第三章氩离子激光器教案资料
第三章氩离子激光器
第三章 氩离子激光器
3. 电子温度 ➢ 电子温度变化与放电管管径和气压有关，是它
们乘积的函数。pD值较小时，电子温度较高， 随pD值增大，电子温度下降，之后趋于平直； 电子温度随放电电流密度的增大而升高。 ➢ 对常规Ar+激光器管内电子温度一般为3000K。
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激光器件原理与设计
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第三章 氩离子激光器
➢ 这种激发过程并不要求“一步激发”那样高的电子能 量，可以通过Ar+基态或其它中间能级达到高能级的激 发。这种激发在Ar+激光器中对上能级的积累贡献较大， 可占总积累数的30％-40％。
➢ 氩离子下能级3p44s的激发过程也是这三种，且激发概 率相近。
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第三章 氩离子激光器
三、工作特性与结构特点
➢ 由工作物质的能级特点和激发机理来决定 ➢ 氩离子激光器的工作能级是离子激发态，为了实现激发，
要求管内电子有很高的能量。根据正柱区的特性，气压 越高，放电功率密度越大，热不稳定性增长所需要时间 越短，氩离子激光器只能在较低气压低于(1.06×102Pa) 下工作。
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第三章 氩离子激光器
➢ 形成粒子数反转条件：电子温度>3×104K时，4p能级的 激发截面比4s大，只有在这种放电条件下，才有可能在 4p和4s能级间实现粒子数反转。
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第三章 氩离子激光器
➢ 激光下能级4S粒子 消激发主要通过辐射 跃迁（72nm）先到 达Ar+基态(3p5)， Ar+基态在管壁与电 子复合或与空间电子 复合，跃迁回氩原子 基态，以管壁复合为 主。
常用气体激光器讲解
4、输出波长易 被血红蛋白吸收，所以氩离子激光器对生物 止血效果最好。 在临床上主要用于外科手术，用它作“光 刀” ，尤其是上、下消化道出血时，氩离子激光器可以利用 光纤导人内镜进行止血等非手术治疗。目前它广泛用于眼科 凝固、皮肤科、内科等综合治疗领域。
表 氩离子激光的可见光光谱线
可见染料激光形成过程，经 历了两次无辐射跃迁。
三、染料分子的三重态“陷阱”
能级图中的T1和T2是三重态。 由于三重态T1较单态S1低，所以 处在S1中的分子很容易无辐射地 跃迁到T1上，又因为T1与S0之间 不产生辐射跃迁，而且T1的寿命 较长，约为10-4～10-3s，所以T1 态对于激发分子来说，相当于一个 “陷阱”。
采取两次电子碰撞将 氩原子激发到 3p44P态 要比直接碰撞、一次将 氩原子激发到3p44P态的 电子能量要小，后者只 能在低气压放电中才有 如此大的能量 （35.5eV）。
由于3p44P 和 3p44S能级上有许多 不同的电子态，所以 氩离子激光输出由丰 富的谱线。最强的谱 线波长是488.0nm、 514.5nm。
准分子激光切削
制做角膜瓣 角膜瓣复位
LASIK手术示意图
角膜微切器切割角膜
角膜瓣形成并翻转
角膜中间基质切削区准备
准分子激光切削角膜基质
角膜瓣复位
准分子激光角膜原位磨镶术完成
智慧型大小光斑技术:
三维主动眼球跟踪技术:
根据不同的个人数据，
除对眼球在XY轴运动进行追
系统自动调整光斑大小： 踪外，还可以追踪眼球在Z轴的立
二、工作原理
通常情况下，基态的稀有气体原子化学性质稳定，因此呈 两种气体混合状态（Rg+X） 。但当它们受到激发时，如电子 束的轰击或高压激励等，稀有气体原子就可能从基态跃迁到激 发态，甚至被电离，这时很容易和另一个原子形成一个寿命极 短的分子（RgX） ，这种处于激发态的分子称受激二聚物， 简称准分子。
激光加工_03常用激光器
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为了提高激光器的输出功率，二氧化碳激光器 一般都加进氮（N2）、氦（He）、氙（Xe）等 辅助气体和水蒸汽。
气体混合比对输出功率有很大影响，一般采用 的比例是： CO2： N2：He：Xe：H2O=1：1.5~2：6~8：0.5： 0.1
