第3章二氧化碳激光器
二氧化碳激光器原理
二氧化碳激光器原理激光技术是一种高科技的产物，其应用范围包括科学、工业、医学等多个领域。
二氧化碳激光器是激光技术中应用范围最广泛的一种，其应用领域包括切割、打孔、焊接、雕刻、治疗等多个领域。
本文将详细介绍二氧化碳激光器原理。
一、激光原理回顾激光的产生是一种基于可逆的激光过程。
其原理是在能量较低的原子外壳处注入或吸收能量，让原子通过激发态并最终跃迁到激发态，释放出单色、相干、高能、高密度的光子（激光）。
其过程中，同时存在受激发射和自发辐射。
二氧化碳激光器由基础元件和激光谐振腔两部分组成。
基础元件包括激光器工作介质、放电电极、电源、气体补充系统、约束光系统等几个部分。
激光谐振腔包括反射镜、输出镜、耦合透镜等组成。
二氧化碳激光器的激光过程主要由充气过程、放电过程和光学过程组成。
充气过程主要包括二氧化碳激光器工作介质的充装和制备。
放电过程是指二氧化碳激光器中，通过电压激发放电，形成电子和高能量分子，使其一定能级上的介质产生放电现象，最终激活激光器工作介质。
光学过程是指就是利用谐振腔来放大激光。
二氧化碳激光器中的放电介质是由混合气体构成，包括二氧化碳、氮气和氦气等，其最大的优点就是可以电离形成大量的自由电子并激发气体分子，产生放电，从而激发介质产生激光。
放电过程主要分为火花放电和自维持放电两种情况。
火花放电是指当放电电压达到一定的大小，形成电晕后，会使电晕区域的空气分子电离，从而引起一系列的电子和气体分子的撞击过程，最终产生火花。
火花放电过程中放电能量较大，但执行效果较弱，主要适用于工业加工领域。
自维持放电是指通过增加放电电流和降低电压，使得激光器内部释放出自由电子，从而激发混合气体分子产生激光过程。
自维持放电在少数情况下需要引导电压，但主要通过增加能量输入，从而释放出多数自由电子，维持放电过程，这样能够获得更小的重复频率和更大的能量输出。
二氧化碳激光器的光学过程是指利用谐振腔来放大激光。
谐振腔是一系列构成的反射镜和激光介质组成，反射镜负责反射光，激光介质则是指利用谐振器对光进行放大。
二氧化碳激光器原理
二氧化碳激光器的基本原理1. 引言二氧化碳（CO2）激光器是目前应用广泛的一种激光器。
它具有高功率、高效率、波长适中等优点，广泛应用于医学、工业、军事等领域。
本文将详细解释与二氧化碳激光器原理相关的基本原理。
2. 激光器的基本构成二氧化碳激光器的基本构成包括：激发源、放大器和谐振腔。
2.1 激发源激发源是产生激发能量的部分，其作用是将外部能量转化为所需的激发能量。
在二氧化碳激光器中，常用的激发源是电子束和放电。
电子束激发源是通过加速电子束来激发工作气体中的气体分子，使其转化为激发态。
激发态气体分子在跃迁回基态时，将能量以激光的形式释放出来。
放电激发源则是通过电流通过工作气体产生的放电，使气体分子的电子激发到激发态。
放电释放的能量一部分转化为激光能量。
2.2 放大器放大器是将激发源产生的激光能量进行放大的部分。
在二氧化碳激光器中，常用的放大器是激光管。
激光管是一个封闭的管道，内部充满了CO2、氮气和氧气的混合物，称为工作气体。
放电激发源产生的激发态气体分子会与CO2分子碰撞，将能量转移到CO2分子上，并将CO2分子激发到激发态。
当CO2分子在跃迁回基态时，会释放出能量，产生激光。
激光经过多次反射和吸收，逐渐被放大。
放大器内部的反射镜和光学结构起到了引导光线的作用。
2.3 谐振腔谐振腔是将产生的激光能量反射和增强的部分，在二氧化碳激光器中，谐振腔由两个平行的反射镜组成。
其中一个镜子是半透明的，激光可以透过该镜子逃逸，这样可以输出激光能量。
另一个镜子是高反射率的，激光会被完全反射回去。
当激光在谐振腔中来回传播时，由于激光的波长符合谐振腔的长度，会产生共振现象，激光逐渐增强。
谐振腔的长度可以通过调整镜子之间的距离来改变，从而控制激光的频率。
3. CO2分子的能级结构为了更好地理解二氧化碳激光器的工作原理，需要了解CO2分子的能级结构。
CO2分子是由一个碳原子和两个氧原子组成的。
它的能级结构如下所示：•基态：所有的电子都处于能级最低的状态。
二氧化碳激光器原理及光学镜片的损伤ppt课件
输的窗口,有利于激光测距、激光制导、大气通信等方面的应用,
且该波长对人眼安全。 二氧化碳激光器原理及光学镜片的损伤
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气体激光器 D气 体 成 分
实验发现, 当CO2 激光器中充有适量的N2 、CO 、Xe 、Ne 、H2 、 H2O等气体时,输出功率显著提高。而当充有Ar 、N2 O等气体 时,输出功率则显著下降。为提高输出功率,CO2 激光器都充有 不同组分的辅助气体,主要分为含N2 组分与含CO组分两种。
二氧化碳激光器原理及光学镜片的损伤
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气体激光器
• 水蒸气和氢:
在CO2 +N2 +He混合气体中再加入少量的水蒸气或H2 ,能提
高器件的输出功率和使用寿命。原因是H2O 分子对CO2 分子 激光下能级100 0以及011 0能级的弛豫速率很大,且H2O分子振 动能级寿命很短,可以很快返回基态。 H2 的作用与H2O 相同, 因CO2 分子在放电时会离解出O,H 2 与O合成H2O 。因H2 在 常态下是气体,其充入量比水蒸气更易于控制,故常用H2 代替
• 氙:在CO2 +N2 +He混合气体中,加入少量的Xe,可使输出功率 进一步提高约30% ~ 40%,能量转换效率提高10% ~ 15%。原因是 :Xe的电离电位低,加入后可增加放电气体中的电离度,使E/N值降 低(充有Xe的放电管管压降可以下降20%),从而提高激光器的效 率。混合气体中Xe的含量有一最佳值,一般其分压强在107 ~ 160Pa之间。 Xe的含量不可过高,过高虽使电子密度增加,但电子 碰撞机会也随之增加,导致电子温度下降。
工质量好；
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二氧化碳激光器-课程设计
