Abstract
由於頻率測量的準確度高於波長的測量; 同時因為同調性(coherence) 的穩定光源一雷射的來臨, 使得頻率的測量更顯重要。本論文旨在利用MIMD(Metal-Insulator-Me-tal Point Contact Diode)測量二氧化碳雷射序頻帶譜線的頻率。當雷射頻率高於4THz時, 其頻率之測量目前主要依告MIMD裝置。由於MIMD很好的非線性, 所以它可以做高階的多波混頻, 而不必受限於偵測器與計數器的工作範圍。而且MIMD的反應時間很快, 測量範圍可高過200THz。我們使用的MIMD結構為: 以直徑25μm,長約3mm 的鎢絲, 一端以電解腐蝕成30?50度的針尖角度, 插入直徑3mm 的鎳圓柱的氧化層內。鎳柱表面僅做拋光處理。關於MIMD的工作原理, 可分成兩部份: 一、以天線模型解釋它如何接收電磁波; 二、以電子穿隧(Electron Tunneling)說明它的I-V(電流對電壓) 的非線性導電效應。接下來我們測量MIMD的一些特性, 包括:I-V曲線, 以及MIMD電阻值與雷射功率對拍頻(beat)訊號及直流訊號的影響。以了解其特性, 並與理論預測作一比較, 同時作為拍頻測量的工作參考。最後將序頻帶與基頻帶雷射分別以RF-OG(Radio Frequency-Optogalvanic)Lamb-dip及CO 4.3μm飽和螢光技術穩頻後 (穩定度分別為10 與10 ),打入MIMD, 測量兩者之拍頻, 由已知的基頻帶譜線頻率, 算出序頻帶譜線的頻率。我們測得18條序頻帶譜線的頻率, 準確度約為500KHz。欲增加準確度, 我們須提高RF-OG Lambdip 穩頻的穩定度。而若欲量得更多的譜線，則我們可考慮打入微波或三支雷射混頻，以降低拍頻頻率，減少訊號的傳輸損失。或者加偏壓(約0.1?0.2V) 在MIMD上, 增加訊號的大小。