研究生: |
蔡錦俊 CAI, JIN-JUN |
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論文名稱: |
二氧化碳雷射射頻光阻抗穩頻研究 |
指導教授: |
施宙聰
SHI, ZHOU-ZONG |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
理學院 - 物理學系 Department of Physics |
畢業學年度: | 77 |
語文別: | 中文 |
中文關鍵詞: | 二氧化碳雷射 、二氧化碳 、電射 、光阻抗效應 、光阻抗 、光譜 、光 |
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本論文製作了兩個射頻振盪線路來研究二氧化碳光阻抗效應,此振盪線路提供足夠的
能量使二氧化碳氣體能在低的氣壓下放電,並且當二氧化碳分子能階分佈改變時能很
靈敏的被偵測到,當我們將二氧化碳雷射光引進放電管中,我們能清晰地得到二氧化
碳的光阻抗光譜,若在放電管後方放置一個反射鏡將雷射再反射回放電管中,則我們
可以得到無都卜勒(Doppler-free)效應的蘭姆凹陷(Lamb dip),由這個無都卜勒
效應的蘭姆凹陷,我們可以在雷射腔外將雷射的頻率鎖定,雷射頻率的穩定度可以很
容易地達到2x10-9以上。
兩個射頻振盪線路可別是用真空管(CCA6AQ5A)和固態電晶體(NEC2S-C1909 )做成
的,其頻率約為25MHz ,能使二氧化碳在約1mTorr到2.3 Torr的氣壓下放電,當二氧
化碳雷射照射進放電管中時,由於放電管的光阻抗改變,提供放電能量的線圈阻抗也
因改變,於是我們可以從振盪線路上測出此變化量的大小當做光阻抗的訊號。
因為射頻放電比直流放電可以在更低的氣壓下發生,所以可以減少因氣體壓力所引起
的壓力擴張,而且在放電管中沒有電極,所以不會有電極濺射引起的雜訊,也適合做
稀有氣體和易於與電極作用的氣體的光阻抗研究,用射頻放電來做光阻抗效應具有方
便,花費少,不需高壓電源供應高,不需其它的光學偵測器和冷卻設備,而且有更好
的訊噪比等好處。
本實驗用的雷射是Edinburgh guide CO2 雷射,能量為3.4 瓦,本實驗分析了純二氧
化碳和二氧化碳與氮氣同比例的氣體在不同壓力下的光阻抗效應大小,了解了何種條
件是最好的操作條件。