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CO2激光器的研制历程

来源:本站    发布时间:2015-9-7 16:51:42    点击量:

     如今研发成功的激光器品种有许多,其间CO2激光器是研讨最多、使用最广泛和大众最熟悉的激光器之一,特别是在工业生产中,比如资料的切开、焊接、打孔、外表强化处理等,这种激光器表现着重要作用。这种优异的CO2激光器我国是什么时刻研发成功的?研发进程是怎样?下面我想谈谈这件事。
CO2激光器研发渊源
     1964年,我考进中科院长春光机所攻读研讨生。当年我的导师吕大元先生调到上海参与上海光机所筹建,我也跟从他一同来到上海光机所。这年9月份签到后,吕先生组织我读三本经典光学名著。他说,在大学读书时你们忙着上课、考试,腾不出太多时刻专门读一些经典名著;在参加作业后又忙于作业,也没有时刻好好读几本书。科学研讨需求有较深沉的基础知识,需求少量大学生结业后持续进修,读些经典名著,充实基本知识,这便是研讨生。
  12月下旬,吕先生把我叫到他的办公室,奉告我说,从明年(即1965年)开端做结业论文,原定的读书方案停止。
  组织读的那几本光学名著才刚开端,我对组织做结业论文颇有点意外,何况其时科学院的研讨生是四年制,离结业的时刻还早。其时我的心态也有点特别,总想照旧当学生。但导师坚持说,学习方案修正有必要,图书馆里的书那么多,谁也读不完,只能是需求知道啥,就去读啥样的书,作用才会非常好,所谓学以致用。既然要改动方案,总有导师的道理,所以我答应了下来。
  给我的结业论文标题是“研发CO2激光器”。吕先生说,依据在《物理学谈论》(Phys.Rev.)1964年第136卷第5期宣布的一篇论文,CO2分子的振-转能级跃迁可以完结能级粒子数布居反转,产生中红外波段的激光。他说,这种激光器中国现在还没有,现已研发成功的激光器就那么几种,数量还很少,主要即是红宝石激光器、钕玻璃激光器,以及氦氖气体激光器,它们输出的激光波长在可见光,或者近红外波段,还没有输出在中红外波段的激光器,也还没有分子气体激光器。可以说,预备研发的激光器是新式的,或许可以作为你往后一段时刻内的研讨方向和研讨范畴。
  他说,挑选这个研讨标题也是基于你研讨生报考的研讨方向,即中红外波段光量子放大器(“激光”一词是1964年12月份在上海市召开的全国第三次光受激发射会议上断定的)挑选的,在1963年我就想象展开中红外波段光量子放大器研讨这个课题。他又说,需求阐明的是,做研讨生结业论文和本科生结业论文不一样,全部研讨作业必须是自立独立完结,不可以混在研讨小组里大伙一同做,一起帮忙你展开试验作业的帮手按规则最高学历也只能是中专结业生,这个规则是为了非常好的培育研讨生的独立思考才能和研讨组织才能,练习组成试验设备的身手。
  当然,吕先生持续说,因为研发的是新激光器,就没有现成的器材供你运用,全部试验设备需求自个建立,所需求的元件、器材和设备,需求自个去寻觅、准备。他这么一说,我心里便有些害怕了,我可以办到吗?激光器在大学读书时没有见到过,到研讨所后才触摸过一点皮裘,还很生疏,要自个研发一种新的激光器,心里着实没底。吕先生大约看出我尴尬的表情,就鼓舞说,本来世界上任何创造,开端都是需求自个建立试验设备的,比方咱们了解的晶体管、集成电路,开端的器材都是拼拼揍揍出来,很粗糙,是成功了以后才逐步完善,成了今日这个光辉的姿态。他弥补说,现已给你配了一名帮手帮忙做试验了,她是上海科技二校1964年的结业生。在作业过程中需求试验室内其他人员协助的,他们也会出手相助,比方勘探激光器的输出,现已组织室内的红外辐射勘探小组帮忙你,他们有灵敏度比较高的高莱池红外勘探器。可是,他们只限于作业上的协助,干事的主见还得自个拿。
CO2激光器研发历程
      1965年春节往后,咱们开始了研发作业。先到图书馆找来在《物理学评论》上宣布的那篇对于CO2激光器的文章,仔细阅读剖析。依据作者供给的CO2分子能级材料,了解这个分子完成激光振动的功能。图1是CO2分子的几个与发射激光有关的能级,作为激光跃迁上能级0001振动-滚动能级,其均匀辐射寿数比在这个能级下面的一个振动-滚动能级1000的短。从这两个能级的寿数联系来看,CO2分子是不适宜做激光器的作业物质,起码来说是不适宜做接连输出的激光器作业物质,由于这两个能级的寿数联系刚好与激光器工作的基本条件相反。不过,那只是对独立的CO2分子来说是这个姿态,在实际情况中用作激光器的气体中老是包括很多的CO2分子,它们彼此之间老是不断的发作磕碰,会致使分子脱离本来的能级。也就是说,在必定气压条件下,分子能级的实在均匀寿数主要仍是由分子磕碰进程决议,而不是决议于其辐射寿数。理论和试验表明,由于磕碰致使CO2分子脱离1000能级的速率比脱离0001高能级大很多,用分子光谱使用的术语,1000能级的磕碰弛豫速率比0001能级高很多。考虑到分子磕碰这个要素的影响,实际上1000能级的均匀寿数则比0001能级短得多。所以,在这两个能级之间是可以树立粒子数布居反转状况,即使用CO2分子气体可以发生激光,这也意味着CO2分子气体只要在选取恰当气压的条件下才可以获得激光。此外,依据激光基本理论,由于0001能级的辐射寿数比较短,一旦树立了能级粒子数布居反转状况,还可以得到比较高的激光增益系数,这对发生激光振动有利,即可以放宽获得激光振动的条件。依据这些剖析,咱们也增加了研发成功CO2分子激光器的决心。

      深圳大通激光有限公司成立于2003年,是一家专业研发制造CO2激光器的激光器厂家。

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