電激勵橫流co2激光器的工作原理及結構。橫流co2激光器增益介質體積大，輸出光束以多模為主，通過加孔徑光闌或使用折疊腔來獲得低階模激光，改善光束質量，能適應各種需要。
橫流co2激光器的工作原理
橫流co2激光器電極間加上直流電壓使工作氣體產(chǎn)生輝光放電。橫流co2激光器工作氣體流動方向、放電方向及光軸方向為三軸正交，風機驅動混合工作氣體橫向通過放電電極區(qū)域．氣體快速流動，并采用多針對平板的電極結構，以獲得大體積、均勻穩(wěn)定的輝光放電。這種放電使COr)分子振動，產(chǎn)生能級間的躍遷，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉。當粒子從高能級向低能級躍遷時產(chǎn)生受激輻射，通過諧振腔反射鏡之間的來回反射形成振蕩，并通過輸出鏡耦合輸出激光。
橫流co2激光器的工作原理
co2分子由線形對稱排列的三原子組成。三原子排成直線，中央為碳原子，兩邊是氧原子，如圖2.1.1（a）所示。
基本振動方式有三種：
(b)對稱振動——兩個氧原子沿對稱軸同時相向碳原子或背向碳原子振動，碳原子保持不動；
(c)形變振動——三個原予垂直對稱軸振動，且碳原子運動方向與兩個氧原子的運動方向相反；
(d)反對稱振動——三個原子沿對稱軸振動，其中碳原子運動方向與兩個氧原子運動方向相反。co2激光器的激光譜線由分子振動能級之間的躍遷產(chǎn)生。
激光器通過電激勵把CO2分子激發(fā)到000 1上能級，稍后，co2分子從上能級跳到下能級10和020，放出10.6f'm和9.6 F/rrlCo2激光。其中，9.6 )um激光由于競爭效應被抑制，而10.6 t/m激光被諧振腔實現(xiàn)光放大，通過輸出鏡輸出激光co2分子可通過直接電子激勵產(chǎn)生粒子數(shù)反轉，但增益不大。加入N2后，由于N2分子的y-1能級與C09分子的0001能級的高度相近，所以，在低氣壓連續(xù)運轉或高氣壓脈沖運轉的器件中會發(fā)生能量的共振轉移。
能量共振轉移后，可將能量有效地轉移至co2激光分子，因而可顯著地提高C02激光器的增益和輸出功率。在C02激光器中，加入He或Ar可提高耐熱效率，因為He或Ar的導熱系數(shù)比C02和N2高一個數(shù)量級。同時，He能提高激光下能級1000的弛豫速率，提高激光效率和功率。
CO2分子部分振動能級圖
