普通CO2激光器在工作時(shí),影響輸出功率的主要因素是它的放電特性和溫度效應(yīng)。
(1)放電特性
相應(yīng)于CO2激光器的輸出功率,其放電電流有一個(gè)最佳值。CO2激光器的最佳放電電流與放電管的直徑,管內(nèi)總氣壓,以及氣體混合比有關(guān)。實(shí)驗(yàn)指出,隨著管徑增加,最佳放電電流也增加。例如,管徑為(20~30)mm時(shí),最佳放電電流為(30~50)mA;管徑為(50~90)mm時(shí),最佳放電電流為(120~150)mA。實(shí)驗(yàn)還表明,在維持正常放電的情況下,對(duì)于長(zhǎng)度和氣壓固定的激光器,有一個(gè)最佳管壓降。例如,
(2)溫度效應(yīng)
前面已經(jīng)指出,CO2激光器的轉(zhuǎn)換效率是很高的,但最高也不會(huì)超過(guò)40%,這就是說(shuō),將有60#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#%以上的能量轉(zhuǎn)換為氣體的熱能,使溫度升高。而氣體溫度的升高,將引起激光上能級(jí)的消激發(fā)和激光下能級(jí)的熱激發(fā),這都會(huì)使粒子的反轉(zhuǎn)數(shù)減少。并且,氣體溫度的升高,將使譜線展寬,導(dǎo)致增益系數(shù)下降。特別是,氣體溫度的升高,還將引起CO2分子的分解,降低放電管內(nèi)的CO2分子濃度。這些因素都會(huì)使激光器的輸出下降,甚至產(chǎn)生“溫度猝滅”。因此,冷卻問(wèn)題是CO2激光器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要技術(shù)問(wèn)題。
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