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化學中 應用激光光源


化學先生 / 2019-08-24

  在光化學中 應用最廣的激光光源是可調諧激光器，叉稱波長可變激光器或調頻激光器。它所發(fā)出的激光，波長可連續(xù)改變，是理想的光譜研究用光源，可調激光器的波長苊圍在真空紫外的118.8nm至微波的8.3mm之間?？烧{激光器分為連續(xù)波和脈沖兩種:脈沖激光的單色性比一般光源好，但其線寬不能低于脈寬的倒數值，分辨率較低。


    例如: He-Ne激光器。He-Ne 激光是人類發(fā)明最早的激光器之一，也是現在應用較廣的一種激光器。He-Ne激光器中工作物質是氨氣和氖氣，其中氨氣為輔助氣體，氖氣為工作氣體。產生激光的是氖原子，不同能級的受激輻射躍遷將產生不同波長的激光，主要有632.8nm、1.15μm和3.39μm三個波長。

    激光管的中心是一根毛細玻璃管，稱為放電管(直徑為Imm左右):放電管內充人總氣壓約為2Torr(ITorr=133.322Pa)的氨氣和氖氣的混合氣體，其混合氣壓比為5：1~7：1左右。氨原子有兩個亞穩(wěn)態(tài)能級21s0、23s1， 它們的壽命分別為5×10負6次方s和10負4次方s,氣體放電管在電場中加速使獲得一定動能的電子與氨原子碰撞，并將氨原子激發(fā)到21s0、 23s1，此兩能級壽命長容易積累粒子。

    因而，在放電管中這兩個能級上的氨原子數是比較多的。這些氨原子的能量又分別與氖原子處于3s和2s態(tài)的能量相近。處于21s0、23s1 能級的氨原子與基態(tài)氖原子碰撞后，發(fā)生能量傳遞給氖原子，使它們從基態(tài)躍遷到3s和2s態(tài)，由于氖原子的2p、3p 態(tài)能級壽命較短。這樣氖原子在能級3s-3p、3s-2p、2s-2p間形成粒子數反轉分布，從而發(fā)射出多3.39nm 632.8nm、1.15μm三種波長的激光。

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