Abstract
543.5nm 內鏡式雙縱模綠光氦氖雷射穩頻之研究本研究之目的是希望以簡單的電子控制線路, 來發展出一種方便又經濟的綠光氦氖雷射穩頻方法, 以期建立氦氖雷射的543.5nm 綠光標準輸出譜線。氦氖雷射輸出的頻率漂移現象，主要是來自雷射管本身的膨脹或收縮。導致雷射管脹縮的因素很多，其中之一是放電電流大小的必變。所以，我們可以設計一個電子線路來控制放電電流，進而控制雷射腔長及輸出光的頻率。首先讀取功率差值e,再經由一比例積分(PI)控制線路將此差值適當的放大與積分後回饋控制放電電流，或通過加熱帶的電流，迫使差值e 維持定值。一般都把差值e 設定為零，此時兩模功率相同，且位在對稱於氦氖雷射增益曲線中心的兩個位置上，於是輸出光頻率就被穩住了。運用這種方式所做的頻率穩定度(?10 ), 約可比不做穩頻時的穩定度(?10 )要好上兩個數量級。對於一些商業用途或基礎精密量測，這樣的效果已足敷使用。影響此種方法所得的頻率穩定度的主要關鍵，在PI控制線路的增益(gain)及時間常數(time constant) 的選取。P 用來將e 維持在零，而I 則是修正長時間的頻率漂移。選擇一組適當的增益及時間常數值，不僅能使差值很快回到零，即頻率很快地穩住。同時亦能預防長時間的頻率漂移，由此可見其重要性。回饋放電電流通常穩定度短時間?3×10,最好的一次則有?1×10,回饋加熱帶則約為1.3×10,若要再改進頻率穩定度建議應改良盜控的效果，也許可再提高一個數量級，若要求更高的穩定度，則此法已不適合需另謀其他方式來嘗試，例如利用碘蒸氣的吸收譜線來做穩頻，穩定度約可提高至10 甚至更高。