Tunable $CO_2$ Laser for FIR Laser Pumping

원적외선 레이저 펌핑용 가변파장 $CO_2$ 레이저

  • 진윤식 (서울대학교 원자핵공학과) ;
  • 정기형 (서울대학교 원자핵공학과) ;
  • 이헌주 (제주대학교 에너지공학과)
  • Published : 1990.09.01

Abstract

A Continous wave tunable $CO_2$ laser which is the slow axial flow type was construccted for the optical pumping of methyl alcohol ($CH_3OH$) laser. The reflective grating of 100 grooveslmm and 10.6$\mu\textrm{m}$ blaze wavelength was used to select wavelength. We have investigated continous outpu: power characteristics, and then have compared tuned output power profile with the gain curve of $CO_2$ laser. The optimum condition for maxium power was found at the gas mixing ratio 1 : 3 : 10 for $CO_2: N_2$ and He. under this condition the flow rate, pressure of lasing gas and discharge current are 9.5 llmin. 14 torr, and 55 mA respectively. The maxium output power was 55 Wlm. Output power of single wavelength operation was measured on 60 individual rotation vibration transitions in the P and K branches of the 9.5$\mu\textrm{m}$ band and 10.4$\mu\textrm{m}$ band in $CO_2$. The output power profile obtained from each band is well consistent with the gain curve of $CO_2$ laser and maxium tuned output power was 20 watt.

메틸알코올 레이저의 여기용으로 저속축류형의 가변파장 $CO_2$ 레이저를 제작하였다. 파장가변은 ZnSe Brewster 창과 반사 회절격자를 사용하였으며, 반사 회절격자는 Blaze wavelength 10.6$\mu\textrm{m}$, 100grooves/mm 인 평면형이다. 실험은 $CO_2$ 레이저의 연속발진 출력특을 살펴보고, $CO_2$ 레이저의 전 발진구간을 파장가변시켜 얻어진 출력분포를 $CO_2$ 레이저의 이득 곡선과 비교하였다. 연속발진 출력은 기체 혼합비 $CO_2: N_2$ : He=1:3:10, 전류 55mA, 압력 14 torr 일 때 100W를 얻었다. 가변된 파장은 10.4$\mu\textrm{m}$ 영역의 R(6)-R(38), P(6)-P(36), 9.4$\mu\textrm{m}$ 영역의 R (10)-R(32), P(10)-P(38)의 약 60여개의 회전선이 발진함을 확인하였고, 이 때의 파장은 9.3295$\mu\textrm{m}$에서 10.7648$\mu\textrm{m}$까지 변화하였다. 각 영역에서 얻어진 출력분포는 $CO_2$ 레이저의 이득곡선과 잘 일치하였고, 최대 출력은 20W 정도였다.

Keywords

References

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