二氧化碳激光器-课程设计燕山大学课程设计说明书题目：二氧化碳激光器学院（系）：理学院年级专业：应用物理学号：学生姓名：指导教师：教师职称：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：理学院基层教学单位：应用物理系燕山大学课程设计评审意见表摘要激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
激光器的产生具有划时代意义。
本文主要介绍了CO2激光技术的基本情况，简单介绍了激光和激光器的一些特点，重点介绍了气体激光器中的CO2激光器的相关应用，目前CO2激光器是用最广泛的激光器之一，它有着一些非常突出的高功率、高质量等优点。
论文首先介绍了应用型CO2激光器的基本结构和工作原理，着重介绍了应用型CO2激光器在军事、医疗和工业三个主要领域的应用，最后介绍应用型CO2激光器的研究前景和现状。
通过这些介绍使得人们能够加深对CO2激光器的了解和认识。
关键词：激光技术；二氧化碳激光器；基本原理；基本构造；IAbstractLaser is in theory and practice under the background of urgent needemerge as the times require, it is published, obtained the fast development of unusual, not only make the development of laser the ancient optics and optical technology acquired a new life, but also cause the whole an emerging industry.The laser can make people to effectively utilize the hitherto unknown advanced methods and means to obtain the unprecedented benefits and outcomes, thereby promoting the development of productivity. Laser has theepoch-making significance.This departure from the introduction of CO2 laser technology, introducedthe basic situation, briefly introduced some of the characteristics of laser andlaser to highlight the CO2 gas laser in laser-related applications, the currentCO2laser was one of the most extensive laser, it had some very prominenthigh-power, high quality and so on. Paper introduced the application of CO2laser-type basic structure and working principle, focusing on the applicationtype CO2 laser in the military, medical and industrial application of the threemain areas, Finally, applied research prospects for CO2laser and status.Through these presentations allowed people to deepen their knowledge and understanding of CO s lasers.Keywords: Laser technology；CO2Laser ；Basic Principle；BasicStructure ；Application .II目录摘要:.................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1 激光器的产生及发展 (1)1.2 二氧化碳激光器的研究和发展 (1)1.3本文主要研究内容 (2)第2章激光器及二氧化碳激光器的原理 (3)2.1 激光产生的条件 (3)2.2 激光器 (3)2.3 CO2激光器工作原理 (5)第3章二氧化碳激光器的应用 (7)3.1 二氧化碳激光器在工业应用 (7)3.2 二氧化碳激光器在军事上应用 (7)3.3 二氧化碳激光器在医学上应用 (8)第4章二氧化碳激光器的前景展望 (11)结论 (13)参考文献 (14)第1章绪论1.1 激光器的产生及发展1916年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘受激辐射’。
第3章_二氧化碳激光器
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。
• 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
由于以上跃迁具有同一上能级,而且 0001→1000跃迁的几率大得多,所以C02激光 器通常只输出10.6μm激光。若要得到 9.6um的激光振荡,则必须在谐振腔中放置波 长选择元件抑制10.6um激光振荡。
三、 CO2激光器的输出特性 (1) 放电特性
相应于CO2激光器的输出功率，其放电电流有一个最佳值。CO2激 光器的最佳放电电流与放电管的直径，管内总气压，以及气体混合比有 关。
第3章 二氧化碳激光器
5.2.2 二氧化碳激光器
C02激光器的主要特点是输出功率大,能量转换效率高,输出波长(10.6um) ，广泛用 于激光加工、医疗、大气通信及其他军事应用。
