化学中应用激光光源

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化学中应用激光光源

化学先生 / 2019-08-24

在光化学中应用最广的激光光源是可调谐激光器，叉称波长可变激光器或调频激光器。它所发出的激光，波长可连续改变，是理想的光谱研究用光源，可调激光器的波长苊围在真空紫外的118.8nm至微波的8.3mm之间。可调激光器分为连续波和脉冲两种:脉冲激光的单色性比一般光源好，但其线宽不能低于脉宽的倒数值，分辨率较低。

例如: He-Ne激光器。He-Ne 激光是人类发明最早的激光器之一，也是现在应用较广的一种激光器。He-Ne激光器中工作物质是氨气和氖气，其中氨气为辅助气体，氖气为工作气体。产生激光的是氖原子，不同能级的受激辐射跃迁将产生不同波长的激光，主要有632.8nm、1.15μm和3.39μm三个波长。

激光管的中心是一根毛细玻璃管，称为放电管(直径为Imm左右):放电管内充人总气压约为2Torr(ITorr=133.322Pa)的氨气和氖气的混合气体，其混合气压比为5：1~7：1左右。氨原子有两个亚稳态能级21s0、23s1，它们的寿命分别为5×10负6次方s和10负4次方s,气体放电管在电场中加速使获得一定动能的电子与氨原子碰撞，并将氨原子激发到21s0、 23s1，此两能级寿命长容易积累粒子。

因而，在放电管中这两个能级上的氨原子数是比较多的。这些氨原子的能量又分别与氖原子处于3s和2s态的能量相近。处于21s0、23s1 能级的氨原子与基态氖原子碰撞后，发生能量传递给氖原子，使它们从基态跃迁到3s和2s态，由于氖原子的2p、3p 态能级寿命较短。这样氖原子在能级3s-3p、3s-2p、2s-2p间形成粒子数反转分布，从而发射出多3.39nm 632.8nm、1.15μm三种波长的激光。

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