大功率CO2激光器：特性与应用进展

"横向激励大气压CO2激光器的现状与应用" CO2激光器自1964年由C.K.N. Patel发现其振-转能级跃迁的激光振荡特性以来，发展迅速，已经成为大功率激光技术的重要组成部分。这种激光器具有多个显著优点： 1. 高输出功率：CO2激光器的最大输出功率逐年增加，展现出强大的能量输出能力，使其在众多领域具有广泛应用潜力。 2. 高激光效率：相比于其他高功率激光器，CO2激光器的效率超过20%，这意味着在转换电能到激光能量时，它能够更有效地利用输入能源。 3. 适合大气传输：其工作波长位于10.6微米和9.6微米，这两个波长位于大气窗口，意味着在空气中传播时，光束损失较小，适合远距离传输。 4. 光学元件要求低：由于波长远，对光学元件的精度要求相对较低，降低了制造成本和维护难度。 5. 材质稳定性：作为气体激光器，CO2激光器在提高输出功率时，不会像某些固体激光器那样引起介质破坏，提高了其长期运行的可靠性。 6. 安全性：对于人体，尤其是眼睛，CO2激光器比短波长激光器更为安全，减少了操作风险。 CO2激光器的应用广泛，包括在核聚变等离子体研究中的应用，如用于等离子体的生成、加热和诊断。此外，它们在热加工技术如焊接和切割中扮演着关键角色，同时也在通信技术和非线性光学等领域有所应用。例如，日本、法国和西德的研究机构已经利用固态靶成功探测到核聚变产生的中子，这表明CO2激光器在核科学中有潜在的应用价值。 随着全球对激光技术研究的推进，日本和其他国家也在不断提升激光器的输出功率，预示着CO2激光器在未来的科学研究和工业应用中将有更大的发展潜力。因此，不断优化和提升激光器性能，特别是在功率和效率方面，是当前及未来的重要任务。