i为正离子的迁移率,把式(2-10)代入式(2-9)并利用混合气体的实验数据VL,L,W和ω,可以得到等离子体区电场E及相对电场E/N[19]。2.1.3?射频CO2激光器激励频率的讨论注入功率P(W)对于射频CO2激光器,有研究表明激光器的击穿电压仅仅是激励频率的函数,并且他们之间是线性的关系,由此可知射频注入功率一定是激励频率的二次函数,因此在其他条件都相同的情况下,一定存在一个最佳的激励频率使射频注入功率的值最小,图2.1就是对这一推论的一个验证[20]。频率f(MHz)图2.1射频注入功率与激励频率的关系[20]不同的激励频率对极板电压的分布也会有一定的影响,而放电的稳定性以及均匀性又与极板电压的分布有直接关系。当激励频率升高时,电压在极板间的分布均匀性会变差。而激励频率越高,射频功率越容易注入到激光上能级,由此产生了以下矛盾:采用提高激励频率的方法提高注入功率的同时则会使放电的均匀性变差。为了解决这种矛盾,可以使用并联谐振电感来提高纵向放电均匀性,激励频率越高则需要使用的电感数目也就越多。在频率一定的情况下,注入功率密度也会对极板间电压产生一定的影响,在频率为21MHz、40MHz和72MHz时进行射频激励实验,实验结果如图2.2所示[21]。从图中可以看出频率越高极板间电压越小,而且随着注入功率的提高,相应的极板间电压会随之上升。同时,实验结果表明,当频率较低时会出现放电不稳定的现象,这是由于一个射频周期内电子的振荡的振幅大于极间距,使得电子在放电区大量消失,从而出现放电不稳定现象。电压V(V)注入功率P(W)图2.2极板电压随注入功率密度的改变[21]射频CO2激光器的激励频率对辉光放电有着一定的影响。D.J.He和D.R.Hall在其论文中给出了以下的放电灰纹照片,如图2.3所示[22]。5MHz?(b)133MHz图2.3不同频率下放电区的辉光照片[22]
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