بهبود عملكرد ليزر ديسك نازك از طريق بهينه سازي سامانۀ دمش، براي توان هاي از مرتبۀ كيلووات

دكتري

چكيده اين رساله به بررسي نسل جديدي از ليزرهاي حالت جامد با ماده فعال به شكل ديسك نازك مي¬پردازد. اين دسته از ليزرها به دليل قابليت¬هاي فيزيكي و اپتيكي مناسبي كه از خود نشان داده¬اند، در سال¬هاي اخير مورد توجه بسياري قرار گرفته¬اند. با توجه به نقش مهم دمش در توليد، بازده و كيفيت پرتو خروجي ليزر ديسك نازك، چگونگي دمش اپتيكي و راه¬هاي بهبود آن، بصورت شبيه سازي و تجربي براي ليزرهاي ديسك نازك ساخته شده در مركز ملي علوم و فنون ليزر ايران مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات قبلي بر روي اين نوع از ليزرها نشان مي¬دهند، هرچه شكل ناحيه¬ي دمش در ديسك به دايره نزديك¬تر، و چگالي شدت آن در اين ناحيه يكنواخت¬تر باشد، بازده و كيفيت پرتوِ بهتري در خروجي به دست خواهد آمد. در اين رساله نخست عوامل مهمي كه موجب نايكنواختي در توزيع شدت و انحراف از شكل دايره¬اي دمش مي¬شوند شناسايي شده، و سپس تكنيك¬ها و روش¬هاي مختلفي براي جبران آن پيشنهاد مي¬شود. كارايي اين روش¬ها ابتدا از طريق شبيه سازي با نرم افزار "تريس- پرو" بررسي شده، و نتايج شبيه سازي¬ها بصورت تجربي در توان¬هاي دمش پايين تاييد شده¬اند. در ادامه براي ايجاد پرتوي پر توان (از مرتبه چند كيلووات) براي دمش ليزر ديسك، روشي ساده براي تركيب تابش¬هاي چند ليزر-ديود معرفي شده است. امكان بهبود لكه¬ي دمش در ليزر ديسك دميده شده توسط باريكه¬ي پرتوان حاصل از اين روش، با استفاده از سامانه¬هاي معرفي شده در اين رساله، توسط شبيه سازي و به صورت تجربي، در چيدمان آزمايشگاهي تأييد شده¬اند. نتايج اندازه¬گيري¬هاي تجربي نشان مي¬دهند در صورت انتخاب سازگار و مناسب عوامل مؤثر در بازده، استفاده از سامانه¬هاي دمشِ بهينه سازي¬ شده، بازده و كيفيت پرتو در اين ليزر پر توان را بهبود خواهد داد. بهينه سازي ديگري كه در گام آخر در اين رساله به آن پرداخته شده، افزايش تعداد عبورهاي نور دمش از درون ديسك در سامانه¬ي دمش است. تحقيقات انجام شده براي افزايش تعداد عبورهاي نور دمش از درون ديسك در سامانه¬ي دمش، تا كنون يكي از اصلي ترين پايه¬هاي بهبود ويژگي¬هاي باريكه خروجي اين ليزر بوده است. در اين رساله راه¬كاري تازه براي اين منظور پيشنهاد شده است. امكان استفاده از اين روش ابتدا با شبيه سازي مورد بررسي قرار گرفته و سپس با چيدمان آزمايشگاهي مناسب مورد راستي آزمايي قرار گرفته است. بر پايه¬ي نتايج به دست آمده، امكانات سخت افزاري مورد نياز، و شرايط لازم براي ايجاد بازده مناسب در استفاده از راه¬كار معرفي شده، بحث شده است. واژه‌هاي كليدي: ليزر ديسك نازك، شبيه سازي دمش ليزر ديسك، بهبود لكه دمش در ليزر ديسك، سامانه چند عبوري، تركيب تابش ليزر-ديودها.

190442

دانشگاه علم و صنعت ايران

اتمي مولكولي

دكتر اسماعيل اسلامي