實驗結果與討論

實驗的過程中分別使用了曲率為 2000mm, 250mm, 50mm 反射率 為 97%的 1060nm 輸出鏡，並且搭配不同的腔長，將雷射輸出功率調 至最高，並記錄其電流與能量的曲線分布。藉由輸出鏡曲率的改變可 以 發 現 在 雷 射 功 率 的 輸 出 上 也 有 所 不 同 ， 實 驗 中 分 別 更 換 曲 率 為 2000mm、250mm、50mm 的輸出鏡，發現在曲率為 250mm 輸出鏡的 架構底下，可以得到最佳的輸出功率 8.0W，圖 2-8 至 2-10 為搭配不 同曲率的輸出鏡所得到最佳的功率輸出。

Pumped Current (A)

18 20 22 24 26 28 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8

IP Curve of Power Optimized for 50mm Cavity Length Output Coupler: ROC 50mm, HR@1064nm, R=97%

圖 2-8 使用曲率為 50mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置為 50mm，所得到的 1060nm 雷射輸出功率為 7.03W。

Pumped Current (A)

18 20 22 24 26 28 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8 10

IP Curve of Power Optimized for 50mm Cavity Length Output Coupler: ROC 250mm, HR@1064nm, R=97%

圖 2-9 使用曲率為 250mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置為 50mm，所得到的 1060nm 雷射輸出功率為 8.0W。

Pumped Current (A)

18 20 22 24 26 28 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8

IP Curve of Power Optimized for 50mm Cavity Length Output Coupler: ROC 2000mm, HR@1064nm, R=97%

圖 2-10 使用曲率為 2000mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置 為 50mm，所得到的 1060nm 雷射輸出功率為 6.7W。

接下來再固定以 50mm、250mm、2000mm 為曲率的帄凹鏡當輸 出鏡，只改變雷射腔的腔長，並將各個腔長的輸出功率做統計比較，

實驗結果發現使用曲率 250mm 的帄凹鏡，並且腔長設置為 50mm 時，

所得到的輸出功率為最高 8.0W。圖 2-11 至 2-13 為改變不同雷射腔長 所得到之最佳功率。

Pumped Current (A)

10 15 20 25 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8

Cavity Length 30mm Cavity Length 50mm

圖 2-11 使用曲率為 50mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置為 30mm 及 50mm，所得到的 1060nm 雷射輸出功率，分別 為 7.4W 與 7.03W。

Pumped Current (A)

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8 10

Cavity Length 25 mm Cavity Length 50 mm Cavity Length 100 mm

圖 2-12 使用曲率為 250mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置 為 25mm、50mm 及 100mm，所得到的 1060nm 雷射輸 出功率，分別為 7.8W、8.0W 和 7.8W。

Pumped Current (A)

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Average Output Power (W)

0 2 4 6 8

Cavity Length 50 mm Cavity Length 25 mm

圖 2-13 使用曲率為 2000mm 的帄凹鏡當輸出鏡，共振腔長設置 為 25mm 及 50mm，所得到的 1060nm 雷射輸出功率，

分別為 6.8W 和 6.7W。

在實驗當中，我們發現如果使用曲率半徑為 50mm 的輸出鏡，會 容易產生高階的模態，造成在雷射的共振當中，其模態間的交互作用 會使功率降低；而如果使用曲率半徑為 2000mm 的輸出鏡則因為曲率 半徑過大，不易產生共振，因此要產生雷射相當不容易， 並且此系統 不 容 易 調 整 ， 導 致 雷 射 的 輸 出 功 率 也 十 分 不 穩 定 ， 因 此 曲 率 半 徑 為 250mm 的輸出鏡將會是較好的選擇。而本實驗的另一個重點，雷射腔 長也會影響其雷射輸出的功率，如果雷射腔長 架設的越長，則越容易 有熱效應的產生，以致二極體雷射在高功率輸出的時候， 1060nm 雷 射的輸出能量無法呈現線性，輸出功率會趨近於帄緩的狀態，無法再 有效的爬升。

經由統計這些實驗結果並分析之後，我們發現 此實驗架構使用曲 率為 250mm，1060nm 反射率 97%的輸出鏡可以得到最好的模態匹配 (Mode Matching)，並且搭配雷射腔長的選擇，可以使光激發式半導體 雷射系統輸出最高的能量到達 8.0W 的 1060nm 雷射輸出，因此我們也 鎖定曲率半徑為 250mm 的輸出鏡做為之後的實驗架構，進行更深入 的研究。