连续CO2激光维持Ar等离子体的研究

来源：激光技术杂志2025年第5期北京时间：

作者：郝子宜, 胡艳菲, 左都罗, 王新兵

摘要：为了探究连续CO2激光在不同气压及功率条件下激发Ar等离子体的基本特性，采用连续CO2激光器，在250 W~500 W的功率范围内、 0.3 MPa~0.6 MPa的氩气环境中维持了Ar等离子体，并通过实验取得了等离子体质心位置、稳定性和形态特性。结果表明，当气压从0.3 MPa增加到0.6 MPa、激光功率由250 W增加到500 W时，等离子体质心位置向激光入射反方向移动，等离子体质心位置标准差由0.04827 mm降低至0.02135 mm，质心稳定性提高；对于Ar等离子体的形态特性，随气压升高，离子体体积缩小，随亮度增大，椭球率减小，形貌逐渐趋向球形; 而激光功率的提升则主要导致等离子体尺寸扩大，椭球率仍保持稳定；采用阴影法观察到等离子体周围存在的周期性上升气流，验证了热重力对流对等离子体稳定性的关键影响。得到的CO2激光在不同条件下激发Ar等离子体的基本特性，可为优化等离子体光源提供理论基础。

关键词：激光技术, 激光维持等离子体, CO2激光, 等离子体影像, 高压氩气