C02激光器以C02、N2和He的混合气体为工作物质。激光跃迁发生在C02分子的电子 基态的两个振动-转动能级之间。N2的作用是提高激光上能级的激励效率,则有助于激光下 能级的抽空。
英管壁传导散热，故其热导率低，注入功率和激光
功率受工作气体温升的限制，每米激光管的输出功 率在50～70W之间，由于工作气体在放电过程中 有分解，故其输出激光功率随运行时间延长而逐渐
下降．其优点是结构简单，维护方便，造价和运行
费均较低，在加工中若仅需数百瓦级激光功率时， 采用此种准封离型CO2激光器是适宜的．
二氧化碳激光器应用场景_解释说明以及概述
二氧化碳激光器应用场景解释说明以及概述1. 引言1.1 概述二氧化碳（CO2）激光器是一种常见的气体激光器，利用高能量电子与合适浓度的CO2分子相互作用来工作。
它具有许多优异的性能和广泛的应用场景。
在本篇文章中，我们将探索二氧化碳激光器的应用领域，并提供详细的解释和说明。
1.2 文章结构本文将按照以下方式进行阐述：首先，我们将介绍二氧化碳激光器应用场景的解释说明，包括工业、医疗和科学研究等方面。
接着，我们将总结二氧化碳激光器的特点和优势，并对其高功率和高效能、可调谐性和多模式运行以及光学质量和束流特性做出概述。
最后，我们将对二氧化碳激光器未来发展进行展望，并得出结论。
1.3 目的本文旨在分享关于二氧化碳激光器应用范围的知识，并帮助读者了解其重要性以及为何广泛应用于各个领域。
通过阅读本文，读者将对二氧化碳激光器的应用场景有更清晰的了解，并能够认识到它在工业、医疗和科学研究中的重要作用。
2. 二氧化碳激光器应用场景解释说明2.1 工业应用:二氧化碳激光器在工业领域有广泛的应用场景。
首先，它被用于切割和焊接金属材料。
其高功率和高能量密度能够快速准确地切割或焊接各种金属，例如不锈钢、铝合金等。
这种切割和焊接方法比传统机械方法更精确、更高效，并且产生的热影响区较小。
此外，二氧化碳激光器也常被应用于制造业中的雕刻和打标。
通过控制激光束大小和强度，可以在不同材料表面上实现精细图案的雕刻或文字的打标。
这种技术广泛运用于电子产品、汽车零部件等行业。
还有一些其他工业应用包括：材料加工（如塑料切割、木材加工）、纸张与纤维加工（如纸板裁剪、纤维蒸湿和彩色印刷）以及喷码标注等。
2.2 医疗应用:在医疗领域，二氧化碳激光器也具有重要的应用价值。
其中一项主要应用是皮肤病治疗。
二氧化碳激光可以通过聚焦在皮肤表面或深层组织上，刺激胶原再生和损伤的修复。
它被广泛用于去除痣、治疗红血丝以及减少皮肤上其他不完美的问题。
此外，二氧化碳激光器还被用于进行手术切割和消融。
二氧化碳激光器介绍
二氧化碳激光器介绍二氧化碳（CO2）激光器是一种常见的气体激光器，广泛应用于医学、工业和科研领域。
本文将介绍CO2激光器的原理、特点、应用以及一些相关的技术进展。
CO2激光器的原理基于二氧化碳分子在激发态和基态之间跃迁时放出的光能。
它的基本结构由激光管、泵浦源和输出耦合器组成。
激光管是一个封闭的管状动力学系统，内部充满了CO2、氮气和一小部分惰性气体混合物。
CO2激光器是中红外激光器，其工作波长在9.4~10.6微米之间。
泵浦源通常采用电子束激发或直接电通电流，以产生高能量的电子束或电弧，使得CO2分子处于激发态。
在该过程中，氮气和惰性气体起到了能量传递和CO2气体冷却的作用。
当CO2分子处于激发态时，通过碰撞和辐射跃迁，分子会回到基态并释放出能量。
这些能量以光子的形式被放射出来，形成一束高能量、单频率和空间相干性强的激光束。
这就是CO2激光器的工作原理。
CO2激光器具有几个显著的特点。
首先，它具有高能量密度和大功率输出的优势，因此在工业材料加工领域有广泛的应用。
其次，CO2激光器的波长与许多材料的吸收特性相匹配，可以实现高效的切割、焊接和打孔操作。
此外，CO2激光器由于其相对较长的波长，对光的传播有较好的表现，适用于长距离或特殊环境下的激光传输。
在医学领域，CO2激光器主要用于外科手术和皮肤治疗。
在外科手术中，它被广泛用于切除肿瘤、切割组织和凝固血管等。
在皮肤治疗中，CO2激光器可以用于去除皮肤病变、减少皱纹以及治疗疤痕等。
CO2激光器具有高的吸收率和浅的组织穿透深度，因此可以实现精确的组织切割和热效应。
在工业领域，CO2激光器主要用于金属切割、打标和焊接。
它可以通过调节功率和扫描速度来实现不同厚度的材料切割。
同样，CO2激光器还可以用于非金属材料如塑料、木材和陶瓷的切割和打标。
值得注意的是，CO2激光器的使用需要遵循一定的安全措施。
它的激光束具有很高的能量密度，对人体和物体可能造成伤害。
因此，在使用CO2激光器时，必须佩戴适当的防护装备，并遵循相应的操作规程。
二氧化碳co2激光器分类、特点与应用
二氧化碳co2激光器分类、特点与应用【最新版】目录1.二氧化碳激光器的分类2.二氧化碳激光器的特点3.二氧化碳激光器的应用正文二氧化碳（CO2）激光器是一种常见的激光器类型，它具有独特的分类、特点和应用。
下面我们将详细讨论这三个方面。
一、二氧化碳激光器的分类二氧化碳激光器可以根据不同的分类标准进行分类。
其中，一种常见的分类方法是根据激光波长进行分类。
根据这种分类方法，二氧化碳激光器可以分为以下几类：1.波长为 10.6 微米的二氧化碳激光器：这是最常见的二氧化碳激光器类型，其波长为 10.6 微米。
2.波长为 9.6 微米的二氧化碳激光器：这种类型的二氧化碳激光器比波长为 10.6 微米的激光器具有更高的能量密度，因此可以用于切割和钻孔等高能应用。
3.波长为 12.7 微米的二氧化碳激光器：这种类型的二氧化碳激光器比波长为 10.6 微米的激光器具有更低的能量密度，因此可以用于低能应用，如激光嫩肤和磨皮等。
二、二氧化碳激光器的特点二氧化碳激光器具有以下几个主要特点：1.高转换效率：二氧化碳激光器的转换效率高达 10%，这意味着在输入电能和输出光能之间的能量损耗较小。
2.高功率：二氧化碳激光器可以产生高达 45 千瓦的输出功率，这是目前最强的物质处理激光。
3.波长为 10.6 微米：二氧化碳激光器的波长为 10.6 微米，位于红外区域，肉眼无法直接观察到。
4.混合气体：二氧化碳激光器中的混合气体是由于电子释放而造成的低压气体（通常 30-50 帕），这使得激光器具有较高的效率和稳定性。
