在激光器中的应用是怎样的？

特种气体是为满足特定用途的气体包含单一气和混合气体。特种气体(Specialtygases)门类繁多，通常可区分为电子气体，标准气，环保气，医用气，焊接气，杀菌气等，广泛用于电子，电力，石油化工，采矿，钢铁，有色金属冶炼，热力工程，生化，环境监测，医学研究及诊断，食品保鲜等领域。那么特种气体在激光器上的应用是怎样的？
 

激光器就是一种能发射激光的装置。激光器分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光器6种。而气体激光器是利用气体作为增益介质的激光器，一般是对气体放电进行泵浦。常见的气体种类有原子气体（氦氖激光器、惰性气体离子激光器、金属蒸汽激光器）、分子气体（氮气激光器、二氧化碳激光器）、准分子气体，还有通过化学反应提供泵浦能量的特殊气体激光器。下面就主要讲讲二氧化碳在激光器中应用的相关事项。

一、什么是二氧化碳激光器？

CO2激光器是气体分子激光器，工作物质是CO2气体，辅助气体有氮气，氦气，氙气和氢气等。由于这种激光器能量转换效率高达25%。故常做成高功率输出的激光器。CO2激光器的波长为10.6μm，是不可见的红外光，与生物组织作用时，几乎全被生物组织200μm内的表层吸收，稳定性较好，医学上应用广泛。

二、二氧化碳激光器的工作原理

在CO2激光器的放电管内充有CO2、N2、He等混合气体，其配比和总气压可以在一定范围内变化(一般是：CO2：N2：He＝1:0.5:2.5总气压为1066.58Pa)。任何分子都有三种不同的运动形式：一是分子里的电子运动，决定着电子能态；二是分子里的原子振动，即原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动，这种运动决定了分子的振动能态；三是分子的转动，决定着分子的转动能态。

CO2激光器就是利用CO2分子的振动和转动能级间的跃迁来产生激光的，激光波长为10.6μm。利用气体放电泵的方法向CO2气体分子注入能量，使放电管中CO2分子达到反转分布状态：将直流电压的两输出端分别接到放电管的两电极上，当不加电压或电压很低时，两电极间的气体完全绝缘，内阻为无穷大，没有电流流过；随着电压的升高，气体中开始有带电粒子移动，气体的内阻开始减小，当达到某一电压值时，内阻急剧减小，电流迅速增加、气体被击穿、放电开始，这一电压值叫做着火电压；放电管中的气体被击穿放电后，电流增长、气体中载流增加、激光放电管的内阻下降、又进一步引起电流的增加，这一过程反复进行，放电管呈现负阻效应，为了使放电能够稳定地工作在放电管电流—电压特性曲线的某一点上，在放电管的供电电路中采取了限流措施。

放电管放电时，在混合气体中，N2分子与电子碰撞、获得的电子能量而被激发，而在N2分子与CO2分子碰撞时又把它从电子获得的能量转移给CO2分子，使CO2分子被激发，有利于激光的产生；管中的He气有冷却作用，可以阻止CO2气体温度上升，同时还可以使激光下能级减少，提高激光器的效率。

气体激光器在许多领域中被广泛地应用，都有着至关重要的作用。以上主要就是对二氧化碳在激光器中应用的相关事项的介绍，希望对大家有所帮助。凯丰专注公司、工厂和实验室的气体供应，目前已成为深圳地区大型的专业气体生产、运输、供应、压力容器和压力管道安装和技术服务为一体的工业气体公司。