¾He--在CO2+ N2的激光器中加入大量的He，可使输出功率提高5~10倍。它的作用是抽
空低能级。因为He的导热性好，使放电管内热量向管壁传递的速率提高，使激光介质冷
却，降低工作气体的温度，十分有利于提高激光器的输出功率。
¾Xe-在CO2+ N2+He的激光器中加进Xe，可使输出功率提高25~30%。Xe的作用是降低放
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调Q技术
• 在激光技术中，通常用Q值，即谐振腔的品质 因素，来表示腔损耗的大小，其定义是
Q
=
2πγ
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⋅
腔内存贮能量 每秒损耗能量
• 所谓调Q技术，就是通过一定的方法使谐振腔 内的品质因素Q值按一定的规律变化。
调Q工作原理
• 当激励刚刚开始时，先使谐 振腔内具有高损耗（低Q 值），激光器由于损耗高 （即阈值高），而不能产生 波长为的激光振荡。于是激 光工作物质中的粒子反转数 可以积累到很高的水平。然 后在适当的时候，使腔内损 耗突然降低到很低水平（高 Q值），阈值也随之突然降 低。此时粒子反转数大大超 过阈值，于是在极短时间内 原来贮存的大部分粒子的能 量转变为激光能量，在输出 端有一个很强的波长为的激 光巨脉冲输出
• 氙灯发出的光能在聚光器的作用下聚集在工作 物质上，一般可将氙灯发出来的80%左右的光 能集中在工作物质上。
新人教版选修3-4高中物理激光教案
学生活动： 认真总结概括本节内容， 并把自己这节课的体会写下来、 比较黑板上的 小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开， 让学生自己总结所学内容， 允许内容的顺序不同， 从而构建他们自己 的知识框架。 （四）作业：课本 P72 问题与练习。 教学体会 思维方法是解决问题的灵魂， 是物理教学的根本； 亲自实践参与知识的发现过程是 培养学生能力的关键， 离开了思维方法和实践活动， 物理教学就成了无源之水、 无 本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
激光
★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解激光产生的机理 . 2．通过阅读，收集整理相关资料，认识激光器的构成和常见激光器 （二）过程与方法 1．通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力 . 2．通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力 . （三）情感、态度与价值观 通过对激光应用的学习， 使学生感受到科学知识的无究力量， 培养热爱科学的品质 ★教学重点 激光产生的机理 ★教学难点 激光产生的机理。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：我们已经学习了氢原子光谱， 了解了有关物质发光的知识。 对于普通的光源， 如白炽灯， 灯丝原子吸收了电流做功产生的热被激发到高能级， 即处于激发态， 处 于高能级的原子是不稳定的， 会自发地向更低能级跃迁， 同时放出光子， 这就是自 发发射。经过一个或多个这样的过程， 原子最终回到基态。 在原子自发发射过程中， 包含了各种频率的光，因此，这种普通光源发出的光不是相干光。 今天我们就来学习一种不同于自发发射的光，这种光被称为激光。英文缩写为 Laser ，中文也常音译为“镭射” 。 （二）进行新课 1．激光的产生机理 （1）概念： 激光准确内涵是“来自受激辐射的放大、增强的光” 。 英文全称为 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation 缩写为 Laser ，中文也常音译为“镭射” 。 （2）产生机理：
氩离子激光器简介
首页氩离子激光器作者：许鑫杨皋·摘自：《防伪印刷》·第十九章印刷中常用的激光器时间:2001-11-17第二节氩离子激光器氩离子（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最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5 14.5nm（绿色）和488nm（蓝色）的最强，是目前激光制版印刷的重要光源之一。
