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为什么氦氖激光器中要使用氦气?它有哪些功能和作用?

为什么氦氖激光器中要使用氦气?它有哪些功能和作用?

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  • Time of issue:2023-10-30 10:53
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(Summary description)氦氖激光器中要使用氦气是因为氦气能够提高激光工艺效率。它直接激发Ne不够高效,但直接激发He原子则非常有效,而且He原子的激发态和Ne原子的激发态非常相似。He原子并不直接参与激光发射的过程,但通过提高激发效率,间接地使激光效能提高了大约200倍。

为什么氦氖激光器中要使用氦气?它有哪些功能和作用?

(Summary description)氦氖激光器中要使用氦气是因为氦气能够提高激光工艺效率。它直接激发Ne不够高效,但直接激发He原子则非常有效,而且He原子的激发态和Ne原子的激发态非常相似。He原子并不直接参与激光发射的过程,但通过提高激发效率,间接地使激光效能提高了大约200倍。

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为什么氦氖激光器中要使用氦气?它有哪些功能和作用?

 

高纯氦气
HeNe激光器的组成比例为10:1的氦氖混合物,存在于低压的玻璃管内。气体混合物中大部分是氦气,因此可以激发氦原子,并与氖原子碰撞,从而进一步激发氖原子,导致放射出632.8nm的光线。如果没有氦气存在,氖原子主要会被激发到较低的能级,并放射出非激光线。当HeNe激光器失去足够多的氦气时,将会导致泵浦效率降低,失去激光的功能。
He在He-Ne激光器中的作用是提高激光工艺效率。它有两个特别有价值的效果:1.直接激发Ne不够高效,但直接激发He原子则非常有效。2.He原子的激发态和Ne原子的激发态非常相似,因此也非常有用。
原子的激发过程可以分为两个阶段:首先,通过高电压加速,电子从阴极向阳极移动。然后,这些电子与He原子碰撞,将自己的动能传递给它们。接着,激发的He原子再与Ne原子碰撞,将激发的能量传递给它们。因此,He原子并不直接参与激光发射的过程,但通过提高激发效率,间接地使激光效能提高了大约200倍。

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