二、CO2激光器的工作原理
在CO2激光器的放电管内充有CO2、N2、He等混合气体，其配比和总气压可以在一定范围内变化(一般是：CO2：N2：He＝1:0.5:2.5总气压为1066.58Pa)。任何分子都有三种不同的运动形式：一是分子里的电子运动，决定着电子能态；二是分子里的原子振动，即原子围绕其平衡位置不停地作周期性振动，这种运动决定了分子的振动能态；三是分子的转动，决定着分子的转动能态。CO2激关器就是利用CO2分子的振动和转动能级间的跃迁来产生激光的，激光波长为10.6μm。利用气体放电泵浦方法向CO2气体分子注入能量，使放电管中CO2分子达到反转分布状态：将直流电压的两输出端分别接到放电管的两电极上，当不加电压或电压很低时，两电极间的气体完全绝缘，内阻为无穷大，没有电流流过；随着电压的升高，气体中开始有带电粒子移动，气体的内阻开始减小，当达到某一电压值时，内阻急剧减小，电流迅速增加、气体被击穿、放电开始，这一电压值叫做着火电压；放电管中的气体被击穿放电后，电流增长、气体中载流子增加、激光放电管的内阻下降、又进一步引起电流的增加，这一过程反复进行，放电管呈现负阻效应，为了使放电能够稳定地工作在放电管电流—电压特性曲线的某一点上，在放电管的供电电路中采取了限流措施。放电管放电时，在混合气体中，N2分子与电子碰撞、获得的电子能量而被激发，而在N2分子与CO2分子碰撞时又把它从电子获得的能量转移给CO2分子，使CO2分子被激发，有利于激光的产生；管中的He气有冷却作用，可以阻止CO2气体温度上升，同时还可以使激光下能级减少，提高激光器的效率。
三、CO2激光器的故障
CO2激光器是光、机、电一体化结构，其中哪一方面出现异常都会影响其余方面，所以故障现象往往是错综复杂的综合故障的反应。从以下三个方面对CO2激光器的故障进行研讨。
1.无激光输出
这是CO2激光器在使用中出现频率最高的故障，应从三个方面进行故障分析和检查。首先检查高压供电电路，因该机的直流高压电源高达到24kV。利用面板上的开关旋钮、指示灯及相应的电压表对故障进行分析判断；在断电的情况下测量高压供电电路是否有断路；确认高压变压器本身是否正常；对负责调整输出电压的可控硅及其触发电路进行测量、检查；在通电情况下用量程大于30kV的高压表测量直流高压电路输出的电压数值。根据笔者的调查统计，直流高压供电电路故障导致无激光输出的故障占该类故障总数的60%以上。其次检查光路仔细观察导光臂固定座的中心轴与CO2激光管的中心轴是否重合(应重合)；CO2激光管的固定卡环是否松脱；激光管输出侧的平凸镜位置是否正常；输出窗是否清洁。最后检查激光管，如激光管放电正常，但无激光输出，可能是激光管两端腔片损坏或输出窗被遮盖；激光管有不正
常的放电，无激光输出，可能是激光管中阳极或阴极损坏，或管中的工作气体被杂质气体所污染；激光管无放电，也无激光输出，则可能是阴极损坏或老化而不能发射电子，阴极或阳极引线封结处玻璃炸裂或激光管两端腔片粘结处漏气，空气进入激光管，从而激光管无法放电。
2.激光输出弱(强度大大低于正常值)
此类故障的原因甚至比无激光输出故障更难分析和检查，仍需从直流高供电电路、激光光路、激光管本身三个方面进行，而且在整个过程中更强调指标的定量。检查电源电压的数值是否正常；旋动激光功率微调旋钮，看毫安表的数值能否灵敏地连续变化(在激光功率选择开关处于不同位置时分别进行)；激光管的检查包括外观结构观察、光路各环节的正确位置、计算激光管的累计工作时间(激光管老化后效率下降，输出变小)。
