離子激光器

激光，又稱鐳射，英文叫“LASER”，是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”的縮寫，意思是“受激發射的輻射光放大”，激光的英文全名已完全表達了製造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將“光受激發射”改稱“激光”。

上圖展示了原子的三種躍遷：自發吸收、自發輻射、受激輻射。

產生激光的一個關鍵是要實現粒子數反轉。下圖是紅寶石激光器的粒子數反轉示意圖。氬離子激光器的粒子數反轉機理會在後面詳細解釋。

氣體激光器以氣體或金屬蒸汽為發光例子，它是目前種類最多、激勵方式最多氧化、激光波長分佈區域最寬、應用最廣泛的一類激光器。最早也最具代表性的氣體激光器是1961年問世的氦氖激光器。

在原子氣體激光器中，產生激光作用的是沒有電離的氣體原子，常用的氣體主要有氦、氖、氬、氪、氙等惰性氣體，有時也用氯、溴、碘、氮、硫、碳、氧等氣體，或銫、鎘、銅、錳、錫等金屬原子蒸汽。

分子激光器中產生激光作用的是沒有電離的氣體分子，常用的分子氣體主要有CO、N2、O2、CO2、N2O和水蒸氣等。典型代表是CO2激光器和氮分子激光器。

離子激光器的發光依靠電離的離子。

右圖是一台組合式CO2工業激光器。

上圖：一台大功率氬離子激光器，功率1-15W

下圖：一颱風冷氬離子激光器，功率25-100W

1、2兩種激發形式在氬離子激光器中都存在，由於一步過程要把Ar原子激發到高達35.5eV的3p44p，需要的電子能量較大，只有在低氣壓脈衝器件中才能達到，而二步過程只需要16-20eV的能量，所以在連續工作的器件中，二步過程佔主導。

激發Ar離子要求高電子能量。如果氣壓低，電子自由程長，能量損耗小，電子能量就高。

將氬離子激光器置於軸向磁場中，不僅可以減小離子對管壁的轟擊，延長激光器的壽命，而且能提高激光器的輸出功率和效率。因為在放電管內，向管壁運動的電子和正離子在軸向磁場作用下作螺旋狀運動，並向管軸集中。利用了磁力線可以約束自由帶電粒子的特性。

但原子、離子在磁場中能級會劈裂，所以磁場會使譜線變寬，導致增益降低。磁場也使管內帶電粒子密度增加，從而碰撞也增多，使電子溫度降低。所以磁場大小要根據實驗調整到一個最佳值。

開發過程是指形成母盤的數據源，包括存儲的數據，如視頻、音頻、文本數據，和數據的編碼。

首先必須準備一塊圓形平板狀的厚玻璃基板，使用硝酸或具有溶解力的物質對其清洗，然後在其表面均勻地塗布稱為“photoresist”（光刻膠，PR，這是一種光敏感物質）的物質，厚度為130皮米。塗后經過約20分鐘烘乾。

顯影：刻錄過程是化學反應，故刻錄后的玻璃母盤要清洗一次把多餘反應物去除。

PR的質地不夠堅硬，必須將玻璃母盤轉製成金屬母盤。

鍍銀：使PR表面能導電。

電鑄：電鍍上一層鎳。

拋光：母盤底層，即非信號面，由於電鍍的緣故不平整，故要進行拋光。

衝壓：母盤中央圓孔和外圍多餘部分。

早期和中期大多採用氣體激光器，但是氣體激光器的缺點比較突出，比如耗電，氣體激光器約需要7KW，而大功率半導體激光器只有25W。因此，目前大多母盤生產線都採用大功率半導體激光器。

PDT：機體接受光敏劑后一定時間，腫瘤組織攝取和存留的光敏劑較多，經特定波長的光照射，在生物組織中氧的參與下發生光化學反應，產生單態氧和/或自由基，破壞組織和細胞中的多種生物大分子，最終引起腫瘤細胞死亡，達到治療目的。