單脈沖爆炸能量的大小隨所充氣壓之增大而增加，以上公式中皆假設氣壓力 為300 到 500torr。
圖十八 閃光燈脈沖爆炸能量的分比與閃光燈生命期的關係
閃光燈有兩個不同的失效模限。在較高的輸入能量範圍（0.2Ex到1Ex）閃光 燈的生命期受張伸張應力，封管強度，管壁材料剝除及崩裂而限制。此時閃光燈 生命期依照如下公式：
生命期＝（E/Ex）-β………（17）
β□8.5 對 d＞6mm β□14 對 d≧15mm
然而實驗的差異值頗大的，甚至有超過 Ex兩倍或更多的爆炸能量。以上的 生命期方程式最適合脈寬超過200μsec 的情況，有跡象顯示當脈寬小於 10μsec 時以上的估計可以說是過份樂觀的清其值應大大的減低。同樣的，如果尖畢功率 超過某些界限同時管壁剝落的現象發生時，以上的估計則也要降低。並且如果電 流上升大於100A／3μ 時，管壁的損害會很快的發生了。
在 低 輸 入 能 量 時 ，（ 即 ＜0.2Ex） 閃 光 燈 的 生 命 期 是 受 到 電 極 的 潑 濺
（Sputtering），施與陰極的衰損，及石英管壁的長期污染所影影。在此情況下，
有幾個方缺可以增加閃光燈的生命期：（1）把閃光燈以微小長時導通小電流方式 操作，（2）增加充氣壓力以減少電極的潑濺，（3）使電極及管壁有較好的冷卻。
管壁的剝落是由於內管壁在放電時其溫度超過了界限溫度，這是因為每一脈 沖發生時管壁內有瞬間的高尖峰功率發生之故。
充氪氣的閃光燈較充氙氣的閃光燈產生管壁剝落現象所需的尖峰功率較 低；並且氪氣閃光燈的從電能轉換成光能的效率較氙氣閃光燈來得低。所以使用 氪氣閃光燈時為了要達到相同的效益，通常管壁內會產生較高的管壁溫度，管壁
剝落現象也無可避免的會較厲命了。
對 450torr，的氪氣閃光燈，下表是一個減少管壁剝落增大閃光燈生命期的 最大尖峰電流：
管徑（mm） 尖舉電流（Amperes)
2 100 3 220 4 450 5 600 6 750 7 900
管內壓力大時尖峰電流可悄大，但管內壓力降低時則尖舉電流要降低。如充 氣由氙氣換成氪氣則尖峰電流值要減少20%左右。
此外如果閃光燈放電脈寬大於 2ms 時陰極會很決的衰壞掉，尤其又是高功 率的狀況下，唯有改變陰極材料或電極形狀才可改進。
VI、閃光燈的其他考慮因素
在高連續工作率及高操作功率狀祝下，小常通電流的操作情況呵以有如下的 好處（20）：
（1）較高的雷射效益。
（2）較大的閃光燈生命期。
（3）脈沖有較穩定的重複性及弧光形成較穩。
（4）可工作在更大的連續工作率。
圖十九顯示典型的小常通電流及假小常電流（Pseudo-simmer mode）操作方 式電路。小常通電流脈沖的操作是隨時維持一個小功率直流政電，電流從20mA 到 5A 左右，而真正的脈沖能量是由 SCR 控制放到閃光燈中。實驗得知，以小 常通電流方式操作其效益會增大20%或更多。其現象在小輸入能量時最明顯，而 到高尖峰電流狀況下其效應漸減，這是因為小常通電流弧光所產生的紫外輻射的 影響。
小常通電流操作閃光燈會增大雷射效益的原因可歸納是因為小常通電流使 弧光通路阻抗小且拘限在燈管的中央，這使主放電脈沖有較大的電流密度及較大 的效益。這點也可由小常通電流方式其連續輻射遠大於線性輻射證明。
在較低的連續工作率的狀況下，小常通電流頗浪費的。通常用一假常通電流 操作方式取代，如圖十九閃光燈如平常狀況觸發，但其放電電流先由一電阻R 控 制在50mA 之小值，約
