در این پایان نامه، رقابت بهره ی میان دو خط گسیلی (10p(20 و (20)9pاز لیزرهای co2 به گونه ای تجربی بررسی شد و وابستگی آن به پارامترهای لیزری مانند ولتاژ تخلیه، نسبت گازهای n2 و he و نیز اتلاف خروجی اندازه گیری شد. برای این کار، یک لیزر tea co2به روش جدایی مسیر اپتیکی و به شیوه ای چند خط سازی شد، که نه تنها از گسیل هم زمان دو خط گسیلی گفته شده در یک راستا و با هم پوشانی کامل برخوردار باشد، نیز اندازه ی اتلاف های اپتیکی وابسته به چگونگی آرایه ی چیده شده و قطعه های درگیر با آن، برای هر دو خط به طور کامل یکسان باشد. سرانجام، اندازه گیری انرژی تپ های گسیلی دو خط (20)10p و (20)9p نشان دادند که رقابت بهره ی آن ها اگر چه وابستگی چندانی به ولتاژ تخلیه در بازه ی kv 40-34 ندارد، دارای کمینه ای برای نسبت گازهای n2و he است که مقدار بهینه برای نسبت گازها به صورت co2:n2:he=1:0/6:7/5 به دست آمده است. هم چنین، برای بررسی اثر اتلاف خروجی بر رقابت بهره ی خط های گسیلی، از دو آینه ی مختلف با بازتاب پذیری 48%=r و 40%=r، به عنوان آینه ی جلویی لیزر استفاده شد وسرانجام نشان داده شد که کمینه ی رقابت بهره برای آینه جلویی با بازتاب پذیری 40%=r همراه است. شکل تپ ها در حالت های با کم ترین و بیش ترین رقابت بهره با کمک فوتون دراگ برای تپ های دو خط مورد نظر به دست آمدند.

در این پژوهش یک لیزر 2co موج پیوسته با شارش عرضی گاز ساخته شد، که دارای یک توان گسیلی بیشینه برابر w 8/5 بوده است. الکترودهای به کار گرفته شده در این لیزر، شامل 15 پین از جنس استیل ضدزنگ و یک کاتد لوله ای از جنس مس و به طول cm 15 است. فاصله الکترودها نیز، در بازه cm 4-5/1 قابل تغییر است. برای چرخش گاز، از یک پمپ roots با دبی /h3 m 280 استفاده شد، که سرعت شارش گاز در ناحیه تخلیه را به حدود m/s 19 می رساند. بازآواگر اپتیکی به کار رفته، دارای ساختار تخت – تخت و دربر گیرنده یک آینه au با بازتابندگی 100% به عنوان آینه پشتی و یک تیغه znse با بازتابندگی 80% به عنوان آینه جلویی است. بدنه این لیزر از پلکسی گلاس ساخته شده، تا ساختار درونی آن، به ویژه در حین کار، به خوبی دیده شود. با بررسی کارکرد لیزر و توان گسیلی آن برای گاف های تخلیه، جریان های تخلیه، فشارهای کل و نسبت های گازی گوناگون، کوشش گردید تا شرایط کاری بهینه لیزر ساخته شده پیدا شوند. در این راستا، نشان داده شد که، بیشینه توان گسیلی لیزر، وابسته به آمیزه گازی با فشار mbar 100 و برای گاف تخلیه cm 5/2 می باشد. همچنین، بیشینه بازده الکترواپتیکی لیزر، برابر 3/6% برآورد گردیده است.

در این پایان نامه، یک لیزر تپی، در اندازهی کوچک آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد، که از توانایی کار در فشار کاری متغیر در بازه ی 1-3 atm برخوردار است. حجم فعال لیزر برابر است، که دربرگیرنده ی دو الکترود آهنی با آب کاری کروم سخت و نمایه ی تخت با لبه های گرد شده است. سامانه ی پیش یونش به کار رفته در این لیزر، از دسته ی ردیف جرقه و دارای ساختار ویژه و نوآورانه ای است، که در آن با بهره گیری از گاف های جرقه ی زنجیره ای، به گونه ی چشم گیری از شمار خازن های ولتاژ بالای بایسته کاسته شده است. برای پایدارسازی تخلیه ی تابان و هم چنین، تیز کردن تپ جریان تخلیه از روش خازن ستیغ ساز سود جسته شده است. بیشینه ی انرژی بر تپ گسیلی لیزر برابر 156 mj در فشار 3 atm بوده است. از سوی دیگر، بیشینه ی بازده اپتیکی لیزر برابر %3/35 بوده که برای فشار 3 atm، ولتاژ تخلیه ی 25 kv و ظرفیت خازن انباره 10/8 nf به دست آمده است. همه ی این اندازه گیری ها، با بهره گیری از آمیزه ی گازی به انجام رسیده است. بررسی رفتار زمانی تپ های گسیلی لیزر با بهره گیری از فوتون دراگ، کاهش دیرش زمانی تپ ها از 110 ns در فشار 1 atm با 37 ns در فشار 3 atm را آشکار ساخته اند و دیده شده است، که بر پایه ی این یافته ها تقریبا می توان گفت نسبت میان دیرش های زمانی در دو فشار ناهم سان، با وارون نسبت میان فشارهای وابسته متناسب است. بدنه ی این لیزر از پلکسی گلاس شفاف ساخته شده، که با فراهم نمودن دید چشمی از چگونگی کارکرد پیش یونش ها و تخلیه ی اصلی، نه تنها پایش کارکرد لیزر را ممکن می سازد، که از دیدگاه آموزشی نیز بسیار سودمند است.