三、二氧化碳激光器的应用二氧化碳激光器广泛应用于以下几个领域：1.金属加工：二氧化碳激光器可以用于激光切割、雕刻和焊接等金属加工应用。
2.医疗领域：二氧化碳激光器可以用于激光嫩肤、磨皮等外科手术。
3.光纤通信：二氧化碳激光器可以用于光纤通信，因为其波长为 10.6 微米，恰好位于光纤的传输窗口。
4.化学反应：二氧化碳激光器可以用于激光诱导的化学反应，如化学分析等。
二氧化碳激光器
由二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮，二氧化氯，氮气，氧气，氯气，敏气，氧气，氯气，猷气，氨气混合在一起构成发射源的二氧化碳激光器常规二氧化碳激光器是在圆柱形放电管中充入质量比值为1：0.01:0.01的二氧化碳，氮气，氯气，然后在放电管两端分别安装两个电极，再在这两个电极上面加上IlOkV的Ika 的直流电压，这样放电管中就会产生激光。
CO2激光器中，主要的工作物质由CO2,氮气，氮气三种气体组成。
其中CO2是产生激光辐射的气体、氮气及氯气为辅助性气体。
加入其中的氮，可以加速010能级热弛豫过程，因此有利于激光能级100及020的抽空。
氮气加入主要在CO?激光器中起能量传递作用，为CO?激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。
CO2分子激光跃迁能级图CO?激光器的激发条件：放电管中，通常输入几十mA或几百mA的直流电流。
放电时，放电管中的混合气体内的氮分子由于受到电子的撞击而被激发起来。
这时受到激发的氮分子便和CO2分子发生碰撞，N2分子把自己的能量传递给CO2分子，CO2分子从低能级跃迁到高能级上形成粒子数反转发出激光。
现在，我提出一种新的设想，是将质量比为1：0.01:0.01：0.01:0.01：0.01:0.01：0.01:0.01：0.01:0.01:0.01的二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮，二氧化氯，氮气,氧气，氮气，负气，氮气，氮气，包气，氨气冲入放电管，再给放电管两极同上高压最终使放电管中的二氧化碳发射出激光。
这是可以给放电管两极的金箔上面同上1亿伏特1亿安培的直流电，给圆柱型的中空水晶放电管中，冲入100KG二氧化碳，IKG二氧化硫、IKG 二氧化氮，IKG二氧化氯，IKG氮气，IKG氧气，IKG氮气，IKG负气，IKG氨气，IKG 氟气，IKG氤气，IKG氧气,在用活塞压缩发电管中的气体使里面气体的压强达到10个大气压，这时候接通开关，给放电管两极的金箔放电电极上面同上1亿伏特的高压直流电，放电管就会发射高能激光。
二氧化碳激光器简介PPT课件
的碰撞消激发作用
Xe：增加放电气体中的电离度，使得电子平均能量降低，
高器件的输出功率，并且延长器件寿命 Ar：降低管内电子温度，有利于上能级激发，但导热率不
如He
4.2 普通CO2激光器的工作特性和输出特性
1 电子温度 E/N范围：10－16～ 10－15 Vcm2 E/N小，电子转换效率高，但放电管难以着火 E/N大，能量大多转换给电子的激发态，电子转换 效率低 2 增益 1）放电电流的影响：存在最佳值 2）管壁温度的影响：封离型增益随管壁温度上升而下降 流动型增益与管壁温度无关 3）气压 存在最佳气压值
2 轴快流CO2激光器
气流方向与激光束输出方向一致 结构：风机的选择：罗茨风机 涡轮风机 热交换器 湍流发生器 工作特性：
3 横流高功率CO2激光器 放电方向 气流方向 激光束输出方向互相垂直
4.5 横向激励高气压CO2激光器（TEA） 1 特点 工作气压高 采用横向激励方式 电极面积大 施用预电离技术
2 常用的TEA CO2激光器结构 1） 针板TEA CO2激光器
结构比较简单，易实现均匀激励，效率不高，光束质量不太好
2） 双放电TEA CO2激光器 阴阳极之间加了一个预电离电极 3）紫外光预电离TEA CO2激光器 4）电子束预电离TEA CO2激光器
第3章_二氧化碳激光器
• 根据调查统计，直流高压供电电路故障导致 无激光输出的故障占该类故障总数的60%以 上。其次检查光路仔细观察导光臂固定座的 中心轴与CO2激光管的中心轴是否重合(应重 合)；CO2激光管的固定卡环是否松脱；激光 管输出侧的平凸镜位置是否正常；输出窗是 否清洁。
• 最后检查激光管，如激光管放电正常，但 无激光输出，可能是激光管两端腔片损坏 或输出窗被遮盖；激光管有不正常的放电， 无激光输出，可能是激光管中阳极或阴极 损坏，或管中的工作气体被杂质气体所污 染；激光管无放电，也无激光输出，则可 能是阴极损坏或老化而不能发射电子，阴 极或阳极引线封结处玻璃炸裂或激光管两 端腔片粘结处漏气，空气进入激光管，从 而激光管无法放电。
由于C0 分子00 能级与 分子v=1能级十分接近 能量转移十分迅速。此外 2分子的 能级与N 能级十分接近,能量转移十分迅速 由于 2分子 01能级与 2分子 能级十分接近 能量转移十分迅速。此外,N v=2~4能级与 2分子 02~0004也十分接近 相互间也能发生共振转移 处于 能级与C0 分子00 也十分接近,相互间也能发生共振转移 能级与 也十分接近 相互间也能发生共振转移,处于 0002~0004的C02分子与基态 2分子碰撞可将它激励至 01能级。 分子与基态C0 分子碰撞可将它激励至00 能级 能级。 的 在以上三种激发途径中,共振转移的几率最大 在以上三种激发途径中 共振转移的几率最大, 共振转移的几率最大 作用也最为显著。 作用也最为显著。 C02分子激光跃迁下能级的抽空主要依靠气 体分子间的碰撞。 体分子间的碰撞。 一旦实现了(0001)与 (1000)、 (0200) 一旦实现了 与 、 之间的粒子数反转，即可通过受激辐射， 之间的粒子数反转，即可通过受激辐射，产 跃迁产生10.6um波长的激 生: 0001→1000跃迁产生 → 跃迁产生 波长的激 光光00 → 跃迁产生9.6um波长的激 光光 01→0200跃迁产生 跃迁产生 波长的激 光。 由于以上跃迁具有同一上能级,而且 由于以上跃迁具有同一上能级 而且 0001→1000跃迁的几率大得多 所以 2激光 跃迁的几率大得多,所以 → 跃迁的几率大得多 所以C0 激光。 器通常只输出10.6µm激光。若要得到 器通常只输出 激光 9.6um的激光振荡 则必须在谐振腔中放置波 的激光振荡,则必须在谐振腔中放置波 的激光振荡 激光振荡。 长选择元件抑制10.6um激光振荡。 长选择元件抑制 激光振荡
