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大氣壓橫向放電氮氣雷射特性研究
Thesis

大氣壓橫向放電氮氣雷射特性研究

張蘇耀
Masters, National Tsing Hua University
1987

Abstract

大氣壓氣壓橫向放電放電氮氣雷射氮氣雷射
賀爾德於一九六三年首先研究出了氮氣雷射。但最初因採縱向放電大式激發氮分子,因此工作氣壓很低,導致輸出功率亦低。於是里諾和傑利於一九六五年發展出橫向放電雷射管使得氮氣壓得以提高,而尖峰功率也可達到百萬瓦。由於氮氣雷射的輸出光波在紮外光區,因此常被用來激發輸出的光頻率可調的染料雷射。此篇描述一個自製的布魯林電路激發的橫向放電大氣雷射及輸出特性。雷射的光輸出導因於氮分子中電子能階間的躍遷。輸出光束的能量與充電電壓及電極間距成正比。實驗所得最高脈衝能量為約一百微焦耳。由於上能階的生命期遠低於下能階,所以氮氣雷射不可能輸出連續的雷射光。在製作技術方面,利用預電離以獲得均勻穩定的輝光放電同時也採用行波激發方式使雷射光輸出更具單向性及相干性。若在雷射腔一端加一全反射鏡則可改善雷射光束品質,同時輸出能量亦幾為兩端輸出的和。此雷射的重覆運作可達十赫芝。輸出能量隨重覆率的增加而下降,但當氣體流速變快時,能量下降的情況較不嚴重。所測到的雷射光譜頻寬受制於攝譜儀本身的解析度。一個雙組等長的電極組合雷射其相對較出能量可以藉改變電極距離而調整。在並聯組合中,兩道雷射光有一次毫微秒的時間延遲,而在串聯組合中兩道光束的時間差約在拾幾毫微秒左右。

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