自制空气介质氮分子激光器又脉冲能量的测量.pdf

维普资讯 第 18卷 第5期 昆 明 工 学 院 学 报 Vo1．18No．5 1993年lO月 JoURNAL OF KUHM IHG INSTITUTE OF TECHNOLOGY Oct．1993 自制空气介质氮分子激光器及 脉冲能量的测量 @ 刀 吴光敏 张鸣鹤 王家贤 周凌云 一 ～ 一 — 、 础部) 摘 要 空 气中 氯的舍量 高 78％．对 空气进 行适 当的激 励 即可 产 生 氢的特 征 谱 线 337．1nm 的激 光 ．本 文介 绍 了以空 气为介 质 的激光 器 的工作 奈 件和 对 自制 激光 嚣 输 出脉 冲 能量 测量 方 面 的工作 ． 关键 词 N，激光器 脉冲能量 测量． 0引言 氩 完关 氮分子激光器常采用行波横 向激励的方式来产生脉冲激光．在这种激光器中电极与外 电路相连接的尺寸较大、因此难 以做到一次充气密封后 常期使用 l因而这种激光器在使用 中 需要经常充气而要带上一个笨重的气瓶，给使用带来不便．在空气 中氮的含量 占78％．若用 空气来作激活介质，就可去掉气瓶的重 负．由于直接用空气作介质．因而对抽真空的要求较 低 ，一个手摇抽气泵就可使其达到工作条件．所 以用空气为介质使氮分子激光器的外围设 备大大的简化 了，使得氨激光的产生和应用更方便 ． 1 激励条件 利用电子碰撞可以使氮分子的能级中相应于第二正带 中的跃迁C 一 产生出 中心波长为 337lnm 的大功率短脉冲激光．研究发现 当电子能量在 l4～16eV范围内，从基 态 激发c 的截面比激发 的截面大将近一倍 ”_因此只要选择适 当的放 电 条件，就可 以在 。 与 之间建立粒子数反转而产生激光 ． 。 C 一 的 自发辐射平均寿命约为 40ns，比 一 的 8～l帆s要短得多． 因此在 B 上的粒子数将很快饱和．故不可能建立连续的振荡而只能发出脉冲形式的激 光 且激励时间必须小于 40nsL4才能发生粒子数反转 ． 在 电子能量约为 15eV时，Cartwriyht[ 所计算的氮 的 7个最低三重线 电子态的激励 总截面约为 =5ha：(其中 是氢原于波尔第一轨道半径在常温下电子在氮气中的平均自 dI程为 1 … ： 一 Olel 其中 =P／KT是氮分子的数密度．P是氮气的压力．71是波耳兹曼常数 电子要获得 15ev 云南省科学基金资助项 目 收稿 日期：1993—0308