與雷射有關的光學元件與原理 電磁波在介面的反射 (Reflection) 與折射 (Refraction)

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1 與雷射有關的光學元件與原理 電磁波在介面的反射 (Reflection) 與折射 (Refraction)
司乃耳定律 (Snell’s Law) 反射係數 (Coefficient of Reflection) 與反射率 (Reflection Rate) 全反射 (Total Reflection) 布魯斯特角 (Brewster Angle) 雷射管設計 多層膜 (Multi-layers) 鏡面設計 光波極性控制 雙折射晶體 (Birefringence Crystal), 稜鏡 (Prism Polarizor), 半波鏡 (Half-wave Plate), 法拉第旋轉器 (Faraday Rotator), Pockel Cell 光波長選擇器 稜鏡 (Prism), 光柵 (Grating), Fabry-Perot 干涉儀

2 雷射以及其發展過程 雷射特性 電磁波譜 光的二元性 (Duality) 球面波 (Spherical Wave)
同調時間 (Coherent Time) 同調長度 (Coherent Length) 光子概念 (Photon) 量子能階 (Energy Level) 與能階躍遷 (Transition) 的概念 基態 (Ground State) 與激發態 (Excited State) 自發輻射 (Spontaneous Emission) 誘發輻射 (Stimulated Emission) 愛因斯坦關係式 (Einstein Relations) 能態生命期 (Lifetime)

3 光訊放大 雷射介質的光吸收 (Absorption) 與放射 (Emission) 光增益 (Gain) 與損失 (Loss)
波茲曼分佈 (Boltzman Distribution) 愛因斯坦關係式 (Einstein Relations) 居量反轉 (Population Inversion) 三與四能階系統 (Three or Four-Level System) 二能階系統 (Two-Level System) 活化雷射介質的方法 光激法 (Optical Pumping), 放電法 (Electrical Discharge), 化學反應法 (Chemical Reaction), 氣體動力法 (Gas Dynamic), 電偏壓法 (Voltage Bias) 光增益的量測

4 光學共振腔設計 何謂光學共振腔 (Optical Resonator)? 為何又稱為光學振盪器 (Optical Oscillator)?
光學共振腔設計如何分類 ? 並比較其優缺點 . 如何設計穩定共振腔 (Stable Resonator)? 共振腔中使用的鏡片 : Total Reflector & Output Coupler , 其特色與規格要求為何 ? 根據光學原理 , 穩定共振腔中電磁波可存在的數學形式為何 ? 共振腔中橫軸振動模式 (Mode) 以TEMmn表示 , 試寫出 TEM00 , TEM10 , TEM20,的數學形式 . 並畫出其截面圖形 . 非穩定共振腔 (Unstable Resonator) 的使用時機為何 ? 環狀共振腔 (Ring Resonator) 的特性與運用時機為何 ?

5 雷射輸出波長與時間控制 簡介控制雷射輸出波長的方法 : 分佈函數 (Distribution Function) 與以下譜線寬化
選擇性鍍膜 (Coating) , 錂鏡法 (Prism), 光柵法 (Grating) 分佈函數 (Distribution Function) 與以下譜線寬化 (Line Shape Broadening) 機制的關係為何 : 都卜勒 (Doppler) 寬化 , 碰撞 (Collision) 寬化 , 生命期 (Lifetime) 寬化 解釋何謂均勻 (homogeneous)寬化與非均勻 (inhomogenous) 寬化 如何控制雷射單頻輸出 (Single Frequency Output) : 雙重光腔法 (Dual Resonator) , 法布里-培絡 (Febry-Perot) 干涉儀 介紹產生脈衝雷射的機制 : Q調制 (Q-switch) , 鎖模 (Mode-Locking)

6 各型雷射介紹 氣體雷射 (Gas Laser) 原子雷射 : 氦氖雷射 固體雷射 (Solid State Laser)
離子雷射 : He-Cd 離子雷射 , Ar+ 雷射 分子雷射 : 二氧化碳雷射 , 氮氣雷射 , HF雷射 , Eximer (ArF, XeCl, Ar2*, Kr2*, Xe2*) 雷射 固體雷射 (Solid State Laser) 半導體雷射 (Semiconductor Laser) 紅寶石雷射 (Ruby Laser) 銣離子雅各雷射 (Nd:YAG Laser) 液體雷射 (Liquid Laser) 染料雷射 (Dye Laser)