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氦氖激光器的激發(fā)原理

閱讀：1794 發(fā)布時(shí)間：2023-5-30

　　氦氖激光器是以中性原子氣體氦和氖作為工作物質(zhì)的氣體激光器。以連續(xù)激勵(lì)方式輸出連續(xù)激光。功率一般約數(shù)毫瓦，連續(xù)發(fā)光。因?yàn)橹圃旆奖?、較便宜、可靠，所以使用較多。由于單色性好，相干長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十米以致數(shù)百米。

　　氦氖激光器中工作物質(zhì)是氦氣和氖氣，其中氦氣為輔助氣體，氖氣為工作氣體。產(chǎn)生激光的是氖原子，不同能級(jí)的受激輻射躍遷將產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的激光，主要有632.8nm、1.15um和3.39um三個(gè)波長(zhǎng)。氦原子有兩個(gè)亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)21S0、23S1，它們的壽命分別為5某10-6和10-4，在氣體放電管中，在電場(chǎng)中加速獲得一定動(dòng)能的電子與氦原子碰撞，并將氦原子激發(fā)到21SO、23S1，此兩能級(jí)壽命長(zhǎng)容易積累粒子。因而，在放電管中這兩個(gè)能級(jí)上的氦原子數(shù)是比較多的。這些氦原子的能量又分別與處于3S和2S態(tài)的氖原子的能量相近。處于21SO、23S1能級(jí)的氦原子與基態(tài)氖原子碰撞后，很容易將能量傳遞給氖原子，使它們從基態(tài)躍遷到3S和2S態(tài)，這一過(guò)程稱(chēng)能量共振轉(zhuǎn)移。由于氖原子的2P、3P態(tài)能級(jí)壽命較短，這樣氖原子在能級(jí)3S-3P、3S-2P、2S-2P間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，從而發(fā)射出3.39um、632.8nm、1.5um三種波長(zhǎng)的激光。從理論上講，這三種波長(zhǎng)的激光都有可能發(fā)射，但我們可以采取一些方法去抑制其中的兩種，而使我們所需要的一種波長(zhǎng)的激光得到輸出。

　　氦氖激光器應(yīng)用廣泛，包括：共聚焦激光掃描顯微鏡、數(shù)字成像、工業(yè)測(cè)量、代碼掃描、光譜測(cè)量、計(jì)量、定位、對(duì)準(zhǔn)、測(cè)試及基礎(chǔ)研究。

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