二氧化碳是典型的分子雷射,而且應用相當廣泛的一種雷射器件,它具有許
多顯著的優點,如它的能量轉換效率高,輸出功率也相當高,在目前的工業
、國防、醫療及科學研究等方面,二氧化碳雷射都有重要的應用和發展。
二氧化碳雷射的激發技術,依頻率的高低,有四種不同的方式:一、直流激
發 二、交流激發 三、射頻激發 四、微波激發。我們採用的是以射頻橫
向激發方式,在連續波(CW)和脈衝(pulse)下,使雷射器件產生雷射功率輸
出。本實驗的主要目的為由有關射頻激發及高頻匹配電路等的理論建立一
套橫向式射頻放電激發的二氧化碳波導管雷射系統,經由實際的實驗過程
和結果,探討它的特性。本論文的內容包含了理論、實驗描述及結果等部
份。在理論部份歸納一些基本的二氧化碳分子能譜特性、中空波導管的傳
輸、波導共振腔的種類。另外也描述了射頻放電的激發機制、放電管的等
效電路及阻抗匹配電路的計算。實驗部份敘述我們雷射本體結構的選擇及
改進、冷卻系統、阻抗匹配電路的研究及製作、雷射整體與測量系統。最
後是我們在不同的工作條件下,由實驗所測得的數據,並由相關的文獻與資
料,討論它的結果。本實驗成功的由簡單的材料(玻璃與鋁合金等)及構造,
在橫向式射頻激發下產生雷射輸出,雖非首創性,但由實驗所得的經驗和了
解,卻是我們以後從事更進一步實驗很好的基礎。