Abstract
二氧化碳雷射是典型的分子氣體雷射，是應用相當廣泛的一種雷射。它具有許多顯著的優點。它的能量轉換效率高，一般可達20-25%且輸出功率相當高。從結構設計的觀點，二氧化碳雷射有波導雷射....等類型。自從1964年，Marcatili 和Schmeltzer首先提出中空波導氣體雷射的概念之後，在1971年，Smith 實現了氦氖波導雷射器件，隔年，二氧化碳波導雷射也被發展出來。由於二氧化碳波導雷射具有低的繞射損失及較小的尺寸，使得其在9.2-9.7 和10.2-10.7 微米波長範圍內為一個簡潔的雷射光源，而且因放電管徑小，氣壓可增加許多，造成有較寬的調準頻率範圍，使得其在光譜學. 雷射通訊..等應用上很有發展潛力。在這裡，我們用管徑為1.8 毫米，長度為25厘米的Pyrex 玻璃管做波導管。在氣壓40 Torr 下，可得到1.4 W 多譜線的輸出功率。若利用刻痕數為150 條/mm 的Littrow 光柵，可得到從10P(14)到10P(28) 等不同波長的單譜線，而在10P(20) 譜線上，有1 W的輸出功率。在許多雷射應用中雷射輸出頻率的穩定性是一項重要的課題，因此雷射的穩頻技術有其發展性。自從1981年，Goldsmith 和 Lawler發現雷射輸出功率的變化，將造成雷射放電管阻抗跟著改變，此現象即為光阻抗效應 (optogalvanic effect)，或簡稱為 OGE 。在這之後，光阻抗(OG)訊號即被廣泛地用來做雷射穩頻的研究。我們利用OG的一階微分訊號當做誤差訊號，送到自製的穩頻控制電路來穩定二氧化碳波導雷射的頻率在譜線中心。頻率穩定度估計為11 MHz，而穩定頻率的連續調變範圍為210 MHz 。將來當元件設備及周遭環境改善之後，將可得到更完美的結果。相信本論文的研究結果，可促進往後的二氧化碳波導雷射穩頻的應用性。