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我国第一台CO2激光器的研制历程(六)

来源:本站    发布时间:2015-12-2 15:08:04    点击量:

研制工作的日日夜夜(4)

  CO2分子气体市场上也买不到,只好自己制造备了。上海光机所化学实验室的马笑山研讨员给我们出一个主意,运用加热碳酸钙分解的办法制造CO2分子气体。这个办法对比简略易行,而且碳酸钙又是通常化学资料,在市场上就能够买到。根据研讨氦氖激光器的阅历,我估量运用的CO2分子气体纯度应该是很高,要抵达光谱级,即在其光谱图上不出现杂质原子、分子的光谱。碳酸钙资料自身的纯度并不高,而且在其表面和里面还吸附了很多的空气,因而由加热分解得到的CO2分子气体中必定富含很多杂质气体,我们必须对它进行提纯。提纯设备是自己树立的,它是一个附设有冷凝器的真空排气系统,把在真空条件下收集到的CO2分子混合气体由液态氮致冷,将CO2分子气体在液氮温度下变成干冰,沉积在容器底部,而其他杂质气体未被冷凝,被真空排气系统抽走。再将得到的干冰解冻,便能够得到高纯度的CO2分子气体。当然,一次提纯是得不到光谱纯气体的,需要重复进行。一次提纯就得花很长时刻,为了得到一点光谱纯气体,往往是日夜不息连续工作。经过多次连续重复实验,经在线光谱仪检查鉴定,总算也得到了一瓶光谱纯的CO2分子气体。它的获得确实不简略,我们树立的提纯真空系统满是用自己烧接的玻璃管,质量并不好,简略出毛病,也简略损坏。真空系统抵达预期真空度也要花长时刻,所以常常需要加班,白天黑夜的工作,睡在实验室。那时候是没有加班费的,粮食是定量供应,我们每个月30斤,凭粮票收购饭票,夜间加班没有粮票补贴,只得喝白开水果腹,但我们精神饱满。
  实验工作开始时并不顺利。首要遇到的问题是气体放电不是发生在管子里,而是发生在两端发射镜与管端之间。经过检查剖析,发现是反射镜上面镀的金膜与管壁触摸,在高电压下彼此之间构成了放电通道。我们把反射镜卸下来,沿边沿刮去2 mm宽的金膜环,让反射镜与管端坚持真正绝缘触摸。这么处理往后,放电管总算能够正常进行气体放电。但是,把反射镜从放电管卸下来,放电管暴露了大气,又得花时刻进行真空排气处理。一次一次实验,勘探器还没有显现出等待的光信号,心境懊丧。幸而助手没悲观,继续改动实验条件进行实验。一次实验中发现高莱光勘探器有较大读数,重复几回实验都是这么,我以为该是得到激光了。正在为此而感到高兴时,吕先生却泼冷水说,接收到的还未必是激光,很可能是通常的红外辐射或许是超辐射,需要做“验明正身”的工作才华判定激光器是不是成功。红宝石激光器、氦氖激光器,它们输出的是可见光,是不是得到激光一眼就能够看出来,CO2分子气体激光器输出的是在中红外光波段,凭肉眼是看不见的。激光有极好的方向性,脱离激光器输出端不一样距离勘探到的光辐射强度改动应该是不大。根据这个特色,我们在挨近激光器输出口的当地和脱离输出口2 m的当地别离进行勘探,效果显现得到的光强度相差很大,显着,我们得到的并非是激光。
  没有得到激光的原因是多方面的,比如放电管里充进的CO2分子气体气压不合适,或许运用的放电电压不合适,或许两块反射镜的反射率不合适,或许两块反射镜没有调整到位,或许共振腔的光学损耗对比大,致使激光振荡阈值过高等等,都会致使在放电管内形成不了激光振荡。我们只能耐性逐个排查,但是,我们重复实验不知多少次了,仍然没有见到希望中的激光。这时候我们想起,可能是那块硅反射镜上挖去金膜那只小圆斑的半径大了一些,形成共振腔的Q值过低。所以,我们又换了一块在基地部位挖去金膜小圆斑半径减小一倍的硅反射镜从头做实验。到9月25日的下午,我们的实验设备总算出现令人兴奋的效果:高莱红外勘探器显现出对比强的信号。经过几项查验实验,比如稍微调偏共振腔一块反射镜,增大共振腔的损耗,查询得到光信号强度改动;对比挨近输出反射镜检查到的信号强度和远离输出端检查到的光信号强度等,证实得到的光信号是激光的。这时我们不知道有多高兴,几个月来的疲劳一瞬间也全不见了。

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