二氧化碳激光器
必须选择平均电子能远远超过0001能级 的激励阈值，以免0110能级直接泵浦；
大部分电子用来激励N2的第一激发态； 平均电子伏必须限制在3eV下，避免CO2 过度离解
Company Logo 图( 与产生激光有关的CO2分子能级图
（2）共振转换激励 1） N2(ν=1)+CO2(0000) →N2(ν=0)+CO2(0001)-18cm-1 2） CO (ν=1)+CO2(0000) →CO2(0001)+CO(ν=0)-206cm-1
共振转换 1）方程碰撞速率相当大； 2）大大增加了CO2（0001）能级的寿命。
指出：He是一种常用的气体，对 激光上能级的激励去激励都不起重 要作用。
图（3）CO2分子振动模型
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2、弛豫过程
（1）激光上能级0001的弛豫 CO2(0001)+hν →CO2(1000，0200)+ hν+ hν
CO2激光器的原理及应用
目 录
1 二氧化碳激光器概述 2 CO2激光器的结构 3 二氧化碳激光粒子数反转机理 4 经典二氧化碳激光动力学 5 CO2激光器的应用
一、二氧化碳激光器概述
1、简介 1964年，Patel等人首先发现了用CO2气体观察到大约 10.6微米的连续波激光作用，（其中还有9.6微米）经过多年 对CO2气体激光的研究，今天它已经成为产品，广泛用于激 光加工、医疗、大气通信及其他军事应用。 2、特点 （1）输出功率大。最大功率能达到十万瓦级别并且连续波 输出功率，这是惊人的。 （2）能量转换效率高。15%-40% （3）输出波长(10.6um)
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3、激光器的优化
1）若要解上述粒子密度方程组，除了速率系数和其他的参数，例如 粒子浓度n、自发辐射速率A等等，都可以通过查表或者计算得出。 其中电子密度还得通过电子温度和气体温度算出。由此可以进一步解 微分方程。进而通过遗传算法优化。
第三章 二氧化碳激光器
Laser Device and Technology
放电激励 纵向低气压激光器 横向高气压激光器
射频激励
化学激励
气动
Email: xiaoyunliu0420@; Tel: 13840275014第;4页Q，共Q4:42页1。265964; Msn: icedox@
由于CO2分子激光下能级1000和0200的辐射寿命很长,从激
光上能级跃迁到这两个能级的粒子,不能靠自发辐射很快返
回到基态,这必然会降低粒子反转数.为尽快抽空下能级,必 须靠与其他粒子碰撞.碰撞抽空下能级的弛豫过程分为两 步进行:
第一步: 1000和0200能级的驰豫
C2(O 100 0 )C2(O 000 0 ) 2 C2(O 01 0 1 )5c2 m 1 C2(O 000 2 )C2(O 000 0 ) 2 C2(O 01 0 1 )5c0 m 1
Email: xiaoyunliu0420@; Tel: 13840275014; Q第Q12页:2，1共2464页5。964; Msn: icedox@
Laser Device and Technology
第二步: 0110能级的驰豫
CO2(0110)CO2(0000)2CO2(0000)66c7m1 CO2(0110)MCO2(0000)E
Laser Device and Technology 3. 共振转移激发
在CO2中掺有N2(氮)和CO,它们被电子碰撞激发 到各自的激发态,这些激发态的分子可把能量转移给 CO2基态,使CO2跃迁到0001能级.
N2分子: N 2 *(3 1 ,2 ,3 )C2(O 000 0 )
N 2 ( 0 ) C 2 * (0 O 03 0 1 ,2 ,3 ) E
二氧化碳激光器CO2
二氧化碳 ( CO2)激光器介绍二氧化碳激光器是以CO2气体作为工作物质的气体激光器，其波长为10.6 微米附近的中红外波段。
其通过连续波、脉冲和高能量超脉冲技术以不同的能量和时间照射人体皮肤组织，组织吸收激光能量后主要发生光热反应，可使皮肤组织切割、汽化、碳化、凝固或适当变性，达到祛除病变，同时止血或结痂，改变皮肤肌理，达到治疗或理疗的目的。
二氧化碳 ( CO2)激光器原理CO?分子为线性对称分子，两个氧原子分别在碳原子的两侧，所表示的是原子的平衡位置。
分子里的各原子始终运动着，要绕其平衡位置不停地振动。
根据分子振动理论，CO?有三种不同的振动方式：①二个氧原子沿分子轴，向相反方向振动，即两个氧在振动中同时达到振动的最大值和平衡值，而此时分子中的碳原子静止不动，因而其振动被叫做对称振动。
②两个氧原子在垂直于分子轴的方向振动，且振动方向相同，而碳原子则向相反的方向垂直于分子轴振动。
由于三个原子的振动是同步的，又称为变形振动。
③三个原子沿对称轴振动，其中碳原子的振动方向与两个氧原子相反，又叫反对称振动能。
在这三种不同的振动方式中，确定了有不同组别的能级。
二氧化碳 ( CO2)激光治疗仪器作用（1）按输出方式分1）连续输出；2）脉冲输出——调制频率高达1MHz；3）Q开关输出——电光调Q与声光调 Q。
（2）按谐振腔的工作分1）波导腔——孔径D=1～3mm；2）自由空间腔——孔径D=4～ 6mm。
（3）按激励极性分1）单相；2）反相。
（4）按腔体结构分1）单腔；2）多腔；（a）折叠腔： V 型—— 2 折； Z 型—— 3 折； X 型—— 4 折。
（b）列阵腔：短肩列阵；交错列阵。
（c）积木式：并联— 2 腔；三角组联— 3 腔。
3）大面积放电（a）平板型，（ b）同心环型。
（5）按均恒电感分布方式分1）准电感谐振技术—用于低电容激光头；2）平行分布电感谐振技术—用于高电容激光头。