一、氩离子激光器结构和激发机理1．氩离子激光器结构。
氩离子激光器由放电管、磁场和谐振腔组成。
其中最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。
图19－9是一种分段石墨片结构的氩离子激光器的结构示意图。
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。
图19－91－石墨阳极 2－石墨片 3－石英环 4－水冷套 5－放电毛细管 6－阴极 7－保热屏 8－加热灯丝9－布氏窗 10－磁场 11－贮气瓶 12－电磁真空充气阈 13－镇气瓶 14－波纹管 15－气压检测器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。
01-第三章 作业题
第三章作业题学号姓名3-2、由氩离子激光器发出波长＝488nm 的蓝色平面光，垂直照射在一不透明屏的水平矩形孔上，此矩形孔尺寸为0.75mm0.25mm。
在位于矩形孔附近正透镜（f＝2.5m）焦平面处的屏上观察衍射图样。
试描绘所形成的中央最大值。
3-3、由于衍射效应的限制，人眼能分辨某汽车的两前灯时，人离汽车的最远距离l=?（假定两车灯相距1.22m，人眼瞳孔的直径为6mm，光波长为0.55m）3-4、借助于直径为2m 的反射式望远镜，将地球上的一束激光（λ＝600nm）聚焦在月球上某处。
如果月球距地球4×105km，忽略地球大气层的影响，试计算激光在月球上的光斑直径。
3-5、一准直的单色光束（＝600nm）垂直入射在直径为1.2cm、焦距为50cm 的会聚透镜上，试计算在该透镜焦平面上的衍射图样中心斑的角宽度和线宽度。
3-6、（1）显微镜用紫外光（λ＝275nm）照明比用可见光（λ＝550nm）照明的分辨本领约大多少倍?（2）它的物镜在空气中的数值孔径为0.9，用紫外光照明时能分辨的两条线之间的距离是多少?（3）用油浸系统（n＝1.6）时，这最小距离又是多少?3-7、一照相物镜的相对孔径为1：3.5，用λ＝546nm 的汞绿光照明。
问用分辨本领为500 线／mm 的底片来记录物镜的像是否合适?3-9、用波长=0.63m 的激光粗测一单缝缝宽。
若观察屏上衍射条纹左右两个第五级极小的距离是6.3cm，屏和缝的距离是5m，求缝宽。
3-10、今测得一细丝的夫琅禾费零级衍射条纹的宽度为1cm，已知入射光波长为0.63m，透镜的焦距为50cm，求细丝直径。
3-11、考察缝宽a＝8.8×10−3cm，双缝间隔d＝7.0×10−2cm，波长为0.6328µm 时的双缝衍射，在单缝衍射中央极大值两侧的两个极小值间，将出现多少个干涉极小值?若屏离开双缝457.2cm，计算条纹宽度。
气体激光器资料
➢ He-Ne激光器是典型的四能级系统, 能级结构 如图3所示。
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图3 He—Ne原子的部分能级图
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0.6328 m振荡是由跃迁 3S2 形2P4成的。上能 级 3寿S2 命为10-7秒。下能级 2P寿4 命为 1.8×10-8秒, 比 3S2寿命短得多, 因而满足 反转分布条件。
电极
He-Ne激光管的阳极一般用钨棒制成, 阴极 多用电子发射率高和溅射率小的铝及其合 金制成。
为了增加电子发射面积和减小阴极溅射, 一 般都把阴极做成圆筒状, 然后用钨棒引到管 外。
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谐振腔
He-Ne激光器由于增益低, 谐振腔一般采用 平凹腔, 平面镜为输出镜, 透过率约1%～2 ％, 凹面镜为全反射镜。
➢ CO2激光器是振动—转动分子激光器的代表。它 的工作气体是CO2,N2和He的混合物。原子里的 电子保留在基态, 激光跃迁发生在CO2的不同振动 态的两个转动能级之间。CO2激光器效率高,输出 能量大,功率高。
谐振腔 Ar+激光器的谐振腔反射镜与He-Ne 激光器一样, 也是由玻璃多层介质膜构
202成4/9/6 。全反端的反射率在99.8％以上, 一36
图7 分段石墨结构氩离子激光器
