二氧化碳激光是一種分子激光。主要的物質是二氧化碳分子。它可以表現多種能量狀態這要視其震動和旋轉的形態而定。基本的能量網狀見圖1。二氧化碳里的混合氣體是由于電子釋放而造成的低壓氣體(通常30-50托)形成的等離子(電漿)。如麥克斯韋-波爾茲曼分布定律所說,在等離子里,分子呈現多種興奮狀態。一些會呈現高能態(00o1)其表現為不對稱擺動狀態。當與空心墻碰撞或者自然散發,這種分子也會偶然的丟失能量。通過自然散發這種高能狀態會下降到對稱擺動形態(10o0)以及放射出可能傳播到任何方向的光子(一種波長10.6μm的光束)。偶然的,這種光子的一種會沿著光軸的腔向下傳播也將在共鳴鏡里擺動。
大體上,二氧化碳激光的工作物質是由二氧化碳、氦、氮氣所組成的混合物。氮氣作為緩沖氣體以及它的分子共鳴地傳遞刺激能量給二氧化碳分子。因為張弛水平(01110)是瓶頸,氦的作用是作為熱壑來傳遞能量給水平(01110)給氦原子。
CO2激光器的工作原理:
一、與其它分子激光器一樣,CO2激光器工作原理其受激發射過程也較復雜。分子有三種不同的運動,即分子里電子的運動,其運動決定了分子的電子能態;
二、是分子里的原子振動,即分子里原子圍繞其平衡位置不停地作周期性振動——并決定于分子的振動能態;
三、是分子轉動,即分子為一整體在空間連續地旋轉,分子的這種運動決定了分子的轉動能態。分子運動極其復雜,因而能級也很復雜。
激光產生原理:在CO2激光器的放電管內充有CO2、N2、He等混合氣體,其配比和總氣壓可以在一定范圍內變化(一般是: CO2:N2:He=1:0.5:2.5總氣壓為1066.58pa),這個一般你買來激光管之后比例就是固定的了。任何分子都有三種不同的運動形式,一是分子里的電子運動,決定著電子能態,二是分子里的原子振動,既原子圍繞其平衡位置不停地做周期性震動,這種運動決定了分子的振動能態,三是分子的轉動,決定著分子的轉動能態,這部分不懂的可以去百度一下相關的知識。CO2激光器就是利用CO2分子的振動和轉動能級間的躍遷來產生激光的。
我們這里所說的CO2激光切割機是指CO2玻璃管激光器的,事實上CO2激光器還有一種射頻管的,一般用于激光打標機上面,玻璃管的也有用在打標機上的,不過相比于射頻管的打標機來說,在激光打標方面,長時間連續工作狀態下玻璃管的激光器不夠穩定,并且使用壽命短,打標效率也不如射頻管的。但是切割方面的
話還是基本上使用玻璃管的激光器,因為切割對深度要求一般比較高,所以適合做大功率并且造價低廉的玻璃管激光器更加經濟實惠