（6）按谐振腔材料分1）陶瓷—金属混合型；2）全陶瓷型； 3）全金属型。
二氧化碳激光器
⼆氧化碳激光器⼆氧化碳激光器1.⼆氧化碳激光器的发展历史1964年由Patel在CO2⽓体放电中，获得了波长在10.4微⽶和9.4微⽶附近的连续激光输出，世界上第⼀台CO2分⼦的激光器诞⽣了。
它有⽐较⼤的功率和⽐较⾼的能量转换效率。
它是利⽤CO2分⼦的振动-转动能级间的跃迁的，有⽐较丰富的谱线，在10微⽶附近有⼏⼗条谱线的激光输出。
其在⼯业、军事、医疗、科研等⽅⾯得到了⼴泛的应⽤，给我们的实现⽣活带了许多便利。
1966年⽓动CO2激光器诞⽣了，从此CO2激光器受到了极⼤的关注。
由于激光技术中⽓动技术的引进，CO2激光器开辟了⼴阔的运⽤前景。
伴随着科学技术的进步，世界各国的激光技术也得到了相应的发展，⼆氧化碳激光器是⽬前连续输出功率较⾼的⼀种激光，它发展较早，商业产品较为成熟，被⼴泛应⽤到材料加⼯、医疗使⽤、军事武器、环境量测等各个领域。
在激光的发展和应⽤⽅⾯，CO2激光器的制作和应⽤较早也较多，早在1970年代末期，就有从国外直接进⼝CO2激光器，从事⼯业加⼯和医疗等应⽤。
从80年代末期开始，CO2激光器被⼴泛引进并应⽤在在材料加⼯领域。
2.⼆氧化碳激光器的基本⼯作原理如下图所⽰为CO2激光器的产⽣激光的分⼦能级图。
CO2分⼦激光跃迁能级图从图中可以分析得到CO2激光的激发过程，主要的⼯作物质由CO2，氮⽓，氦⽓三种⽓体组成。
其中CO2是产⽣激光辐射的⽓体、氮⽓及氦⽓为辅助性⽓体。
加⼊的氦有两个作⽤：⼀个是可以加速010能级热弛预过程，因此有利于激光能级100及020的抽空；另⼀个是实现有效的传热。
氮⽓的加⼊主要在CO2激光器中起能量传递作⽤，为CO2激光上能级粒⼦数的积累与⼤功率⾼效率的激光输出起到强有⼒的作⽤。
泵浦采⽤连续直流电源激发。
它的直流电源原理：直流电压为把接⼊的交流电压，⽤变压器提升，经⾼压整流及⾼压滤波获得⾼压电加在激光CO2激光器是⼀种效率较⾼的激光器，不易造成⼯作介质损害，发射出10.6µm 波长的不可见激光，是⼀种⽐较理想的激光器。
二氧化碳激光器工作原理
二氧化碳激光器工作原理1.前言二氧化碳激光器（CO2激光器）是一种重要的激光器，被广泛应用于工业加工、医疗、科研等领域。
它具有高能量密度、高功率、高效率的特点，可用于切割、焊接、打标、刻划等加工，也可以用于治疗皮肤病变、促进伤口愈合等医疗应用。
本文将介绍CO2激光器的工作原理。
2.激光的基本概念先来回顾一下激光的基本概念。
激光是一种特殊的光，它具有单色性、相干性、直线性和高亮度等特点，是高能量密度的光束。
激光器是将一个原子、分子或离子体系通过受激辐射而产生的电磁辐射集成起来的开放光量子系统，通常由放置于光学谐振腔中的工作物质、激发源、光学谐振腔和输出反射镜等四个部分组成。
3.CO2激光器的基本构成CO2激光器的工作物质是由CO2分子组成的气体混合物，激发源一般是在气体中产生空穴和自由电子的电流放电，谐振腔包括反射镜和其他光学元件。
CO2激光器的输出波长为10.6微米，是红外波段的激光。
4.工作原理CO2激光器的工作原理是通过电流放电激发CO2分子从基态到激发态，进而产生受激辐射释放出脉冲激光。
下面详细介绍CO2激光器的工作步骤：4.1激发和放电CO2激光器内部的充气管中充满了CO2和其他气体，如氮气、氖气等。
当高压电流加到放电电极上后，电流在气体混合物中形成放电，激活CO2分子到一个高位能激发态。
4.2辐射放射当激发态的CO2分子回到稳定态时，会向谐振腔中发出辐射并释放光子，光子よ光子向光学谐振腔内部反射迅速传播。
每次辐射放射产生的光子都与谐振腔中以既定波长行进的光子相干叠加，并使光子数目不断增加。
这个过程称为受激辐射放大。
4.3谐振放大当光子数目达到一定程度时，开始形成光强的锐峰，锐峰欲跳之势不可控制，此时一旦脉冲正常运行，光子的受激辐射放大效应便不受阻碍地发生。
谐振腔的激光可以通过选择反射镜来获得，这些反射镜只允许光以高反射率从谐振腔内部反射回来。
4.4输出激光该激光通过输出窗口后，在外部光路中通过透镜集光，即将CO2激光器产生的光线通过输出镜反射回来，这样就可以实现激光的输出。
二氧化碳激光器发光原理
二氧化碳激光器发光原理
激光技术作为一种重要的现代光学技术，在众多领域中得到了广泛应用。
而二氧化碳激光器作为其中一种常见的激光器，其发光原理是怎样的呢？
二氧化碳激光器是一种基于分子能级跃迁的激光器。
它的工作物质是由二氧化碳（CO2）分子构成的活性气体混合物，在激发态和基态之间发生能级跃迁，从而产生激光辐射。
具体来说，二氧化碳激光器的发光原理包括三个关键步骤：能级激发、跃迁放出和光放大。
能级激发是二氧化碳激光器发光的基础。
当二氧化碳气体被高频电流或电子束激发时，分子中的电子会跃迁至高能级态，形成激发态分子。
这种能级跃迁是通过碰撞和吸收外界能量实现的。
跃迁放出是指激发态分子经过一段时间后，由高能级态向低能级态跃迁并释放出能量。
在二氧化碳激光器中，这种跃迁放出主要是通过非辐射跃迁实现的，即分子与周围气体碰撞而损失能量。
光放大是二氧化碳激光器发光的关键环节。
在激发态分子跃迁到低能级态时，会产生与波长相对应的激光辐射。
这个过程是通过分子中的振动和转动能量转移来实现的。
激光辐射会在二氧化碳激光器的工作介质中得到放大，然后通过光学谐振腔中的反射，不断增强
激光的能量，最终形成高强度、单色性好的激光束。
总结起来，二氧化碳激光器的发光原理是通过能级激发、跃迁放出和光放大三个步骤实现的。
这个过程利用了二氧化碳分子的特性，通过能级跃迁来释放出激光辐射。
二氧化碳激光器以其高功率、高效率和多波长输出的特点，在材料加工、激光医学、激光雷达等领域得到了广泛应用。
二氧化碳激光操作技术书籍
二氧化碳激光操作技术书籍《二氧化碳激光操作技术》是一本关于使用CO2激光器进行操作和应用的专业书籍。
下面是对该书的详细回答，超过1200字。
第一章介绍了二氧化碳激光的基本原理和特点。
二氧化碳激光是一种波长为10.6微米的红外激光，具有较高的聚焦能力、较大的穿透力和较强的切割能力。