圖十九 典型小常通電流及假常通電流電路
100μsec 到 200μsec 左右，然後電阻 R 為 SCR 短路再由真正主放電產生，
在此狀況下，效率曾達15～20%的增加。
小常通電流方式操作時，在固定電流下，電壓是電極工作函數的一個變數，
所以選擇閃光燈時要注意閃光燈是否要用在小常通電流方式下，否則閃光燈會過 熱。最好是如圖十中的電極，且電極材料要特別處理，這才會增加閃光燈的生命 期及穩定性。
第三種增加閃光燈輪出功率的方法是先小脈沖式的使閃光燈放電（21），
（Pre-pulsing），實驗證明其效果與小常通電流方式差不多，不過還要經過先放 電小脈沖高度，脈寬及延遲時間的優化。
閃光燈在高連續工作率下使營時要特別注意其恢復時間。如圖二十，當閃光 燈脈沖放電接由於放電時的不穩態離子的緩慢變化，閃光燈的內阻有一段延遲的
時間內會很小。此時如果 PFN 繼續充電，則閃光燈會有一大直流電流導通，這 可用振盪充電電路來防止，使充電電路在這段時間內不充電，或是在 PFN 線路 中設計自動停止放電的裝置以避免受閃光燈內阻減少而繼續導電的情況發生
（22）
。在放電頻率大於500Hz 以上，閃光燈的恢復時間是最大的困難因素。
圓二十 典型的閃光燈恢復時問曲線
另一限制閃光燈連續脈沖放電率的因素是閃光燈內部的聲頻振盪。高頻率放 電時的聲頻壓力波會使閃光燈的弧光中斷或打壞燈管（23）。改進的方法就是增加 閃光燈的內徑（24）或改變充氣壓力或增加小常通電流量。
在使用高頻率放電閃光燈時以石墨做管壁有較多的好處，尤其在小能量，液 冷式的雷射系統更有效。與石英來比其尖峰功率甚可大於兩倍以上，而閃光燈的 生命期尚不會受到影響。
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兩種雷射測距儀使用的激勵雷射閃光燈，其電極型狀的不同，與使用時之起 始放電弧徑、最大電流大小及發射光譜皆有相關連。而且更應注意的是閃光燈管 壁上所纏繞的觸擊發電位線，更有應用的奧妙，其間距大小、正負高壓驅動等更 是閃光燈發射光譜匹配與雷射輸出效益最重要因素。
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典型雷射測距儀使用的激勵雷射閃光燈，與雷射棒所組成的雷射腔照片。
閃光燈管壁上所纏繞的觸擊發電位線，其間距大小、正負高壓驅動等是閃光 燈發射光譜偏短波長(1)及偏長波長(2)，如下圖所示，使其匹配雷射棒吸收光譜 帶而影響到雷射輸出效益最重要因素。
閃光燈其電極型狀的不同，與使用時之起始放電弧徑、最大電流大小及發射 光譜皆有相關連。下圖示各類閃光燈其不同的電極型狀。
下圖示各類閃光燈其不同的電極型狀，所引起的起始放電電漿弧徑形成的結 果。
此外，閃光燈其外壁玻璃材料的不同，與使用時之閃光燈發射光譜穿透率、
雷射棒激勵光吸收及雷射效率皆有相關連。下圖示各類閃光燈其不同的外壁玻璃 材料的光譜穿透率。
另外閃光燈其內外徑壁的不同粗細，與使用時之閃光燈放電電流大小、閃光 燈待發細微電流大小、及閃光燈暴裂最大電流、雷射激勵效率等等皆有相關連。
下圖示各類閃光燈其不同的外徑壁玻璃的粗細，與使用時之閃光燈放電電流大 小、閃光燈待發細微電流大小、及閃光燈暴裂最大電流等之相關連表。
