文献综述
1.CO2激光器的现状
自1960年激光器出现后，激光技术在测量、通信、信息处理、医疗及制造业等领域得到广泛应用，成为20世纪具有标志性意义的技术进步之一[1],其中气体激光器具有丰富的振荡谱线以及易于获得连续振荡和高功率输出[2]。现在，制造成功的激光器有 许多种类，CO2激光器是研究最多、应用最广泛的激光器之一。特别是在工业生产诸如材料的切割、焊接、打孔、表面处理等工序中，它发挥着重要作用，收到了非常好的经济效益[3]。
CO2分子气体激光器是目前能够连续输出激光功率最高的激光器，应用很广泛。经过45年的深入研究，已开发出了多种式样的激光器(如下所示)。以适应不同应用领域的需要[4-5]。
直管式CO2分子气体激光器：这是最常见的CO2分子气体激光器。它的激光放电管是三层套管，最里的一根管是放电毛细管，是产生激光振荡的区域。中间一根管是用来通水冷却放电毛细管，这种激光器的输出性能受温度影响比较大，激光器在 运转时会产生热，使得CO2气体温度升高，导致输出功率迅速下降。最外那根管与最 里的毛细管连通，但在这里不会发生气体放电，它是用来增大激光器的CO2气体储存量，起到延长激光器使用寿命的作用。
折叠式CO2分子气体激光器：CO2分子气体激光器平均每米放电管长度产生 的激光功率大约70瓦，如果要获得比较高的激光功率，放电管的长度就会很长。为了 减少激光器的空间长度，把放电管截成几段，将它们并排后用反射镜连接起来，这样就可以减少激光器的空间长度时得到较高的激光功率。
激光切割工业中大多是二氧化碳激光器切割各种材料——金属和非金属材料，在国际制造业生产的过程中，将近75%的中厚板在进行切割以及焊接的过程中采用CO2激光器。但是，我国的CO2激光器技术基本上仍处于一个较常规的状况，质量、特别是寿命与可靠性存在不少问题，而新技术又研究很少，所以与许多实际需求很不适应。我们面临着新的挑战，急待跨上一个新的台阶[6-9]。
CO2激光器存在的问题：CO2激光器的转换效率是很高的，但最高也不会超过40％，这就是说，将有60％以上的能量转换为气体的热能，使温度升高。而气体温度的升高，将引起激光上能级的消激发和激光下能级的热激发，这都会使粒子的反转数减少。并且气体温度的升高，将使谱线展宽，导致增益系数下降。特别是，气体温度的升高，还将引起CO2分子的分解，降低放电管内的CO2分子浓度。这些因素都会使激光器的输出功率下降[10-12]。
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