Перевод Михаила Большакова
CO2 лазеры (углекислотные лазеры) - лазеры на газовых смесях, в которых усиление света происходит за счет колебательных переходов в молекулах углекислого газа СО2. Присутствие других газов необходимо для возбуждения молекул углекислого газа, обеспечения релаксации энергии и т.д.
Лазеры на углекислом газе (CO2-лазеры) используют смесь углекислого газа (CO2), гелия (He), азота (N2), в некоторых случаях водорода (H2), водяного пара и/или ксенона (Xe). Генерация излучения происходит в основном на длине волны 10.6 мкм. Эффективность таких лазеров выше 10%, и они способны генерировать излучение высокого качества с мощностью в несколько киловатт. Лазеры на углекислом газе широко используются для обработки материалов, например, резки, сварки и маркировки, а также в лазерной хирургии.
На рисунке приведена схема СО2-лазера с электрической накачкой.
Это лазер с электрической накачкой посредством газового разряда, управляемым постоянным током, переменным током (например, 20-50 кГц) или в радиочастотной области. Возбужденные разрядом молекулы азота находятся на метастабильном вибрационном уровне и передают свою энергию возбуждения молекулам СО2, сталкиваясь с ними. Гелий необходим для релаксации нижнего лазерного уровня и для отвода тепла. Другие составляющие, такие как водород или водяной пар могут помочь (особенно в лазерах с закрытыми трубами) повторно окислить угарный газ СО (образованный при разряде) в углекислый газ.
Излучение CO2 лазеров обычно происходит на длине волны в 10.6 мкм, но существуют другие линии в диапазоне 9-11 мкм (особенно 9.6 мкм). В основном средние мощности составляют от нескольких десятков ватт до киловатт. Эффективность преобразования энергии таких лазеров может быть значительно выше 10 %, то есть, выше, чем для большинства твердотельных лазеров с ламповой накачкой, но ниже, чем для многих лазеров с диодной накачкой.
По материалам www.rp-photonics.com
