氩离子激光器结构

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    氩离子(Ar+)激光器是一种惰性气体离子激光器,是目前在可见光区域输出功率*高的一种连续工作的激光器。一般输出功率为几瓦或几十瓦,在可见光区域可发射多条振荡谱线,其中以波长514.5nm(绿色)和488nm(蓝色)的*强。

氩离子激光器由放电管、磁场和谐振腔组成。其中*关键的部分是放电管。氩离子激光器放电管的核心是放电毛细管,由于氩离子激光器的工作电流密度高达数百安/平方厘米,放电毛细管的管壁温度往往在1000℃以上。因此需采用耐高温、导热性能好、气体清除速率低的材料制成,如采用石英管、氧化铍陶瓷管、分段石墨管等。


  高纯质密石墨是目前广泛使用的一种放电毛细管材料。由于石墨是良导体,为维持放电,石墨放电毛细管必须采用分段结构,段与段间彼此绝缘。其中,放电毛细管由分段石墨片组成,石墨片由两根直径约3.5mm的氧化铝陶瓷杆串起来,并用小石英环使其每片隔开,彼此绝缘。整个组合体置于水冷套的石英管内,两端分别为提供电子发射的阴极和收集电子的石墨阳极,阴极选用钡钨材料。此外,氩离子激光管内设有回气管,使放电管气压平衡,有助于激光输出。

  在石墨管氩离子激光器中,管内的气体清除效应引起管内气压降低,使输出降低。为了延长激光管的使用寿命,在激光管上常常配备有贮气和充气装置。

  氩离子激光器的谐振腔由两个镀有多层介质膜的反射镜组成。全反端17层,反射率达99%以上,输出端镀5层,透射率12%(514.5nm),14%(488nm)。为了提高氩离子激光器输出功率和寿命,还需加上几百到一千高斯的轴向磁场。通常由套在放电管外面的螺管线圈产生。