連續波橫向二氧化碳雷射模型的研究

Abstract

在本論文中，我們提出連續波橫向放電二氧化碳雷射理論模型的研究。並且用電腦模 擬此一理論模型，分析橫向二氧化碳雷射的各種性質。 我們利用雷射的時率方程式，流體力學和熱力學上的基本方程式來描述整個雷射系統 。經由起始設定的電子激發率，混氣比例，總壓，氣體溫度和流速，可以求得小信號 增益及光飽和強度沿著氣流方向的分布，我們並且可以求得總輸出功率和這些參數的 關係。這些理論結果與實驗結果互相比較，驗證理論的可靠性並了解此橫向放電二氧 化碳雷射的各項性質。 本篇論文共分五章。第一章導論，簡述二氧化碳雷射理論的歷史沿革及描述本篇論文 提出的方法。第二章提出理論模型，說明如何從時率方程式及熱平衡方程式推導小信 號增益及光飽和強度沿氣流方向的分布。第三章說明數值分析的方法，及一些參數的 設定。第四章結果與討論，改變一些系統的外在參數，例如混氣比例，總氣壓，流速 及放電電流，求得小信號增益及光飽和強度的分布，並且求得總輸出功率。這些理論 結果與實驗分別討論比較。第五章結論及未來發展方向。此外，在附錄A 中，我們求 出小信號增益及光飽和強度，簡化而得的解析表示式：附錄B 中，附上電腦模擬的程 式。