Abstract
若想從大氣壓橫向放電二氧化碳雷射獲得穩定的雷射輸出及較高的效率,其困難點在於主電極間均勻放電的形成。為了克服這個問題, 主電極的表面形狀及預電離的功能要良好。另外, 驅動電路及光學共振腔亦是影響雷射輸出的主要因素。二氧化碳雷射的介質由二氧化碳、氮及氦氣體所組成。經由實驗,我們瞭解何種混合氣最適合得到最高的雷射輸出。我們發現只有某些混合氣可以得到均勻放電。即使使用相同的主電極, 不同的預電離及驅動電路所適用的混合氣亦不同。我們期望二氧化碳的含量能增加,但其先決條件是氦氣的含量要多到足夠產生均勻放電。我們成功地製造出一構造簡單但功能良好的大氣壓橫向放電二氧化碳雷射。使用3個3.6nF的電容及二氧化碳比氮比氦等於1比1比3的混合氣, 在電壓20kV的條件下,我們得到功率為70kW及波形半高度寬為370 ns的雷射。當電壓在19kV到21kV之區間, 電極間放電情形及雷射能量輸出極為穩定。在整個實驗過程中我們花了大部份的時間來求取放電區間的均勻放電。我們試驗了多種混合氣對放電情形的影響; 改變了多種預電離結構以求取最好的預電離; 用了兩種驅動電路以瞭解能量的供應情形。最後我們終於試得一種最簡單但效率最高及穩定度最好的雷射。整個理論基礎, 實驗過程及結果, 加上未來的改進方向構成了本文的內容。