氣體激光器的特點及其（qí）應（yīng）用（yòng）

按工（gōng）作介質不（bú）同，激光器分（fèn）為固體激光器、氣體激（jī）光器、染料激光器、半導體激光器、光纖激光器和自由電子激光器6種。其中固體激光器和氣體激（jī）光（guāng）器還（hái）有很多細分種類。氣（qì）體激光器是利用氣體（tǐ）作為增益介質的激（jī）光器，一般（bān）是對氣體放電進（jìn）行泵浦。氣體種（zhǒng）類有（yǒu）原子氣（qì）體（氦氖（nǎi）激光器、惰性氣體離（lí）子激光器（qì）、金屬蒸汽激光器）、分子氣體（氮氣激光器、二氧化碳激光器）、準分子氣體，還有通過化學（xué）反應提供（gòng）泵浦能量的特殊氣體激光器

氦氖激光（guāng）器（HeNe）是（shì）以75％以（yǐ）上的He和15％以下的Ne的（de）混合氣體作為增益介質，根據工作環境不同，可發出（chū）綠（543．5nm）、黃（594．1nm）、橙（chéng）（612．0nm）、紅（632．8nm）及三種近紅外光（1152nm、1523nm和3391nm），其中紅光（632．8nm）最為常用。HeNe激光器輸出的光束呈高斯分布，光束質量非（fēi）常穩（wěn）定，雖然功率不高，但在精（jīng）密測量領域有著不俗的表現。

惰性氣體（tǐ）激光器常（cháng）見的是氬離子（Ar＋）和氪離（lí）子（Kr＋）。其能量轉化率最高可達0．6％，可長期連續穩定輸（shū）出30－50w的功率，壽命超過1000h。主要用於激光顯示、拉曼（màn）光譜、全（quán）息、非線性光學等研究領域以及醫療（liáo）診斷、打印分色、計量（liàng）測定（dìng）材料加工及信息處理等方麵。

金屬蒸汽激光器以銅蒸氣為例。銅蒸氣激光器主要輸出綠光（510．5nm）和黃光（578．2nm），可達到100w的平（píng）均功（gōng）率（lǜ）和100kw的（de）峰值功率。  其主要應用領域為染料激光器的泵（bèng）浦源。此外（wài），還（hái）可用於高速（sù）閃光照相、大屏幕投影電視及材料（liào）加工等。

氮分子激光（guāng）器以氮氣為（wéi）增益介質，可發射（shè）337．1nm 、357．7 nm、315．9 nm的紫外光，峰（fēng）值（zhí）功率可（kě）達（dá）45kw。可作為有機染料激光器的泵浦光源，在激光分離同位素、熒光診斷、超高速攝影、汙染檢測以及醫療衛生、農業育種等方麵（miàn）也得到廣泛應用。由於其短波長更（gèng）易聚焦得到小光斑，因此還可用（yòng）於（yú）加（jiā）工亞微米量級的元件。

二氧化碳激光器所用的增益介質是混了氦氣和（hé）氮氣的二氧（yǎng）化碳，可輸出以9．6μm和10．6μm波長為（wéi）中（zhōng）心（xīn）的遠紅外光。二氧化碳激光器的能量（liàng）轉換率高，輸出（chū）功率可從幾（jǐ）瓦到幾萬瓦，加（jiā）上（shàng）極高的光（guāng）束質量（liàng），使得二氧化碳激光器在材料加工、科研、國防及醫學方（fāng）麵均有著廣（guǎng）泛應用。

準分子是不穩定的分（fèn）子，在諧振（zhèn）腔內（nèi）充入不同稀有氣（qì）體和鹵素氣體的混合物而有不同波長的激光產生。常用（yòng）相對（duì）論電子（zǐ）束（能量大於200千電子伏特）或橫向快速脈衝放電來實現（xiàn）激勵（lì）。當受（shòu）激態準分子的不穩定分子鍵斷裂而離解成基態原子時，受激態的能量以激光輻射的形式放出。在醫療、光（guāng）通信、半導體顯視、遙感、激光武（wǔ）器等領域有著廣泛應用（yòng）。

化學激光器是一類特殊的氣體激光器，即是一（yī）類利用化學反應釋放的能量來實現粒子數反轉的（de）激光器。這類激光器大部分以分子（zǐ）躍遷方式工作，典型波長範圍為近紅外到中紅外譜區。最主要的有氟化氫（HF）和氟化氘（DF）兩種（zhǒng）裝置。前者可以在2．6～3．3微（wēi）米之間輸出15條以上的譜（pǔ）線；後者（zhě）則約有25條（tiáo）譜線處於（yú）3．5～4．2微米（mǐ）之間。這兩種器件目前均可實現數兆瓦的輸出。由於其能量巨大，一般用於核工程及軍事領（lǐng）域。

來源：氣體圈（quān）子