二氧化碳(tan)激(ji)光于1964年運(yun)用(yong)其(qi)波(bo)長為(wei)(wei)10.6μm。因為(wei)(wei)這(zhe)是一種非常有(you)效率(lv)的激(ji)光，作為(wei)(wei)商業(ye)模(mo)型來(lai)說其(qi)轉換效率(lv)達到10%，所以二氧化碳(tan)激(ji)光廣(guang)泛用(yong)于激(ji)光切割，焊接(jie)，鉆(zhan)孔和表面處理(li)。作為(wei)(wei)商業(ye)應用(yong)激(ji)光可達數千(qian)瓦(wa)，這(zhe)是目前強(qiang)的物質處理(li)激(ji)光。

與其它分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)激光器相同，CO2激光器工作(zuo)原(yuan)(yuan)理(li)其受(shou)激起射進(jin)程也較凌(ling)亂。分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)有三種(zhong)不相同的(de)(de)(de)運動(dong)，即分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)里(li)(li)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)運動(dong)，其運動(dong)抉擇(ze)了分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)能(neng)態(tai)；二是分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)里(li)(li)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)振動(dong)，即分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)里(li)(li)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)盤繞其平衡(heng)位置(zhi)不停地作(zuo)周期性振動(dong)——并抉擇(ze)于(yu)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)振動(dong)能(neng)態(tai)；三是分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)翻(fan)滾，即分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)為全體在空間接連地旋(xuan)轉，分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)這種(zhong)運動(dong)抉擇(ze)了分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)翻(fan)滾能(neng)態(tai)。分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)運動(dong)凌(ling)亂，因此(ci)能(neng)級也很凌(ling)亂。

CO2分(fen)子(zi)(zi)為線(xian)性(xing)對稱分(fen)子(zi)(zi)，兩個氧(yang)原子(zi)(zi)分(fen)別(bie)在碳原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)兩頭，所表明(ming)的(de)(de)(de)是原子(zi)(zi)的(de)(de)(de)平衡位置(zhi)。分(fen)子(zi)(zi)里的(de)(de)(de)各原子(zi)(zi)一向運動(dong)(dong)著，要繞其平衡位置(zhi)不停地(di)振動(dong)(dong)。依據分(fen)子(zi)(zi)振動(dong)(dong)理(li)論，CO2有(you)三種不相同的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)辦(ban)法(fa)：

①二個(ge)氧(yang)(yang)原子(zi)沿(yan)分(fen)子(zi)軸，向相反(fan)方向振(zhen)(zhen)動(dong)，即兩個(ge)氧(yang)(yang)在振(zhen)(zhen)動(dong)中一起抵達振(zhen)(zhen)動(dong)的(de)max值(zhi)和平衡值(zhi)，而此刻分(fen)子(zi)中的(de)碳(tan)原子(zi)靜止不(bu)動(dong)，因此其振(zhen)(zhen)動(dong)被(bei)叫做對稱振(zhen)(zhen)動(dong)。

②兩個氧(yang)原(yuan)子(zi)在垂(chui)直(zhi)于分子(zi)軸的方(fang)向(xiang)(xiang)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)，且振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)相同(tong)，而碳原(yuan)子(zi)則向(xiang)(xiang)相反的方(fang)向(xiang)(xiang)垂(chui)直(zhi)于分子(zi)軸振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。因為三個原(yuan)子(zi)的振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)是同(tong)步的，又稱為變(bian)形振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)。

③三個原子沿對稱軸振動，其間碳原子的振動方向與兩個氧原子相反，又叫反對稱振動能。在這三種不相同的振動辦法中，判定了有不相同組別的能級。
CO2激光器的優點

1、它有比較(jiao)大的功(gong)率(lv)和(he)比較(jiao)高的能量轉換效率(lv)。

一般的(de)閉管二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)可(ke)有幾(ji)十(shi)瓦的(de)連續輸出功率(lv)(lv)，這遠遠超(chao)過了(le)其他(ta)的(de)氣(qi)體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)，橫(heng)向流(liu)動式(shi)的(de)電(dian)激(ji)(ji)勵二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)則(ze)可(ke)有幾(ji)十(shi)萬瓦的(de)連續輸出。此(ci)外(wai)橫(heng)向大氣(qi)壓二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)，從(cong)脈沖輸出的(de)能(neng)量(liang)和(he)功率(lv)(lv)上也(ye)都達(da)到了(le)較高(gao)水平(ping)，可(ke)與固體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)媲美。二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換效率(lv)(lv)可(ke)達(da)30～40%，這也(ye)超(chao)過了(le)一般的(de)氣(qi)體(ti)(ti)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)。

2、利用CO2分子(zi)的(de)(de)振動(dong)-轉動(dong)能級間(jian)的(de)(de)躍遷的(de)(de)，有(you)比較(jiao)豐富的(de)(de)譜線(xian)，在10微米(mi)附近有(you)幾十(shi)條(tiao)譜線(xian)的(de)(de)激光(guang)輸出。近年來發現的(de)(de)高氣壓二氧化碳激光(guang)器，甚至(zhi)可做(zuo)到(dao)從9～10微米(mi)間(jian)連續可調諧的(de)(de)輸出。

3、它的輸出波(bo)(bo)段正好是大氣窗口，即大氣對這個波(bo)(bo)長的透過率較(jiao)高(gao)。并具(ju)有(you)輸出光(guang)束的光(guang)學質量(liang)高(gao)，相干性好，線寬(kuan)窄(zhai)，工(gong)作(zuo)穩定。

4、具有較(jiao)好的方向性(xing)(xing)、單色性(xing)(xing)和(he)較(jiao)好的頻(pin)率穩(wen)定性(xing)(xing)。而氣(qi)體的密度(du)(du)小，不易得到高的激(ji)起粒子濃(nong)度(du)(du)，因(yin)而，CO2氣(qi)體激(ji)光器(qi)輸出的能量(liang)密度(du)(du)通常比(bi)固體激(ji)光器(qi)小。

CO2激光器的缺點

CO2激光(guang)器的(de)(de)變換(huan)功(gong)率是(shi)(shi)很高的(de)(de)，但高也不會(hui)超越 40％，這就是(shi)(shi)說，將有 60％以上(shang)的(de)(de)能(neng)量(liang)變換(huan)為氣(qi)體(ti)的(de)(de)熱能(neng)，使溫(wen)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。而氣(qi)體(ti)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，將致(zhi)使激光(guang)上(shang)能(neng)級的(de)(de)消激起(qi)和激光(guang)下能(neng)級的(de)(de)熱激起(qi)，這都會(hui)使粒子(zi)的(de)(de)反轉數(shu)削減。并且，氣(qi)體(ti)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，將使譜線展寬，致(zhi)使增(zeng)(zeng)益系(xi)數(shu)降低(di)。特別是(shi)(shi)，氣(qi)體(ti)溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，還將致(zhi)使 CO2 分子(zi)的(de)(de)分解，降低(di)放電管(guan)內的(de)(de) CO2 分子(zi)濃度(du)(du)。這些要素都會(hui)使激光(guang)器的(de)(de)輸出功(gong)率降低(di)，乃至(zhi)發生“溫(wen)度(du)(du)猝(cu)滅”。

（來(lai)源：網站(zhan)，版權歸原作者）