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He-Ne激光器的結構和激發(fā)機理

激光制造商情 來源:百度文庫2011-12-27 我要評論(0 )   

根據(jù)激光器放電管和諧振腔反射鏡放置方式的不同, He-Ne 激光器可以分為內(nèi)腔式、外腔式和半內(nèi)腔式三種,如圖( 1 )所示。對于外腔式和半內(nèi)腔式結構,在放電管的一端或...

根據(jù)激光器放電管和諧振腔反射鏡放置方式的不同,He-Ne激光器可以分為內(nèi)腔式、外腔式和半內(nèi)腔式三種,如圖(1)所示。對于外腔式和半內(nèi)腔式結構,在放電管的一端或兩端,通過布儒斯特窗片實現(xiàn)真空密封,以減少損耗,并且保證了激光輸出是線偏振光。

He-Ne激光器的工作物質(zhì)是Ne原子,即激光輻射發(fā)生在Ne原子的不同能級之間。He-Ne激光器放電管中充有一定比例的He氣,主要起著提高Ne原子泵浦速率的輔助作用。

圖(1 He-Ne激光器的基本結構形式

圖(2)是與產(chǎn)生激光有關的Ne原子的部分能級圖(進一步的了解可查有關書籍),Ne原子的激光上能級是3S2S能級,激光下能級是3P2P能級。由圖可見,He原子的激發(fā)能級21S0、23S1分別與Ne原子的#p#分頁標題#e#3S2S能級十分接近,因此,當He-Ne管內(nèi)的氣體放電時,He原子與高速電子碰撞,被激發(fā)到23S121S0上,進而,這些激發(fā)態(tài)He原子通過共振能量轉移過程,將處在基態(tài)上的Ne原子激發(fā)到2S3S能級上。當被激發(fā)到3S2S能級上的Ne原子數(shù)足夠多時,會在3S2S能級與3P2P能級間產(chǎn)生粒子數(shù)反轉,通過受激輻射過程即可產(chǎn)生He-Ne激光。由該過程躍遷到3P2P能級上的Ne原子,很容易通過自發(fā)輻射躍遷到1S能級上,再通過與管壁碰撞將能量交與管壁,回到基態(tài)。

 

圖(2 與激光躍遷有關的#p#分頁標題#e#Ne原子的部分能級圖

由上述激發(fā)過程可見,He-Ne激光器是典型的四能級系統(tǒng),其激光譜線主要有三條,它們分別與下列躍遷相對應:

3S®2P   0.6328m

2S®2P    1.15m

3S®3P    3.39m

現(xiàn)在的商用He-Ne激光器的主要譜線是0.6328mm紅光,其它還有黃光(0.594mm)、綠光(0.543#p#分頁標題#e#mm)和橙光(0.606mm、0.612mm) He-Ne激光器商品出售。

 

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