Abstract
此篇論文描述一個自製的氮氣雷射系統，包含布魯林（Blumlein）泵浦系統以及觸發脈衝電路，藉由改善、調整硬體結構並在一大氣壓下使用橫向激發的方式，產生譜線位於337.1 nm的脈衝輸出。1963年，Heard[1]首先利用快速放電於氮氣中研究出氮氣雷射，最初因採用縱向激發的方式，輸出功率較低。1965年Leonard[2]和Gerry[3]發展出橫向激發的方式，此後各式各樣的設計紛紛出現。由於氮氣雷射高能階之生命期遠低於低能階的生命期，居量反轉只能於短時間維持，故為脈衝輸出。但因其瞬間增益甚高，利用脈衝放電裝置，可產生位於紫外光區，尖峰功率甚高的超短脈衝。製作技術方面，我們以鋁為放電電極以及儲能電容的材料，並以壓克力覆蓋其上，以構成雷射腔管，因在一大氣壓下操作，故腔管不需特別密封。火花隙方面，也以鋁及壓克力而構成，由於整體結構簡單，沒有嚴格的設計限制，在很多方面都可看見其應用。例如工程上用短脈衝雷射訊號來量測距離、半導體的超快光學研究、IC製造的光蝕刻罩膜中應用氮氣雷射做光源，拉曼光譜、光化學、高速照相術、光纖訊號量測等。醫學或是生物學上也有很多應用，例如可當作激發物質產生螢光的光源。環境保護工作中用於探測大氣污染，農業上以雷射培育農作物種子等。而由於染料雷射於紫外光區的寬廣吸收特性，故又可用於染料雷射的泵浦。本篇論文依序對氮氣雷射能階時率方程式、泵浦系統加以理論分析並製作雷射主體與觸發電路且針對輸出能量、脈衝寬度、輸出功率來量測。實驗中藉由調整各項硬體結構，以求能獲得最好的輸出能量及功率，經量測可得輸出能量約為550 uJ、脈衝寬度約為1.6 ns以及峰值功率約為340 KW的雷射。