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文档简介
1、12341.1 气体放电基本原理 气体放电粒子种类: 1)中性粒子 CO2, HeNe 2)带电粒子 Ar+ 3)激发粒子 A 碰撞规律: 弹性碰撞 非弹性碰撞5高速电子基态原子低速电子激发态原子 e + A e + A+ + e (原子电离) 电子能量 激发能(电离能)1.3 共振能量转移 A* + B A + B* +/- e 亚稳态原子基态原子6图中:D点以前,非自持放电 (D点为气体放电的着火点) DE段: 辉光放电过渡区 EF段: 正常辉光放电区 FG段: 反常辉光放电区 GH段: 弧光放电过渡区 (G点为弧光着火电压点) H点以后: 稳定弧光放电区789电源和激光管封装在一起普通氦
2、氖激光器1011电子碰撞激发:(与共振转移相比,此过程的激发速率要小得多)e + Ne e + Ne(2S)e + Ne e + Ne(3S)串级跃迁:Ne与电子碰撞被激发到更高能态,然后再跃迁到2S和3S态,此过程贡献最小复合激发: 先形成分子离子,再与电子碰撞获得激发态Ne分子123330413nnKnnKndtdn2.4.1稳态时,dn3/dt0,由上式有30413/1KnnKnn同理,He(21S0)能级上的粒子数密度n4的速率方程为:)(4440404AnSnnSnndtdnee稳态后,dn4/dt0,由2.4.3可得)/(40404ASnSnnnee2.4.22.4.32.4.4n
3、0:He基态(11S0)上的粒子数密度n1:Ne基态(11S0)上的粒子数密度n2:Ne(2P4)能级上的粒子数密度n3:Ne(3S2)能级上的粒子数密度n4:He(21S0)能级上的粒子数密度K: 转移速率常数 Ne(3S2)的粒子数驰豫到其他能级的驰豫时间ne: 电子密度S04: He基态(11S0)到He(21S0)的电子激发速率常数A:衰减几率S4: 消激发速率常数S02:电子激发速率常数A: 自发辐射几率313)(/1(43004013ASnKnSnnKnnee同样,Ne的2P4能级的粒子密度n2的速率方程为AnSnnSnndtdnee2220212稳态后,dn2/dt0,得)/(2
4、0212ASnSnnnee因自发辐射几率A很大,故上式可变为:ASnnne/02122.4.52.4.62.4.72.4.8根据2.4.5和2.4.8两式,就可以分析粒子反转数n与放电条件的关系143)/(213AiKiKniKn32其中)/1/(3004011KnSnKnKK42SKKASnKK/0213粒子数密度与放电电流的关系图1516dgndnD),()(0000n0),(0Dg2ln2/ )(42/100)2ln(2),(DegDD02/17)(1016. 7MTDD017dgnIIchBIdGDsHHH),()1 ()2()()2(2),(0022021HIdxxeIIGIGdIGxsi2200)(11)(),(),(2Dx)(2ln20D)(2ln20DHsII)/(12ln002102ln2)0(nchBGDi18)(iW)(1)(),(00iWIIGIGRsi19)ln(21),(21RRlaIGTTRR)1ln()ln(21aleaalc21220TalIGc),(2210ATIP0ITalGcm/20I222324252627CVZ)(002829a c fb横向赛曼效应稳频的装置方块图:450检偏器光电接收放大fbv转换伺服系统压电陶瓷
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