Молекулярный лазер на двуокиси углерода (CO2-лазер).
Молекулярные лазеры на двуокиси углерода> позволяют получать высокие мощности в непрерывном режиме (до 10 кВт и выше), они характеризуются исключительно высокими значениями КПД (до 40%). Активная среда CO2-лазера—смесь нескольких компонентов: двуокиси углерода, молекулярного азота и различных добавок (гелий, пары воды и др.). Активные центры — молекулы
излучающие на переходах между колебательными уровнями основного электронного состояния. Азот играет роль буферного газа, молекулы которого резонансно передают энергию возбуждения молекулам
Для возбуждения
-лазеров обычно применяют тлеющий разряд; используется также импульсный разряд.
На рис. 1.32, а схематически показан первоначальный вариант
-лазера. Здесь 1 — система прокачки двуокиси углерода, 2 — система прокачки азота,
-область высокочастотного тлеющего разряда,
-рабочий объем, в котором смешиваются возбужденные молекулы азота с невозбужденными молекулами
— зеркала резонатора, 6 — выходное
Рис. 1.31
Рис. 1.32
излучение. В данном варианте
-лазера электроны в разряде возбуждают только молекулы азота, а затем, уже в другой области пространства, возбужденные молекулы азота передают энергию активным центрам.
В последующих вариантах
-лазера применялся разряд в смеси
при этом, как правило, использовался тлеющий разряд постоянного тока. Схема такого
-лазера показана на рис. 1.32, б. Здесь 1 — рабочий объем,
— анод, 3 — катод, 4 — зеркала резонатора, 5 — выходное излучение. Как и предыдущая, данная схема основана на прокачке газа. Прокачка позволяет избежать нежелательного изменения химического состава активной газовой смеси, происходящего, в частности, в результате реакции
В настоящее время широко применяют отпаянные
-лазеры (без прокачки газовой смеси). Срок службы таких трубок может быть достаточно большим — до 1000 ч и более.