从零了解激光：先从CO2激光管开始说起

还记得《星球大战》里炫酷的光剑对决吗那一道道划破黑暗的光束曾是多少人心中的科幻梦。而如今这种神奇的光束早已走出银幕走进我们的生活它就是——激光神奇光束从超市收银台的扫码器到医生手中的手术刀从舞台上的绚丽灯光到工厂里的精密加工激光的身影无处不在。它就像一位神秘的魔法师用一束光改变着我们的世界。而这神奇魔法的源头就是激光器和激光管。它们是激光的“心脏”和“灵魂”是将电能转化为神奇光束的关键。在接下来的系列文章中我们将揭开激光的神秘面纱带你了解它的工作原理、种类和应用让你对激光有一个全新的认识准备好了吗让我们一起开启这段奇妙的激光之旅吧走进激光的世界概念激光器与激光管严格说来CO2激光管并不能算是一个激光器因为激光器指的是一个能够独立完成激光输出的装置但激光管却不具备这样的功能它必须在激光电源和冷水机的配合下才能输出激光。现实的情况是对这两者并未加以严格的的区分。CO2激光管这是一个简称如果选择一个描述全面的词应该是“封离式三根同心结构玻璃管水循环冷却直流纵向激励CO2分子混合气体辉光放电等离子体增益介质平凹稳定激光谐振腔”。封离式也叫内腔式/相对于全外腔或半外腔主要针对的是各种气体激光器通常指的是一种密封或隔离的结构参见下图而外腔或者半外腔一般用于实验研究和在腔内插入各种光学元件。三根同心结构玻璃管分别指的是放电管、水冷管和储气管包括连接放电管和储气管的螺旋状的回气管这三根同心玻璃管实际上还起到了谐振腔镜片的支撑作用因此玻璃管是否稳定也决定了激光器运转是否稳定。玻璃管CO2激光器的基本结构如下图所示放电管——是CO2 激光管中最关键的部件它基本上决定了激光的输出特性。水冷管——用于冷却放电产生的等离子体因为等离子体的温度越低产生的激光作用越强。储气管——主要是增加了储气量能够平衡和减少放电过程中工作气体成分和压力的变化延长运转寿命另一方面又增强了放电管的机械强度和稳定性。回气管——指的是连接放电管和储气管的螺旋状的较细的玻璃管。回气管的作用是避免储气管与电极之间产生放电作用确保放电只在放电管中发生此外回气管还起到了减小储气管中产生的电泳是指带电颗粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的现象作用。以上就是CO2激光管的概念和基本结构。