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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭宇峰
研究生(外文):Yu-Feng Cheng
論文名稱:橫向大氣壓放電氮氣雷射特性研究
論文名稱(外文):Study on the properties of transverse-electrode-atmospheric discharged N2 laser
指導教授:蕭憲彥
指導教授(外文):Prof. Sen-Yen Shaw
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:布魯林電路氮氣雷射橫向大氣放電預電離脈衝紫外光
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此篇描述一個自製的布魯林(Blumlein)電路激發的橫向大氣放電雷射及其輸出特性。由於氮氣雷射高能階的生命期遠較低能階短,粒子數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。
輸出光束的能量隨輸入的電壓增加而增加、隨輸入的氮氣壓力的增加而減少,輸出光束的脈衝寬度隨輸入的電壓及輸入的氮氣壓力增加而縮短。本實驗可以測得最高脈衝能量約為135μJ、最佳脈衝寬度約為1.38ns以及其峰值功率為70KW的脈衝輸出。
在製作技術方面,我們利用預電離以獲得均勻穩定的輝光放電。所測得的雷射脈衝寬度受制於示波器本身的解析度,若使用反應時間更快的偵測器與示波器,則雷射脈衝寬度的量測值會更好。若使用對紫外光穿透率較佳的石英鏡片取代雷射腔的載波片及在雷射腔內另一片玻璃片鍍上反射膜,則輸出的雷射能量可以增加約65﹪以上的能量。
若我們使用對紫外光穿透率較佳的石英鏡片取代雷射腔的載波片及在雷射腔內以一高反射的平面鏡取代另一片載波片,使其能量再作用,則輸出的雷射能量可以增加約65﹪以上的能量。即可以得到最高脈衝能量約為225μJ,以及其峰值功率為117KW的脈衝輸出。
隨著科技的發展,越來越多東西需要由功率高、脈衝短的雷射來輔助完成,氮氣雷射正符合這樣的條件,而且氮氣成本便宜又安全,若能在其品質的控管和穩定性上多從事研究,則氮氣雷射將是未來無論在產業或醫學上最好的輔助工具。

第一章 緒論
第二章 雷射產生的基本過程
2.1 光放大的基本過程-粒子數反轉(Population inversion)
2.2 粒子數反轉分佈獲得的方法
2.3 雷射振盪閾值(Threshold)
第三章 氣體放電的基本物理現象與氣體雷射的電泵浦過程
3.1 放電的類型
3.2 放電過程中的統計學參量
3.3 氣體雷射的電泵浦過程
3.4 放電的穩定性
第四章 氮氣雷射器件的工作原理與結構
4.1 氮氣雷射的工作原理
4.2 氮氣雷射器件結構
第五章 氮氣雷射實驗系統裝置
5.1 氮氣雷射結構設計
5.2 觸發電路設計
5.3 雷射輸出量測裝置
5.4 數值模擬電路分析
第六章 實驗結果與討論
6.1 輸入電壓對雷射輸出能量的關係
6.2 氣體壓力對雷射輸出能量的關係
6.3 輸入電壓對雷射輸出脈衝寬度的關係
6.4 氣體壓力對雷射輸出脈衝寬度的關係
6.5 氮氣雷射的峰值功率
第七章 總結

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