3.保护电路故障
一般有四种保护电路，哪一种发生故障，激光器都停止工作。
过流保护电路，防止激光管因电路故障引起辉光放电电流过大而使电极损坏或电极线密封处炸裂(一旦炸裂，后果严重)，工程技术人员对该保护电路应采取定期的预防性维修，被动性维修(即发生故障后才去维修)的方式不可取。
断水保护电路，CO2激光器工作时会产生大量热量，循环冷却水必须对激光管降温，水路不通时，激光管的直流高压被切断。加压泵工作不正常和水位开关接触不良是此类故障的主要原因。断水保护电路的检查是经常性的工作，不容忽视。
安全保护电路，主要由机柜上的门开关组成，为的是保证操作者和患者的安全。因机内有高达24kV的高压。故障原因大多是门开关处接触不良或门装的位置不正。
电源锁开关的保护，为防止非操作和维修人员对机器通电。故障往往由锁开关本身损坏引起，断电情况不用万用表测量即可判断其通、断是否正常。
激光谐振腔的调整步骤如下： 检查基準光源
红色的半导体激光是整个光路的基準，必须首先确保其準确性。用一个简易的高度规检查红光是否与光具座导轨顶面平行，幷处于光具座两条导轨间的中心綫上，如出现偏差，可以通过6个紧固螺钉进行调整。调整好后注意再检查一遍所有紧固螺钉是否已经完全拧紧。 调整输出镜(输出介质膜片)位置
调整输出镜前，应将装有YAG棒的聚光腔拿开，以免因光路中YAG棒的折射偏差影响调整的準确性。 输出介质膜片的準确位置应该是使红光位于其中心位置幷能将红光完全反射回红光的出射孔，否则应通过膜片架的旋钮进行仔细调整。注意调整完后应将膜片架调节旋钮上的锁紧圈完全锁紧，确保其位置的稳定性，然后再一次检查其反射光的位置是否保持在原位。 检查YAG棒的安装位置
用透明胶纸分别贴在YAG棒套的两端，观察红光光斑是否在两个棒套管的正中间位置，如有偏差，应通过调整聚光腔的位置加以修正。然后观察YAG棒的反射光位置，应与红光的出射孔重合，否则在兼顾红光尽可能保持在棒套管中心位置的前提下调整聚光腔的位置，使反射光儘量与出射孔靠拢，至少应保证调整到与出射孔的偏差小于1mm 。 调整全反镜(全反介质膜片)位置
第一步：检查红光是否在介质膜片的中间位置，否则应调整介质膜片架的安装位置使红光在介质膜片的中心。
第二步：粗调介质膜片架旋钮，使红光反射回出射孔。
第三步：开启激光电源，将电流调至200A左右，脉宽调整到约2ms，重复频率调整到0Hz ，踩一下脚踏开关使脉冲氙灯闪光，此时用完全暴光的全黑像纸放在输出镜前，可以观察到有激光输出，反復调整膜片架的两个旋钮，使输出光斑最圆且均匀，然后逐渐降低电流至120A左右，进一步反復仔细地微调旋钮，尽可能使打到像纸上的光斑最圆且最强部分集中在光斑中心。
第四步：检查激光是否与红光重合，将像纸固定在激光输出镜的前端幷儘量远离输出镜的位置，发出一个激光脉冲，观察像纸上的光斑中心是否与红光中心重合，如不重合，可以微调输出镜和全反镜，使光斑与红光重合，然后再将像纸固定在离激光器输出镜800~1000mm的地方，再次检查光斑是否与红光重合。如能较好地重合，激光器即调整到了最佳状态。
第五步：锁紧各个调节旋钮，再一次检查像纸上的光斑是否良好，幷与红光同轴。否则应重新调整。 检查光闸的位置
人工旋转反射镜片支架，将光闸推至挡光位置，观察红光是否在镜片的中间，其反射光是否位于光束终止器中心的吸收锥体上，如位置不正确可稍加调整，最后，应特别注意仔细检查一下光闸反射镜片是否清洁，受污染的镜片在使用中很快会炸裂。 至此激光器部分的调整工作即告完毕。
