Abstract
二氧化碳雷射為典型的分子雷射，在9.2-9.7與10.2-10.7μm波長範圍內為良好的雷射光源。由於它的高效率與高輸出功率，在學術研究與工業、國防、醫療等應用上，一直以來，相當地受到矚目與重視。而本論文的主要目的，即在於對射頻激發平板波導二氧化碳雷射的特性作研究。 本論文的內容包含了理論與實驗兩個部分。首先，我們闡述二氧化碳波導雷射的原理，包括二氧化碳分子的振動模式與雷射能態的關係，波導管與共振腔的耦合，以及雷射輸出功率的理論計算等。由於我們採用的是分段橫向式射頻激發方式，為了進一步掌握其操作特性，使得射頻功率傳送為最佳，我們也介紹了射頻激發放電的機制與阻抗匹配電路的原理。 其次，介紹實驗系統裝置與展示實驗成果。在實驗中，使用史密斯圖並經由計算，成功地設計出π型阻抗匹配電路，使得氣體壓力超過50Torr時，各段放電區仍然能夠均勻地放電。在實驗成果部分，得到脈衝寬度、氣體壓力、Duty Cycle、及輸出鏡反射率對雷射輸出功率的影響，與雷射輸出光模型式。在脈衝寬度200μsec、氣體壓力45 Torr、Duty Cycle 2 %、及輸出鏡反射率為80％時，得到雷射最高效率為13.25％。 使用簡單的材料，本實驗成功地建立出一套高效率的二氧化碳波導雷射系統。由於本系統尚有許多可以改進的地方，可以預期的是，不論是雷射輸出功率或效率，應該可以再進一步提升。