مطالعه فرآيندهاي مؤثر در درخشندگي باريكه ليزر ديسك نازك Yb:YAG پرتوان به منظور بهينه سازي آن‌ها

دكتري

هدف اين پايان نامه، بررسي فرآيندهاي مؤثر در كيفيت باريكه ليزر ديسك نازك پرتوان مي¬باشد تا به اين طريق بتوان كيفيت باريكه يك ليزر را بهبود بخشيد و درخشندگي آن را در محل قطعه كار، جهت جوش كاري عميق و برش ورق¬هاي ضخيم با كيفيت برش بهتر، بالا برد. راه ديگر افزايش درخشندگي، افزايش توان خروجي است كه به آن نيز پرداخته شده است. اندازه گيري توزيع فضايي دمش بر روي ديسك Yb:YAG، تعيين ميزان يكنواختي اين توزيع و تاثير دماي خنك¬ساز ديسك بر روي كيفيت باريكه خروجي ليزر انجام گرفت. از آنجايي كه عملكرد Yb:YAG به شدت به دما وابسته است، تغيير دماي آن مي تواند تاثيراتي بر روي توزيع توان جذب شده دمش بگذارد، كه مورد بررسي قرار گرفت. از مشكلات بوجود آمده در توان‌هاي بالا، نور برگشتي دمش و نحوه مقابله با آن است. اين معضل با ايجاد تغييراتي در سامانه اپتيكي دمش مرتفع گرديد. محاسبات نظري انجام گرفته نيز در تطابق كامل با نتايج تجربي بوده است. استفاده از سه ديسك ماده فعال در يك تشديدگر، جهت افزايش توان خروجي ليزر مورد بررسي نظري و عملي قرار گرفت. چيدمان ليزر سه ديسكي عملاً نيز انجام شد و توان خروجي به 2.6 برابر توان ليزر تك ديسكي، افزايش پيدا كرد. استفاده از دو تشديدگر همزمان براي يك ديسك، كه با افزايش توان دمش، خروجي از يك تشديدگر بطور خودكار به تشديدگر ديگر منتقل مي¬شود، از طرح هاي ابداعي اجرا شده در اين تحقيق بوده كه نتيجه آن بهبود 20% كيفيت باريكه خروجي ليزر مي باشد. با افزايش توان در ليزر ديسك نازك، ناپايداري مدي و لرزش شديد در شدت فضايي باريكه و نتيجتاً افت كيفيت باريكه مشاهده شد. مشخص گرديد منشاء اصلي اين پديده، تلاطم هواي داخل سامانه چند عبوري مي باشد. با مجزا كردن مسير تشديدگر از فضاي مجاور بوسيله لوله گذاري، اين مشكل مرتفع گرديد.

189104

دانشگاه علم و صنعت ايران

اتمي و مولكولي

دكتر محمد حسين مهديه