Blumlein 회로에 의한 초복사성 질소 Laser의 제작 및 특성에 관한 연구

Abstract

Blumlein전송회로를 이용한 횡여기 방식을 UV질소laser를 설계하고, 국내에서 제조된 전자회로용 양면기판(Copper-epoxy/glass-copper)을 사용하여 제작하였다. 질소laser에 관한 이론은 Dicke의 초복사성, 그리고 이미 알려져 있는 질소분자에 대한 전자충돌 이온화와 여기 단면적에 근거를 두었다. 펄스형 방전 및 여기의 질소laser의 제작과 함께 다음의 세가지 특성을 조사하였다. 첫째로, laser발진의 최적 조건을 구하기 위하여 laser출력이 큰 세 변수, 동작전압 V, 기체압력 P, 그리고 전극간격 d에 따르는 상대적인 출력을 PM-tube(Photomultiplier-tube)를 이용하여 얻었다. 둘째로, laser동작의 근본이 되는 laser cavity에서의 glow discharge의 특성을 보통 널리 사용되고 있는 사진촬영용 35mm camera를 사용하여 조사하였다. 마지막으로 laser광의 중요한 특성들중에 하나인 발산성(diverqence)을 촛점거리 11.5cm인 lene의 촛점면에서 laser광의 크기를 측정하는 방법으로 조사하였다. 파장이 3371A˚의 자외선인 이 laser광의 수평방향 발산성은 4.7m-rad이고, 수직방향은 0.9m-rad이다. laser cavity는 길이 86cm, 너비 7.5cm로 E/P＿～110 V/cm- torr에서 최대출력을 낸다.;An ultra-violet nitrogen-laser has been designed, constructed and transversely excited using a Blumlein transmission line made of a laminated copper-epoxy / glasscopper of square configuration. The theory is based upon Dicke's superradiance and upon the known electron impact ionization and excitation cross sections for the nitrogen molecule. Following three characteristics of transmission-line pulsed-discharged excited nitrogen laser, have been investigated. At first, experiment to find the optimum condition for the laser was carried over various parameters such as applied voltage V, gas pressure P, and electrode gap distance d using photomultiplier tube. Secondly, the behavior of glow discharge in the laser cavity was investigated by an ordinary 35mm photographic camera. Finally, the divergence, one of the important properties of the laser beam, was obtained from photographing the laser beam in the focal plane of a lens with the focal length f=11.5cm. The laser radiation has a wavelength of 3371A˚, and a beam divergence along the horizontal direction 4.7m-rad and along the vertical 0.9m-rad. The laser cavity is 860mm long and 7.5mm wide, and gives a maximum power output at about 110 V/cm-torr which is the value of optimum condition of E/P for the nitrogen laser constructed in my experiment.