本章主要讲解了CO2激光的发射原理、激光光束特性和激光能量参数的测量方法。
第二章介绍了二氧化碳激光器的结构和工作原理。
该章节详细讲解了CO2激光器的主要零部件和工作原理，包括放电管、电源系统、冷却系统、共振腔和输出系统等。
同时还介绍了CO2激光器的调谐和稳定技术，以及常见的工作模式。
第三章是关于CO2激光系统的操作和控制技术。
该章节包括了对二氧化碳激光器的启动、调谐、功率控制和稳定性控制等方面的详细讲解。
此外，本章还介绍了CO2激光器的保护技术和安全操作规范，包括对激光束的防护和操作人员的防护措施等。
第四章讲解了CO2激光加工技术。
本章主要从切割、打孔、焊接和表面处理等方面介绍了CO2激光的应用技术。
其中，对于不同材料的激光加工特性进行了分析和比较，以及常见的加工工艺和参数选择等方面进行了讲解。
第五章是关于CO2激光技术在工业生产中的应用。
本章详细介绍了二氧化碳激光在汽车制造、航空航天、电子制造、医疗器械和玻璃加工等领域的应用案例。
同时还探讨了CO2激光技术的发展趋势和前景，以及如何选择和购买CO2激光器等方面的内容。
第六章是关于CO2激光器的维护和故障排除。
本章提供了CO2激光器的日常维护方法和周期性检查项目，以及常见故障原因和排除方法。
此外，还介绍了CO2激光器的维修和维护技术培训等内容，以帮助读者更好地了解和运用CO2激光技术。
第七章是对CO2激光技术的展望。
本章从技术发展和市场趋势两个方面进行了分析和总结，预测了将来CO2激光技术的发展方向和应用领域。
同时，还提出了一些改进和创新的建议，以促进CO2激光技术的进一步发展和应用推广。
二氧化碳 激光器原理
二氧化碳激光器原理二氧化碳激光器原理激光器是一种将能量转换为高度聚焦光束的装置，而二氧化碳激光器是其中一种常用的激光器。
二氧化碳激光器利用二氧化碳气体作为激光介质，并通过激发该气体分子的能级转变来产生激光。
二氧化碳激光器的工作原理可以简单概括为三个步骤：能级激发、能级跃迁和光放大。
通过电子激发或其他外部能量输入，将二氧化碳气体中的分子激发到高能级。
这个过程需要提供足够的能量，以克服分子内部的束缚力，使分子中的电子跃迁到高能级能级。
激发到高能级的二氧化碳分子会在非常短的时间内经历自发辐射的过程，即能级跃迁。
在这个过程中，激发态的电子会从高能级跃迁回到低能级，释放出能量。
通过在激发态和基态之间建立的光学谐振腔，将激发态返回基态的过程中释放出的能量进行放大。
这个过程发生在由两个反射镜构成的光学谐振腔内，其中一个镜子是部分透明的，使得一部分光线可以逃逸出来，形成激光输出。
在二氧化碳激光器中，典型的能级跃迁路径是从振动激发态到振动基态。
二氧化碳分子的基态是一个对称振动态，而激发态则是一个非对称振动态。
能级跃迁所释放的光子的能量与振动激发态和振动基态之间的能量差相关。
由于二氧化碳分子的能级结构，二氧化碳激光器通常在10.6微米的波长范围内工作。
二氧化碳激光器具有许多应用领域，包括医疗、工业加工和科学研究等。
在医疗领域，二氧化碳激光器可用于手术切割、烧灼和去除组织。
在工业加工领域，二氧化碳激光器可用于切割、焊接和打孔等操作。
在科学研究领域，二氧化碳激光器可用于光谱分析、拉曼光谱和激光测量等实验。
二氧化碳激光器是一种利用二氧化碳气体作为激光介质的激光器。
通过能级激发、能级跃迁和光放大等过程，二氧化碳激光器可以产生高能量、高度聚焦的激光束。
它在医疗、工业加工和科学研究等领域具有广泛的应用前景。
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图2-3 横流CO2激光器
2020/6/19
• 此种类型的激光器，单位有效谐振 腔 长 度 的 输 出 激 光 功 率 达 每 米 10kW ， 商 用 器 件 的 最 大 功 率 可 达 25kW ． 这种激光器的缺点是：光束质量较差 ，在好的情况下可以得到低阶模输出 ，否则为多模输出．横流激光器广泛 应用于材料的表面改性加工领域．2 ．2．1．3快速轴流型CO2激光器
2020/6/19
CO2激光器结构图
2020/6/19
• CO2激光器是光、机、电一体化结 构，其中哪一方面出现异常都会影响 其余方面，所以故障现象往往是错综 复杂的综合故障的反应。从以下三个 方面对CO2激光器的故障进行研讨。
2020/6/19
• 无激光输出
•
这是CO2激光器在使用中出现频率最高的故障
2020/6/19
• 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。
2020/6/19
• 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。
2020/6/19
图2-2 准封离型CO2激光器示意图
2020/6/19
• 横向流动型CO2激光器 • 横流激光器是指工作气体沿着与光轴垂
直的方向快速流过放电区以维持腔内较低 气体温度的一种高功率激光器．图2-3为横 流激光器的结构示意图，它通常由密封箱 体(钢壳)、谐振腔(输出镜、拆叠镜、全反 镜)、风机、热交换器和放电电极(阳极、阴 极)等部分组成．
2020/6/19
• CO2激关器就是利用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 气体放电泵浦方法向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 中载流子增加、激光放电管的内阻下降、又进一步 引起电流的增加，
在以上三种激发途径中,共振转移的几率最大, 作用也最为显著。
C02分子激光跃迁下能级的抽空主要依靠气 体分子间的碰撞。
图(5-13) 与产生激光有关的CO2分子能级图
一旦实现了(0001)与 (1000)、 (0200) 之间的粒子数反转，即可通过受激辐射，产 生: 0001→1000跃迁产生10.6um波长的激 光光0001→0200跃迁产生9.6um波长的激 光。
2020/6/19
• CO2激光器效率高，不造成工作介质 损害，发射出10.6μm波长的不可见激 光，是一种比较理想的激光器。按气 体的工作形式可分封闭式及循环式， 按激励方式分电激励，化学激励，热 激励，光激励与核激励等。在医疗中 使用的CO2激光器几乎百分之百是电 激励。
