Laser CO2 ngày nay thường hoạt động trờn cơ sở hỗn hợp CO2-N2-He. Cỏc mức dịch chuyển laser nằm ở cỏc mức
dao động trong phõn tử CO2 cũn cỏc khớ khỏc giữ vai trũ đệm, truyền năng lượng kớch thớch và làm tăng cụng suất phỏt cũng như hiệu suất làm việc của laser. Cụng suất thoỏt lớn nhất của laser CO2 cú thể đạt được đến 106W ở chế độ liờn tục và hiệu suất làm việc cỡ 15% 20%.
Bộ phận kớch thớch là bộ phận
cung cấp năng lượng để tạo được sự nghịch đảo độ tớch luỹ trong hai mức nào đú của hoạt chất và duy trỡ sự hoạt động của Laser. Cú 2 quỏ trỡnh xảy ra: Quỏ trỡnh hấp thụ năng lượng để chuyển nguyờn tử từ mức năng lượng cơ bản bề n lờn mức
Hỡnh 3.3 : Quỏ trỡnh kớch thớch thớch phõn tử hoạt chất
Tụi bề mặt chi tiết bằng laser CO2
55
năng lượng kớch thớch, và quỏ trỡnh bức xạ cưỡng bức, tức phỏt nhiệt khi quay trở về mức cơ bản (hỡnh 3.3). Đối với Laser CO2 kớch thớch được sử dụng là kớch thớch bằng va chạm điện tử, cú thể thực hiện được bằng cấp điện ỏp cho điện cực kớch phúng điện. Năng lượng điện tử được gia tốc trong điện trường được truyền cho cỏc hệ nguyờn tử hoạt chất nhờ quỏ trỡnh va chạm. Sự truyền năng lượng kớch thớch này sang dạng năng lượng bức xạ của tia laser xẩy ra phức tạp. Đối với cỏc hỗn hợp khớ như (CO2-N2-He), hoạt chất khớ được chuyển lờn trạng thỏi kớch thớch chủ yếu nhờ quỏ trỡnh va chạm cộng hưởng.
Hoạt chất:
- Khớ CO2: Đõy là trung tõm phõn tử nhận được sự kớch thớch nhờ sự phúng điện của bơm điện trường. Cỏc phõn tử khớ CO2 dịch chuyển giữa cỏc mức dao động của cựng một trạng thỏi điện tử của phõn tử hoặc giữa cỏc mức dao động của hai trạng thỏi điện tử khỏc nhau. Quỏ trỡnh kớch thớch bằng va chạm điện tử của cỏc phõn tử CO2 được phõn làm 2 loại (Kớch thớch dọc và kớch thớch ngang) bước súng phỏt r a chủ yếu ở mức =10,6m.
- Khớ N2 :Phõn tử N2 cũng được kớch thớch và do sự va chạm cụng hưởng chỳng truyền năng lượng cho cỏc phõn tử CO2 để chuyển chỳng lờn trạng thỏi phõn tử tớch luỹ 0001 và0002. Quỏ trỡnh này làm tăng sự dịch chuyển giữa cỏc mức 000
1 - 0000..
- Khớ He : Vai trũ của khớ He trong Laser CO2 là làm giảm độ tớch luỹ năng lượng ở mức laser dưới hay quỏ trỡnh truyền nhiệt trong cỏc phõn tử.