當然，閃光燈的應用最重要是激勵雷射。所以如何去驅動它放電發光，非常 重要。而且由於它是高壓氣體管，要用多少電壓才可以觸擊擊發動，它電漿形成 及放電電流大小、閃光燈發射光譜對雷射激勵效率等等皆有相關連。下圖是各類 閃光燈我們曾使用過之閃光燈驅動電路。
下圖是閃光燈放電的時序圖，我們不但可以看到單一閃光燈放電的脈衝，也 可以看到閃光燈放電的脈衝串，閃光燈待發細微電流大小等等，更重要的它的脈 衝率(PRF pulse repetition frequencies)更是鎖碼雷射的要素。
最後，我們擷錄重要測距導引雷射所用的閃光燈規格，以供參考應用。
(d) 雷射共振腔 Porro resonator
下圖是我們計畫中，雷射共振腔中所用到最重要雷射元件組，Porro prism pair，Porro 稜鏡組雷射共振腔。下圖，是 Porro 稜鏡元件的結構及功能示意圖。
我們也可以看到，當Porro 稜鏡元件是對稱的一對時，它的結構及功能示 意圖如下:
下三張照片是我們在實驗室所拍攝的雷射腔用Porro 稜鏡元件，它的實際照
片及功能結果照片。
事實上，Porro 稜鏡組成的雷射共振腔，有最重要的雷射共振腔特性，也 就是，它可以利用兩個稜鏡對角直線，相對的垂直夾角大小與雷射共振腔 內相位元件(phase plate)，組成偏極性的雷射光腔內輸出的可連續變化的輸 出率大小。這是商用，且尤其是軍品雷射使用時，優化調整雷射最大輸出 能量最有效的機制。另外 Porro 稜鏡組成的雷射共振腔，更重要的雷射共振 腔 特 性 ， 也 就 是 ， 它 的 兩 個 稜 鏡 組 成 的 雷 射 共 振 腔 ， 它 的 對 光 失 調 (misalignment)忍受度最大。由其用在軍品雷射使用時，要求雷射穩定性高、
對光失調忍受度大、以及長時間不要微調優化雷射輸出時，更需要用 Porro 稜鏡組成的雷射共振腔。
以下是我們就 Porro 稜鏡組成的雷射共振腔，做理論分析及實際架構雷 射輸出的量測優越點的結果報告。
基本Porro 稜鏡組雷射共振腔是如圖一所示的四個光學雷射元件所組 成：其中兩個 Porro 稜鏡是共振鏡片組，雷射棒是核心材料，以及一個偏極 分光雷射輸出光件。
Porro 稜鏡組共振腔，是由一對端反射面相對且平行的兩個 Porro 稜鏡 組成的。其中這兩個 Porro 稜鏡，是要依共振腔內偏極光相位的變化，而要 對應旋轉的。並由一個偏極分光片，做雷射輸出的導引。當然共振腔中還 要有雷射棒，以及可以做巨脈沖Q-值調制的 Pockels cell 光電晶材。Porro 稜 鏡組共振腔，最重要的優點是，它對共振腔光學元件的失調(misalignment) 有較大的穩定度(insensitivity) (1)。此外 Porro 稜鏡組共振腔，其他的優點還 有：更小的 diffraction loss，利用 Porro 稜鏡組端角線的轉動，可連續轉調 輸出導引比值(output coupling ratio) (2)。
在雷射的 Porro 稜鏡組共振腔架構中，靠左側第一個 Porro 稜鏡的端角 線，是調置於 X 軸的水平面上。而靠右側的第二個 Porro 稜鏡的端角線，
是調置於與 X 軸的 XZ 平面有一個δ角度， 其中 β 角是介於 0°與 90°間的數 值。且共振腔中其輸出穿透率值(resonator transmittance)，可由 Jones Matrix 乘式計算偏極光矩陣、Porro 稜鏡組矩陣、再一偏極光矩陣的方式計算：
Mprp = Mp Mr Mp