Abstract
拜近幾年來固態雷射與非線性晶體蓬勃發展之賜，我們建立了一套窄線寬的中紅外可調雷射光源。此紅外光的產生是結合一1.2 W、波長1064 nm的摻銣釔鋁石榴石(Nd:YAG) 雷射與一輸出功率大於1 W、波長760~870 nm的鈦藍寶石 (Ti:Sapphire)雷射光，經一非線性晶體--準相位匹配週期反轉鈮酸鋰晶體 (QPM PPLN: quasi-phase matching periodically-poled LiNbO3)產生兩入射雷射的頻率差(DFG: Difference Frequency Generation )的中紅外光，其功率可達1.3 ~ 1.7 mW，其波長範圍涵蓋2.66 ~ 4.77 μm。藉由雷射頻率鎖在碘分子的超精細結構 (hyperfine structure)上，我們可以得知中紅外光的頻率，其不準度是由碘分子躍遷譜線的不準度所限制的。在780 ~ 810 nm，碘分子的頻率誤差< 100 kHz，中紅外光的波長在2.92 ~ 3.48 μm處，其頻率不準度可小於1.1 MHz。而在760 nm附近，碘分子躍遷的不準度較大約為30 MHz，使得中紅外光頻率的不準度變高。在本論文中，我們利用此DFG光源測量CO2分子在中紅外波段 (10011)-(00001) 譜線的飽和吸收光譜，其躍遷頻率誤差小於1 MHz。若以此CO2譜線對差頻光源鎖頻，則可以改進760 nm處碘分子躍遷頻率不準度至1 MHz 以下。