激光光源
化學(xué)先生 / 2019-08-24
在光化學(xué)中 應(yīng)用最廣的激光光源是可調(diào)諧激光器,叉稱波長(zhǎng)可變激光器或調(diào)頻激光器。它所發(fā)出的激光,波長(zhǎng)可連續(xù)改變,是理想的光譜研究用光源,可調(diào)激光器的波長(zhǎng)苊圍在真空紫外的118.8nm至微波的8.3mm之間??烧{(diào)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(shù)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(xiàn)在應(yīng)用較廣的一種激光器。He-Ne激光器中工作物質(zhì)是氨氣和氖氣,其中氨氣為輔助氣體,氖氣為工作氣體。產(chǎn)生激光的是氖原子,不同能級(jí)的受激輻射躍遷將產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的激光,主要有632.8nm、1.15μm和3.39μm三個(gè)波長(zhǎng)。
激光管的中心是一根毛細(xì)玻璃管,稱為放電管(直徑為Imm左右):放電管內(nèi)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(gè)亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)21s0、23s1, 它們的壽命分別為5×10負(fù)6次方s和10負(fù)4次方s,氣體放電管在電場(chǎng)中加速使獲得一定動(dòng)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(jí)壽命長(zhǎng)容易積累粒子。
因而,在放電管中這兩個(gè)能級(jí)上的氨原子數(shù)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(jí)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(jí)壽命較短。這樣氖原子在能級(jí)3s-3p、3s-2p、2s-2p間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布,從而發(fā)射出多3.39nm 632.8nm、1.15μm三種波長(zhǎng)的激光。