激光混合气体的核心成分与应用
激光混合气体是指在激光产生和应用过程中,为实现特定激光输出特性而
使用的多种气体按一定比例混合而成的工作介质。不同类型的激光器需要
使用不同成分的激光混合气体。以下为你详细介绍:
一、常见类型及应用
1、二氧化碳激光器混合气体: 主要由二氧化碳(co2)、氮气(n2)和
氦气(he)组成。在工业加工领域,如切割、焊接和表面处理等,二氧化
碳激光器应用广泛。其中,二氧化碳是产生激光的关键物质,氮气可加快
二氧化碳分子的能级跃迁,提高激光输出功率,氦气则有助于散热和维持
气体放电稳定,提升激光光束质量。
2、准分子激光器混合气体:由稀有气体(如氩(ar)、氪(kr)、氙
(xe))与卤族元素(如氟(f)、氯(cl))混合而成,如arf、krf、
xecl等。这类激光器常用于光刻技术,在半导体芯片制造中,可实现高分
辨率的图形转移;也用于眼科手术,如准分子激光原位角膜磨镶术(lasik)
,能精确切削角膜组织,矫正视力。
3、氦氖激光器混合气体:由氦气和氖气按一定比例混合,比例通常为 5:1 到
10:1 之间。氦氖激光器是最早出现的气体激光器之一,输出波长多为 632.8
纳米,呈红色可见光。常用于光学演示、全息照相、激光指向等领域,如在
建筑施工中用于准直定位,在超市的条形码扫描器中也有应用。
二、使用注意事项
1、纯度要求高:激光混合气体中的杂质会影响激光输出功率、稳定性及光束
质量。如水分会腐蚀激光器内部部件,氧气会使光学元件氧化,降低其性能。
因此,气体纯度通常需达到 99.99% 以上,特殊应用甚至要求 99.999% 以上。
2、配比精确:各气体成分比例对激光性能影响显著,需严格按照激光器设计
要求精确配比。如二氧化碳激光器中,氮气与二氧化碳比例变化会影响激光
输出功率和效率。
3、安全储存与使用:部分激光混合气体具有毒性、腐蚀性或易燃易爆性。如
准分子激光器中的氟气有剧毒和强腐蚀性,储存和使用时需采取严格安全措施,
如使用密封良好的储存容器,配备通风设备和气体泄漏检测装置等。
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