1.石墨阳极 2.石墨片 3.石英环 4.水冷套 5.放电管 6.阴极 7. 保热屏 8. 加热灯丝 9.布氏窗 10.磁场11.储气瓶12.电磁真空充气阀13.镇气瓶14. 波纹管15.气压检测器
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0.6328 m与1.15 m振荡共同使用一个下 能级, 因而也将发生谱线竞争。这两条谱线 间的竞争较0.6328 m和3.39 m两条谱线 间的竞争弱一些。
激光原理第三章习题
思考练习题31．腔长为0.5m 的氩离子激光器，发射中心频率0ν＝5.85⨯l014Hz ，荧光线宽ν∆＝6⨯l08 Hz ，问它可能存在几个纵模?相应的q 值为多少？ (设μ=1)答：Hz L cq 881035.0121032⨯=⨯⨯⨯==∆μν， 210310688=⨯⨯=∆∆=q n νν，则可能存在的纵模数有三个，它们对应的q 值分别为： 68141095.11031085.522⨯=⨯⨯=⨯=⇒=νμμνc L q L qc ，q ＋1=1950001，q －1＝19499992．He —Ne 激光器的中心频率0ν＝4.74×1014Hz ，荧光线宽ν∆＝1.5⨯l09Hz 。
今腔长L ＝lm ，问可能输出的纵模数为若干？为获得单纵模输出，腔长最长为多少？答：Hz L cq 88105.11121032⨯=⨯⨯⨯==∆μν，10105.1105.189=⨯⨯=∆∆=q n νν 即可能输出的纵模数为10个，要想获得单纵模输出，则：m c L Lcq 2.0105.1103298=⨯⨯=∆<∴=∆<∆νμμνν 故腔长最长不得大于m 2.0。
3．（1）试求出方形镜对称共焦腔镜面上30TEM 模的节线位置的表达式(腔长L 、光波波长λ、方形镜边长a )（2）这些节线是否等间距？答：（1）πλλπ43,02128)1()(0)(X F 213333323322L x x LxX X X e dX d eX H eX H X XX ±==⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫=-=-==--）＝（（2）这些节距是等间距的4．连续工作的CO 2激光器输出功率为50W ，聚焦后的基模有效截面直径2w ＝50μm ，计算(1)每平方厘米平均功率(50W 为有效截面内的功率) (2)试与氩弧焊设备(104W ／cm 2)及氧乙炔焰(103W ／cm 2)比较，分别为它们的多少倍？ 答：（1）每平方厘米的平均功率为：26242/10546.2)1025(50W50cm W ⨯=⨯=-ππω（2）6.2541010546.246=⨯；是氩弧焊的6.254倍。
激光原理及应用3
• 3.1 均匀加宽介质激光器速率方程 • 3.1.1 四 能 级 系 统 激 光 器 单 模 运 转 速 率 方程
• 3.1.2 三能级系统激光器单模运转速率方程
• 3 • 3.2.1 振荡阈值条件
图3.2.1 介质增益曲线中 增益阈值线
图3.4.1 非均匀加宽介质增益 曲线大信号饱和现象
图3.4.2 非均匀加宽激光器的 增益曲线和振荡模谱
• 3.4.2 蓝姆凹陷
• 3.4.3 非均匀加宽介质的模竞争
图3.4.3 多普勒加宽单模激光器 输出功率随纵模频率的变化
图3.4.4 单频氦氖激光器蓝 姆凹的典型实验结果
• 3.5 激光器输出特性 • 3.5.1 均匀加宽介质激光器单模运转
图3.5.5 多普勒加宽单模气体激光器 介质增益曲线的双烧孔效应
图3.5.6 不同泵浦超阈度下多普勒 加宽单模激光器输出功率 随纵模频率的变化
• 3.5.3 单模激光器的线宽极限
• 3.3.3 频率牵引
• 一、均匀加宽介质激光器中的频率牵引
图3.3.4 激光器中频率牵引效应
图3.3.5 增益介质的增益和色散曲线
• 二、非均匀加宽跃迁谱线激光器的频率 牵引
• 3.3.4 空间烧孔
图3.3.6 驻波腔中集居数 密度反转沿轴向 的空间烧孔
• 3.4 非均匀加宽介质激光器的多纵模振荡 • 3.4.1 多模振荡
• 3.2.2 四能级系统的阈值泵浦功率密度
• 3.2.3 三能级系统的阈值泵浦功率密度
• 3.3 均匀加宽介质激光器中的模竞争
• 3.3.1 起振纵模数目估计
图3.3.1 纵模数目
• 3.3.2 均匀加宽介质激光器中的单模振荡
3激光工作特性-3
v
q-2
q q+2
纵模个数与G()关系
也就是说，因为光在谐振腔中传播时，由于透 射、散射、衍射等损耗，只有当增益大于损耗的 频率，才能产生真实的振荡。
