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为什么激光管需要镀膜?有什么原则?

日期: 2021/3/2

为什么激光管需要镀膜?有什么原则?

催化技术应用于封离式激光管中,可以有效地延长激光管的寿命。通过对高压激励CO2激光管的实际应用,无涂层催化剂的使用寿命达到3000小时,涂层催化剂激光管的使用寿命达到8000小时以上。对CO2催化的具体作用和原理进行分析:以高压激励CO2激光管为例,将催化剂涂于等离子体外缘(也可视为放电管的内壁),又称镀膜激光管。

高电压激励下,放电管中的CO2气体分子不断地分解,电子碰撞使CO2从CO+O分离。所幸的是,反应过程是可逆的,CO和O相交后再次合成生成CO2。但这样的相遇复合是不完全的,因为他们相遇复合的机率永远比分解CO2的机率小。

更严重的是:未合成的氧原子间产生了合成O2,而O2与CO的反应活化能力很强,难以合成CO2。在器件中,O2分子非常活跃,并且可以与其他气体分子形成氧化物,各种氧化物对CO2激光管具有致命性,可以大大降低激光管的输出功率。氧化性物质积聚到一定程度时会引起连锁反应,导致激光器的功率在数小时内消失。简言之,激光管在使用一段时间后,功率不会线性下降,而是突然不再发光。

在上述分析基础上,其核心解决方法是加速CO2合成,降低反应活化能。然后再使用催化剂。其具体方法是在等离子体边缘进行催化剂镀膜。

催化材料可分为稀土和金属两大类。金属物包括Pt,Au,Cu等,它们可以起到重要的催化作用。但是金属有一个缺点:它们都是极好的导体,直接在放电管中镀上金属,电流通过膜层直接传导,而非通过工作气体,那么放电激励机制就无从谈起。解决这一问题的方法,是在放电管内壁涂上金属氧化物。从而较好地解决了放电问题,达到催化的目的。

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