氣體激光器有哪些

氣體激光器分為原子氣體激光器、離子氣體激光器、分子氣體激光器和準分子激光器。它們工作在很寬的波長范圍，從真空紫外到遠紅外，既可以連續方式工作，也可以脈沖方式工作。

原子氣體激光器：

原子氣體激光器包括各種惰性氣體激光器和各種金屬蒸氣激光器，如氦氖激光器和銅蒸氣激光器。

氦氖激光器是氣體激光器最早研究成功的，并且仍在普遍使用。它的工作物質是混有氦的氖。在這種混合氣體中放電，部分氦原子被激發到亞穩激發態21S或23S。這部分氦原子與基態氖原子碰撞時，能導致能量轉移激發，使氖原子處于激發能級上，從而實現氖原子的粒子數反轉分布。氖原子在諧振腔中通過受激發射過程主要發出三個波長（3.39微米，1.15微米和6328埃）的激光。

氦氖激光器輸出的激光功率只有幾毫瓦到100毫瓦，效率約為0.1%。但是，氦氖激光器具有單色性好、方向性強、使用簡便、結構緊湊堅固等優點，因而在精密測量、準直和測距中得到廣泛的應用。氣體激光器銅蒸氣激光器具有平均功率高、重復率高等優點，發展很快。

離子氣體激光器：

在惰性氣體和金屬蒸氣的離子的電子態能級之間建立粒子數反轉，其激光波長大多在紫外和可見光區域，輸出激光功率較大。典型的離子激光器有氬離子激光器、氪離子激光器和氦鎘激光器等。應用最多的是氬離子激光器。它可以產生多條波長的激光，其中最強的是4480埃和5145埃。連續輸出激光功率為幾百毫瓦至幾百瓦，效率很低，約為0.1%。它被應用于光譜學、光泵染料激光器、激光化學和醫學等。

分子氣體激光器：

分子氣體激光器的工作物質是中性分子氣體，如氮、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽等。波長范圍很廣，從真空紫外、可見光到遠紅外。分子氣體激光器以二氧化碳激光器最為重要，其特點是效率高，大約在10%～25%范圍內，可以獲得很高激光功率，連續輸出功率高達萬瓦，脈沖器件輸出可達萬焦耳每脈沖級。

二氧化碳激光器工作在以9.4微米和10.4微米為中心的多條分子振轉光譜線上。二氧化碳激光器分為普通低氣壓封離型激光器、橫向和縱向氣體循環流動型激光器、橫向大氣壓和高氣壓連續調諧激光器、氣動激光器和波導激光器等。

分子氣體激光器可用于加工和處理（如焊接、切割和熱處理）、光通信、測距、同位素分離和高溫等離子體研究等方面。其中波導二氧化碳激光器是一種結構緊湊、增益高和可調諧的激光器，特別適用于激光通信和高分辨光譜學。

準分子激光器：

準分子激光器是利用準分子的束縛高能態和排斥性或弱束縛的基態之間的受激發射的激光器。由于基態壽命極短，可實現高效率和高平均功率。準分子激光器的主要受激準分子是惰性氣體準分子和惰性氣體鹵化物準分子。激光發射波長主要在紫外和真空紫外區域，輸出能量已達百焦耳量級，用于光泵染料激光器、同位素分離和激光化學。

氣體激光器特點

氣體激光器與其他激光器相比較，它光學的均勻性比較好，換而言之也就是說又氣體激光器發射的光有較好的方向性，并且在輸送頻率上也比較穩定。因為氣體的密度比液體與固體的密度都要小，所以它一般輸送的物質能量的密度相對比其他激光器都比較小。一般氣體激光器都是使用在氣體通訊或是光通信的用途上。所以雖然它有一定的缺陷，但是絲毫不妨礙到它的作用。