30、跳模现象：
2L 激光器中常会出现的一种现象。
qc
c / 2L
在气体激光器中，气体放电电流的变化可使 和温度变化，由此引起光程的变化，最终导 致v的漂移。
的波节数。
1、纵模的形成
2L=q （q=1，2，3 2L/ ） 说明：激光器的腔长L确定后，只有某些波长的光 波才能满足干涉加强的条件，这些光波的频率： qc c 2L v 此式为谐振腔中沿轴向传播的平面波的谐振条件， 又称为驻波条件。
由此说明： 谐振腔具有选频作用: 它从分子(原子)发出频带很 宽的光波中，仅选出满足谐振条件的频率。
（1）满足驻波条件 qc （q=1，2，3， 2L/ ） 2L 也就是说谐振腔内能满足此条件的频率是很多的。
后面举例说明
由
G ( v ) n
A21c 2 8 2v 2
g(v )
q-1 q+1 q-2 G() q q+2
(2)、位于线型函数线宽之内的频 率才能产生振荡，放大。 频率值有可以有无限多个。 但其强度不一定相同，由增益 函数确定。 谐振腔的的增益曲线如图
主要内容
一、激光的纵模
二、实现稳定振荡的条件 1、均匀加宽的纵模 2、非均匀加宽的纵模
3、频率牵引效应
§3-4 激光的纵模与频率特性 激光器要获得稳定的输出，首先要在谐振腔中 产生振荡，并形成稳定的光场分布，而光场的稳 定分布就必须满足驻波条件。 谐振腔为开放式光腔： 两端有反射镜，侧面是
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第三章 氩离子激光器
三、工作特性与结构特点
➢ 由工作物质的能级特点和激发机理来决定 ➢ 氩离子激光器的工作能级是离子激发态，为了实现激发，
要求管内电子有很高的能量。根据正柱区的特性，气压 越高，放电功率密度越大，热不稳定性增长所需要时间 越短，氩离子激光器只能在较低气压低于(1.06×102Pa) 下工作。
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第三章 氩离子激光器
三、工作特性与结构特点 ➢ 管内气压低，单位体积中Ar原子数目减少。
为增加管内电离和激发过程，以保证足够激 光上能级粒子，需要提高管内的电子密度， Ar+激光器采用弧光放电激励，管内的电流 密度可高达100A/cm2—l000A/cm2。
第三章氩离子激光器
第三章 氩离子激光器
➢ Ar+辐射跃迁发生在3p44p－ 3p44s 和 3p44s － 3p5 之 间 ， 3p44p与3p5是禁戒的，激光 谱 线 主 要 在 3p44p － 3p44s 之 间 产 生 ， 以 514.5nm （ 绿 光 ） 488nm（蓝光）最强。
➢ 由于激光下能级寿命 (1.76×10 － 9s) 比 上 能 级 寿 命 (8.72×10 － 9s) 短 ， 使 粒 子数实现反转分布和连续输
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第三章 氩离子激光器
➢ 这种激发过程并不要求“一步激发”那样高的电子能 量，可以通过Ar+基态或其它中间能级达到高能级的激 发。这种激发在Ar+激光器中对上能级的积累贡献较大， 可占总积累数的30％-40％。
➢ 氩离子下能级3p44s的激发过程也是这三种，且激发概 率相近。
激光上能级3p44p上 积累，实现激发。 ➢ Ar(3p6)→Ar+(3p5)→ Ar+(3p45s)或3p43d、 3p44d →Ar+(3p44p)
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第三章 氩离子激光器
Ar(3p6)+ē→Ar+(3p5) +e+e Ar+(3p5)+ē→Ar+(3p45s) +e Ar+(3p45s)→Ar+(3p44p)+hv
35.5 eV，说明这种激发过程对电 子 的 能 量 要 求 很 高 ( 大 于 36eV) 。 要产生这样高能量的电子只有在 低气压脉冲放电中才能实现。这 过程用于低气压短脉冲工作的氩 离子激光器中。
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第三章 氩离子激光器
2. 二步激发：Ar原子经过两次激发而到达激光上能级。 主要用于高气压、大电流的器件，以连续方式为主。 Ar(3p6) →Ar+(3p5)→ Ar+(3p44p)
出激光成为可能。
