氦-氖激光器是一种气体激光器,它利用氦-氖气体混合物作为增益介质,产生红光(波长为632.8纳米)的激光输出。文章提出了几个关于氦-氖激光器性能的问题,并对如何改善其性能以及提高使用寿命与稳定性进行了探讨。
文章提到了气体清除效应对激光器性能的影响。气体清除是指在氦-氖激光器中,由于各种原因导致内部气体压强逐渐降低的现象。例如,通过实验发现,加热石英管至一定温度后保持一定时间,会发现气压显著下降。这主要是由于氮气扩散穿过管壁逸出,以及阴极溅射导致管内氮和氖气压强降低所致。气体清除会导致管内折射率改变和腔体长度缩短,从而引起激光输出功率下降和频率漂移。解决这一问题的方法包括使用更大的阴极工作面积和尽可能降低管壳工作温度。
文章讨论了反射镜介质膜层的老化与损伤问题。在激光器工作过程中,由辉光放电产生的离子、亚稳态原子和紫外线辐射都能够损伤反射镜的介质膜层,导致折射率改变。膜层损伤的主要来源是吸水气及其他杂质分子的间接影响。实验表明,氢气和氧气、水蒸气对激光输出功率和频率漂移影响最大。因此,防止膜层损伤的关键在于改善镀膜条件,防止膜层吸水气及其他杂质分子的附着。
文章还提到了激光器设计与制造技术方面的一些考虑,如等离子体管的设计。等离子体管是气体激光器的核心部件,提供光学增益。为得到良好的电流电压特性,必须考虑管子工作在辉光放电的正柱区这一因素。设计时应尽量避免杂质气体的影响,并在研制过程中采取相应措施。
氦-氖激光器性能的改善主要涉及到解决气体清除效应、防止反射镜介质膜层损伤、以及优化激光器的设计和制造技术。通过深入研究和采取相应的技术措施,可以显著提高激光器的使用寿命和稳定性。