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He-Ne激光器的结构和激发机理

激光制造商情 来源:百度文库2011-12-27 我要评论(0 )   

根据激光器放电管和谐振腔反射镜放置方式的不同, He-Ne 激光器可以分为内腔式、外腔式和半内腔式三种,如图( 1 )所示。对于外腔式和半内腔式结构,在放电管的一端或...

根据激光器放电管和谐振腔反射镜放置方式的不同,He-Ne激光器可以分为内腔式、外腔式和半内腔式三种,如图(1)所示。对于外腔式和半内腔式结构,在放电管的一端或两端,通过布儒斯特窗片实现真空密封,以减少损耗,并且保证了激光输出是线偏振光。

He-Ne激光器的工作物质是Ne原子,即激光辐射发生在Ne原子的不同能级之间。He-Ne激光器放电管中充有一定比例的He气,主要起着提高Ne原子泵浦速率的辅助作用

图(1 He-Ne激光器的基本结构形式

图(2)是与产生激光有关的Ne原子的部分能级图(进一步的了解可查有关书籍),Ne原子的激光上能级是3S2S能级,激光下能级是3P2P能级。由图可见,He原子的激发能级21S023S1分别与Ne原子的#p#分页标题#e#3S2S能级十分接近,因此,当He-Ne管内的气体放电时,He原子与高速电子碰撞,被激发到23S121S0上,进而,这些激发态He原子通过共振能量转移过程,将处在基态上的Ne原子激发到2S3S能级上。当被激发到3S2S能级上的Ne原子数足够多时,会在3S2S能级与3P2P能级间产生粒子数反转,通过受激辐射过程即可产生He-Ne激光。由该过程跃迁到3P2P能级上的Ne原子,很容易通过自发辐射跃迁到1S能级上,再通过与管壁碰撞将能量交与管壁,回到基态。

 

图(2 与激光跃迁有关的#p#分页标题#e#Ne原子的部分能级图

由上述激发过程可见,He-Ne激光器是典型的四能级系统,其激光谱线主要有三条,它们分别与下列跃迁相对应:

3S®2P   0.6328m

2S®2P    1.15m

3S®3P    3.39m

现在的商用He-Ne激光器的主要谱线是0.6328mm红光,其它还有黄光(0.594mm)、绿光(0.543#p#分页标题#e#mm)和橙光(0.606mm0.612mm) He-Ne激光器商品出售。

 

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