氩离子能级跃迁图
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第三章 氩离子激光器
二、Ar+的激发机理：电子碰撞激发。激发过程有三种形 式。
1. 一步激发：直接将Ar原子激发到激发态。
➢ 3p6→3p44p ➢ Ar(3p6)+ē→Ar+(3p44p) +e+e ➢ 由图可知，激光上能级的能量为
1000A/cm2）。 4. 放电管径细（2～4mm）
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第三章 氩离子激光器
1.3.2 Ar+激光器的工作特性 一、等离子体的参数：等离子体是激光器中光放大
的关键，它与器件的结构、放电方式和放电参 数有着密切的关系。
1. 离子温度 ➢ Ar+激光器是大电流弧光放电器件。管内等离
由上式可以看到，离子的温度与气压关系不大。
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激光器件原理与设计
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第三章 氩离子激光器
➢ 而对管径较大的Ar+激光器，离子温度则随气压 的增大而下降。
原因：在管径较小时、离子主要与管壁碰撞，与气 压无关；而管径较大时，离子不仅与管壁碰撞， 还与空间气体碰撞，随气压增大，离子与气体发 生碰撞机会增多，能量损失增加，故离子温度下 降。
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➢ 形成粒子数反转条件：电子温度>3×104K时，4p能级的 激发截面比4s大，只有在这种放电条件下，才有可能在 4p和4s能级间实现粒子数反转。
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➢ 激光下能级4S粒子 消激发主要通过辐射 跃迁（72nm）先到 达Ar+基态(3p5)， Ar+基态在管壁与电 子复合或与空间电子 复合，跃迁回氩原子 基态，以管壁复合为 主。
➢ Ar(3p6)+ē→Ar+(3p5)+e+e
➢ Ar+(3p5)+ē→Ar+(3p44p)+e
➢ 由图可看出，二步激发对电 子能量要求比上一过程低得 多，只需16 eV～20 eV，这 是氩离子激光器的主要激发 过程。
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第三章 氩离子激光器
3. 级联（串级）激发: 该过程是Ar原子先被 激发到3p45s、3p43d、 3p44d等高能态上， 然后通过辐射跃迁在
子体的密度大、温度高，离子的温度比辉光放 电中的离子温度高1~2个数量级。
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激光器件原理与设计
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第三章 氩离子激光器
➢ 对于小管径Ar+激光器，离子温度常用下面经验 公式来估算：
Ti/300=1+1.8x10-2JD1/2
式中，Ti为离子的温度(K)；J为放电管内的电流 密度(A/cm2)； D为放电管管径(mm)。
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第三章 氩离子激光器
2. 离子平均自由程： 离子的平均自由程可由经验公式给出：
λi
6.65Ti p1 300
➢ 式中，p为管内气压(Pa)；Ti为离子温度(K)。
➢ 以某典型Ar+激光器离子的平均自由程为 6.85mm(管径2mm)。
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第三章 氩离子激光器
三、工作特性与结构特点 ➢ 因Ar+激光下能级的弛豫依靠3p5 (离子基态)粒
子的管壁复合，所以它的放电管的管径一般较 细约2~4mm。
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第三章 氩离子激光器
三、工作特性与结构特点 总结： 1. 电子必须有较高能量。 2. 工作气压较低（<1.06×102pa）。 3. 弧光Байду номын сангаас电激励，电流密度高（100A/cm2～