El láser co2

El láser de es representativos de los así llamados láseres moleculares, donde los niveles de energía de interés son los niveles de vibración-rotación de las moléculas. El medio activo de este láser es una mezcla de dióxido de carbono, nitrógeno molecular y helio. Las transiciones energéticas en una molécula ocurren debido a los cambios que está realiza en la energía almacenada en formavibracional o rotacional. El láser de CO2 es actualmente uno de los más poderosos (produce potencias de más de 100kW) y uno de los más eficientes (15-20% de eficiencia).
I. INVESTIGACION
El láser de (láser de dióxido de carbono) se basa en la mezcla de gases láser al medio de ganancia, que contiene dióxido de carbono (CO2), el helio (He), nitrógeno (N2), y posiblemente algunos de hidrógeno (H2),vapor de agua y / o de xenón (Xe).
Este láser es bombeado a través de la electricidad de descarga de gas, que puede funcionar con corriente continua, con corriente alterna (por ejemplo, 20-50 Khz.) o en la frecuencia de radio (RF) de dominio. Las moléculas de nitrógeno son excitados por la descarga en el nivel vibratorio meta estable y su energía de excitación a la transferencia de moléculas de CO2al chocar con ellos. Helio sirve para despoblar el nivel láser más bajo y para eliminar el calor. Otros componentes como el hidrógeno o vapor de agua puede ayudar (en particular en los láseres sellados tubo) a re-oxidar el monóxido de carbono (formado en el desempeño) en dióxido de carbono. Un esquema de un láser de tubo sellado de CO2 aparece en la figura 1.

Fig. 1 Esquema de un láser detubo sellado de dióxido de carbono. El tubo del has tiene ventanas de Brewster y es enfriado a través de agua.
Por lo general los láseres de CO2 emiten a longitudes de onda de 10.6 μm. Pero hay otras líneas en la región de 9-11 micras (Particularmente en 9,6 μm). En la mayoría de los casos, potencias medias son entre algunos de ustedes han vatios y kilovatios. La eficiencia de conversión de energíapuede estar muy por encima del 10%, es decir, es más alta que para la mayoría de la lámpara de bombeo láser de estado sólido, pero inferior a la de muchos bombeado por diodos láser.
Niveles de energía
En la figura 2 se muestra la energía de los niveles vibracionales relevantes para los estados de las moléculas de CO2 y N2. Las moléculas de N2 son diatómicas, tienen únicamente un modovibracional; este es el más bajo de los dos niveles vibracionales de energía como son indicados. Los niveles de energía del CO2 son más complicados, dado que las moléculas son lineales triatómicas. En este caso hay tres modos no degenerados de vibración los cuales son: la oscilación simétrica, oscilación de flexión y oscilación antisimétrica (Figura 3).

Fig 2. Los niveles vibracionales más bajos delestado base electrónica de una molécula de y una de N2. (Por simplicidad, los niveles rotacionales no son mostrados).
El comportamiento de la oscilación y la energía de los niveles correspondientes son por consiguiente descritos por el significado de los tres números cuánticos n1, n2 y n3 el cual da el número cuántico correspondiente a cada modo vibracional. Esto quiere decir, aparte del puntocero de energía, la energía del nivel está dada por, , donde y son las frecuencias de resonancia de los tres modos. Por ejemplo, el 0110 corresponde a una oscilación donde hay un cuántico vibracional en modo 2. Dado que el modo 2 tiene la fuerza constante más pequeña de los tres modos (el movimiento vibracional es transversal), este nivel tiene la energía más baja.

Figure 3. Modos nodegenerados de vibración

En el láser de CO2, las moléculas son excitadas al nivel de mayor energía denotado por 0001. Con una excitación adecuada se puede producir una inversión de población entre el nivel 0001 y los niveles 1000 y 0200 (Figura 1). La línea más intensa del láser de CO2 está localizada en 10.6 μm. (infrarrojo), y se debe a la transición entre los niveles 0001 y 1000. Existe una...