2020/6/19
CO2分子激光跃迁能级图
由于以上跃迁具有同一上能级,而且 0001→1000跃迁的几率大得多,所以C02激光 器通常只输出10.6μm激光。若要得到 9.6um的激光振荡,则必须在谐振腔中放置波 长选择元件抑制10.6um激光振荡。
2020/6/19
三、 CO2激光器的输出特性 (1) 放电特性 相应于CO2激光器的输出功率，其放电电流有一个最佳值。CO2激
2020/6/19
二、 CO2激光器的激发过程 CO2激光器中与产生激光有关的CO2分子能级图如图(5-13)所示。
C02激光器中,通过以下三个过程将C02分 子激发到0001能级
1.直接电子碰撞 电子与基态(0000)C02分子碰撞使其激发 到激光上能级。这一过程可表示为
C02(0000)+e →C02(0001)+e
2.级联跃迁 电子与基态CO2分子碰撞使其跃迁到000n能 级,基态C02分子与高能级C02分子碰撞后跃迁 到激光上能级,此过程可表示为
图(5-13) 与产生激光有关的CO2分子能级图
C02(0000)+C02(000n)→C02(0001)+C02(0 00n-1)
3.共振转移 由于N2分子(v=0)能级和电子碰撞后跃迁到v=1的振动能级。这是一个寿命较长的亚 稳态能级，因而可积累较多的N2分子，基态CO2分子与亚稳态N2分子发生非弹性碰撞并 跃迁到激光上能级。这一过程可表示为
2020/6/19
• 最后检查激光管，如激光管放电正常，但 无激光输出，可能是激光管两端腔片损坏 或输出窗被遮盖；激光管有不正常的放电 ，无激光输出，可能是激光管中阳极或阴 极损坏，或管中的工作气体被杂质气体所 污染；激光管无放电，也无激光输出，则 可能是阴极损坏或老化而不能发射电子， 阴极或阳极引线封结处玻璃炸裂或激光管 两端腔片粘结处漏气，空气进入激光管， 从而激光管无法放电。
•
按照气体冷却方法的不同可将高功率
CO2激光器分成扩散冷却和流动冷却两大
类，流动冷却又分为轴向流动、横向流动
及螺旋流动等多种．
2020/6/19
• 图2-1 准封离CO2激光器结构示意图
2020/6/19
• 较高功率的准封离型激光器都附带一个真空排气充气系统，用来定期抽掉腔内的变质气体，充以新 鲜 气 体 而 重 新 使 用 ． 图 2-2 为 工 业 用 的 准 封 离 型 CO2激光器，此种类型的CO2激光器的工作气体 不流动，直流自持放电产生的热量，靠玻璃管或石 英管壁传导散热，故其热导率低，注入功率和激光 功率受工作气体温升的限制，每米激光管的输出功 率在50～70W之间，由于工作气体在放电过程中 有分解，故其输出激光功率随运行时间延长而逐渐 下降．其优点是结构简单，维护方便，造价和运行 费均较低，在加工中若仅需数百瓦级激光功率时， 采用此种准封离型CO2激光器是适宜的．
压表测量直流高压电路输出的电压数值。
2020/6/19
• 根据调查统计，直流高压供电电路故障导致 无激光输出的故障占该类故障总数的60%以 上。其次检查光路仔细观察导光臂固定座的 中心轴与CO2激光管的中心轴是否重合(应重 合)；CO2激光管的固定卡环是否松脱；激光 管输出侧的平凸镜位置是否正常；输出窗是 否清洁。
哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学院
第3章 二氧化碳激光器
王春雨 材料学院A202室 0631-5687125 E-mail: wcyadam126 (WANG Chunyu)
2020/6/19
5.2.2 二氧化碳激光器
C02激光器的主要特点是输出功率大,能量转换效率高,输出波长(10.6um) ，广泛用 于激光加工、医疗、大气通信及其他军事应用。
• 电源锁开关的保护，为防止非操作和维修 人员对机器通电。故障往往由锁开关本身 损坏引起，断电情况不用万用表测量即可 判断其通、断是否正常。
2020/6/19
• CO2 气 体 激 光 器 是 在 φ(He)=80% 、 φ(N2)=15%、φ(CO2)=5%的混合气体中进 行放电，利用电子的碰撞激发工作物质， 从而形成粒子数反转的分子激光器．
包括外观结构观察、光路各环节的正确位置、
计算激光管的累计工作时间(激光管老化后效率 下降，输出变小)。
2020/6/19
• .保护电路故障
•
一般有四种保护电路，哪一种发生故障，激光器都停
止工作。
•
过流保护电路，防止激光管因电路故障引起辉光放电
电流过大而使电极损坏或电极线密封处炸裂(一旦炸裂，后
果严重)，工程技术人员对该保护电路应采取定期的预防性
维修，被动性
断水保护电路，CO2激光器工作时会产生大量热量，
循环冷却水必须对激光管降温，水路不通时，激光管的直
流高压被切断。加压泵工作不正常和水位开关接触不良是
此类故障的主要原因。断水保护电路的检查是经常性的工
作，不容忽视。
2020/6/19
• 安全保护电路，主要由机柜上的门开关组 成，为的是保证操作者和患者的安全。因 机内有高达24kV的高压。故障原因大多是 门开关处接触不良或门装的位置不正。
光器的最佳放电电流与放电管的直径，管内总气压，以及气体混合比有 关。
实验指出：随着管径增大，最佳放电电流也增大。 例如：管径为 20～30mm 时，最佳放电电流为30～50mA
管径为50～90mm 时，最佳放电电流为120～150mA
(2) 温度效应
CO2激光器的转换效率是很高的，但最高也不会超过40％，这就 是说，将有60％以上的能量转换为气体的热能，使温度升高。而气 体温度的升高，将引起激光上能级的消激发和激光下能级的热激发， 这都会使粒子的反转数减少。并且，气体温度的升高，将使谱线展 宽，导致增益系数下降。特别是，气体温度的升高，还将引起CO2 分子的分解，降低放电管内的CO2分子浓度。
2020/6/19
• 激光输出弱(强度大大低于正常值)
•
此类故障的原因甚至比无激光输出故障更
难分析和检查，仍需从直流高供电电路、激光
光路、激光管本身三个方面进行，而且在整个
过程中更强调指标的定量。检查电源电压的数