工作物质在轴快流激光器中的作用CO2激光切割加工激光器中，主要的工作物质由CO2、N2、He三种气体组成。其中CO2是产生激光辐射的气体，N2及He为辅助性气体。加入其中的He，可以加速010能级热弛豫过程，因此有利于激光能级1090及020的抽空。N2加入主要在CO2激光切割加工激光器中起能量传递作用，为CO2激光上能级粒子数的积累与大功率高效率的激光输出起到强有力的作用。实验发现有许多气体如N2、CO、He、Xe、H2、H2O等能显著提高CO2激光切割加工激光的输出功率和效率也有些气体则不利于激光的输出。为了合理地选用辅助气体我们分别介绍各种气体的作用。N2和CO在CO2激光切割加工激光器中，N2和CO的作用如前所述是通过共振能量转移提高CO2分子001粒子的激发速率和增大对于10°0、010粒子的弛豫速率，尤其是CO气体此作用特别突出。不过这两种气体在器件中的含量要适中。对N2而言，含量太少激光上能级的积累效果不明显，太多则会减少CO2气体本体的含量，同时还会增大上能级的消激发过程。放电过程中N2极易与CO2分解出来的氧原子结合形成负电性气体N2O、NO2等氮化物，使001能级粒子消激发CO是极性分子，在选择激发001方面它要比N2差些，但它不会产生有害气体，而且还可以抑制CO2分子的离解。国外也有用CO替代N2，只要气体配比适当，输出功率不会降低多少，相应激光器的运转寿命还有所增长He是质量小、热导率高（14.38×104Jcm1，s-2.K）的气体。对以管壁水冷却方式来降低管内气体温度的封离型CO2激光器来说，如在工作气体中加入大量He可大大提高放电管中心处的热量向管壁传递的速率，使管内气体温度明显下降，达到减少下能级的粒子和增快它们弛豫的效果。它的存在也减少了其他气体或管壁与001能级粒子的碰撞机会，缓冲上能级粒子的消激发速率，从而改善激光的输出特性在小型封离式CO2激光切割加工激光器中加人适量的Xe，可提高输出功率20%-30%，能量转换效率提高10%~15%。
这是因为管内的Xe电离电位较低（12.127eV），若在管内注人少量的X可增加管内电离度降低电子平均能量既能提高上能级00°1的激发速率，又可防止CO2分子的离解在CO2+He+N2的混合气体中加入少量的H2O或H2能加速激光下能级的弛豫速率，使输出功率有所提高。H2O分子弯曲振动能级010（1596cm-1）与CO2（10°0）能级（1388cm-）很接近能量差在平均动能kT范围之内，所以发生谐振碰撞的概率很大。若CO2（100）粒子与CO2碰撞需5×10次才能到基态，那么，与H2O分子碰撞只要几次就可弛豫基态。此外H2O或H2还可以延长激光器件的工作寿命。因为在放电过程中水蒸气可以分解为H原子和OH基，后者极易与CO发生化学反应生成CO2分子。克服因高能电子分解所导致的CO2气体浓度的减小既保证了输出功率又延长了器件的寿命。不过，H2O或H1的含量要严格控制。它们除对CO2（010、090）的弛豫有效之外，对CO2（001）的消激发作用也很显著。

反应过程如下CO2（01）+H2QO（0O0）→CO2（010）+H2O（010）+87cm所以，在CO2激光系统中一般不直接加水蒸气，而是加H2使其与CO2分解出的O原子生成OH基或在器件内部装入氟石以提供饱和水蒸气（26Pa左右）。有时什么都不加，就靠制备的CO2中所含的微量水蒸气。现在有许多CO2激光器开始用Ar替代价格昂贵的He以降低成本。Ar的电离电位比He低，使用它可使管内电子温度降低，有利于001能级的激发，但Ar质量较大，导热率不如He，所以它只适于在流动型、横向激励的CO2激光器中使用。同一个器件，其输出的效果不如充He器件以上所述都是对激光输出有益的辅助气体。然而，在激光器的混合气中常常还含有其他体，尤其是有机蒸气如乙醚、酒精油蒸气等，它们对激光是有害无益的。因为它们分解能量低，易消耗电子的能量，分解出的产物又常与CO2分子结合成化合物减少CO2气体的含量，使功率下降，器件寿命缩短。所以，为保证激光器正常运转，在对使用的辅助气体选择和控制含量的同时，还要对气体的纯度提出要求。
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