氣體激光(Gaseous laser),以氣體為自動介質(zhì)的激光中,包含中性原子激光、離子氣體激光、金屬蒸汽激光、分子氣體激光、準(zhǔn)分子激光。氣體激光器的重要特點之一,激光工作物質(zhì)是混合氣或單一純氣體。由于激光混合氣中組分氣的純度直接影響激光的性能,特別是氣體中氧、水、碳氫化合物等雜質(zhì)的存在將導(dǎo)致激光輸出功率在鏡(面)和電極上的耗損,還會引起激光發(fā)射的不穩(wěn)定。因此,對激光混合氣組分的純度有著特殊要求,包裝混合氣的鋼瓶,充裝前也必須進行干燥處理,防止污染混合氣。如果將氦(He)氖(Ne)激光作為代氣體激光,二氧化碳激光是第二代氣體激光,在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域?qū)⒋罅渴褂玫姆?KrF)激光,可稱為第三代激光。 Au,Cu,Ba,Sn,Pb,Zn等金屬的蒸汽,都是中性原子激光的自動介質(zhì)。它們的蒸汽中,?;烊氲蛪毫Φ亩栊詺怏w,以提高放電效率。
準(zhǔn)分子(Excimer)激光:準(zhǔn)分子一詞的本意,是「兩個同種原子組成,而只存在于受激態(tài)的分子」,如稀有氣體分子He2、Ar2、Xe2等;其英文原名為 Excited Dimer 組合成的術(shù)語。現(xiàn)在現(xiàn)已將它的適用范圍放寬,以包含「不存在于基態(tài),只以受激態(tài)出現(xiàn)的任何雙原子分子(有時還包含三原子分子)」。銅蒸汽激光產(chǎn)品可發(fā)生100W以上的綠光(511 nm)及黃光(578 nm),金蒸汽激光則可得數(shù)十瓦的紅光 (628 nm)。這兩種激光有很多用途,例如血紫質(zhì)衍生物(Hemoporphyrin derivative)吸收光譜的峰值約為628 nm,而癌細胞能吸收此物質(zhì)。此物質(zhì)受到628 nm的激光光照耀后會分化,發(fā)生可癌細胞的物質(zhì)。不過,銅蒸汽激光激起染料激光,也可得到這種光,而不必依托金蒸汽激光。此外,578 nm的激光能夠除去某些胎記,作用優(yōu)于用氬離子激光。分子氣體:二氧化碳激光和氮氣激光是常見的分子氣體激光,其主要激光光分屬紅外線(10,640 nm)及紫外線(337 nm)。生物組織中的水分會吸收它的10,640 nm激光光,所以能用于手術(shù),所需激光光功率約為50W。此外,非金屬材料的加工、金屬表面的熱處理、光譜學(xué)及光化學(xué)研討、環(huán)境遙測、測距、激起其他激光、發(fā)生離子體(俗稱電漿;Plasma)等,也都可用二氧化碳激光來進行。
激光切割輔助氣體主要是干燥空氣、高純氮氣或工業(yè)氧氣,當(dāng)切割不銹鋼板或是切割鋁板時一般使用高純氮氣作為輔助氣體,一般壓力要求比較高。中性原子激光中,常見的是氦氖激光。它的紅光尤其為我們所熟悉。它的光色顯著,所以常用作非可見光激光中的指引光束(Guiding beam)。其優(yōu)越的同調(diào)性及方便的操作條件(只須氣冷、110V的電壓、價格相對地),使它廣用于掃描讀碼設(shè)備及全像等。一方面氬激光很少見,另一方面為了便于稱號,人們常將氬離子激光簡稱為氬激光。不光中文敘說如此,英文文獻亦見此用法,所以在不致混雜的時候,仍可用氬激光稱號氬離子激光。
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