激光混合氣體的核心成分與應用
激光混合氣體是指在激光產生和應用過程中,為實現特定激光輸出特性而
使用的多種氣體按一定比例混合而成的工作介質。不同類型的激光器需要
使用不同成分的激光混合氣體。以下為你詳細介紹:
一、常見類型及應用
1、二氧化碳激光器混合氣體: 主要由二氧化碳(CO2)、氮氣(N2)和
氦氣(HE)組成。在工業加工領域,如切割、焊接和表面處理等,二氧化
碳激光器應用廣泛。其中,二氧化碳是產生激光的關鍵物質,氮氣可加快
二氧化碳分子的能級躍遷,提高激光輸出功率,氦氣則有助于散熱和維持
氣體放電穩定,提升激光光束質量。
2、準分子激光器混合氣體:由稀有氣體(如氬(AR)、氪(KR)、氙
(XE))與鹵族元素(如氟(F)、氯(CL))混合而成,如ARF、KRF、
XeCl等。這類激光器常用于光刻技術,在半導體芯片制造中,可實現高分
辨率的圖形轉移;也用于眼科手術,如準分子激光原位角膜磨鑲術(LASIK)
,能精確切削角膜組織,矯正視力。
3、氦氖激光器混合氣體:由氦氣和氖氣按一定比例混合,比例通常為 5:1 到
10:1 之間。氦氖激光器是最早出現的氣體激光器之一,輸出波長多為 632.8
納米,呈紅色可見光。常用于光學演示、全息照相、激光指向等領域,如在
建筑施工中用于準直定位,在超市的條形碼掃描器中也有應用。
二、使用注意事項
1、純度要求高:激光混合氣體中的雜質會影響激光輸出功率、穩定性及光束
質量。如水分會腐蝕激光器內部部件,氧氣會使光學元件氧化,降低其性能。
因此,氣體純度通常需達到 99.99% 以上,特殊應用甚至要求 99.999% 以上。
2、配比精確:各氣體成分比例對激光性能影響顯著,需嚴格按照激光器設計
要求精確配比。如二氧化碳激光器中,氮氣與二氧化碳比例變化會影響激光
輸出功率和效率。
3、安全儲存與使用:部分激光混合氣體具有毒性、腐蝕性或易燃易爆性。如
準分子激光器中的氟氣有劇毒和強腐蝕性,儲存和使用時需采取嚴格安全措施,
如使用密封良好的儲存容器,配備通風設備和氣體泄漏檢測裝置等。
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