پیشینه تحقیق تأثیر گرما بر عملکرد لیزرهای حالت جامد دارای ۳۱ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-فصل اول: مقدمه    ۴
۱-۱-مقدمه و تاریخچه    ۴
فصل دوم:تأثیر گرما بر عملکرد لیزرهای حالت جامد    ۹
۲-۱  مقدمه    ۹
۲-۲ اصول اساسی انتقال گرما    ۹
۲-۲-۱   انتقال گرما از طریق رسانش    ۱۰
۲-۲-۲  انتقال گرما  از طریق همرفت (جابجایی)    ۱۲
۲-۲-۳  انتقال گرما  از طریق تابش    ۱۳
۲-۳  گرما در میله‌های لیزر    ۱۴
۲-۳-۱  ایجاد گرما در اثر دمش    ۱۴
۲-۳-۲ عدسی گرمایی    ۱۷
۲-۳-۳   انتقال گرما در سامانه های لیزری خنک‌کننده با سیال    ۱۸
۲-۴ تأثیر گرما بر عملکرد لیزر حالت جامد دمش از انتها    ۲۰
۲-۴-۱ توزیع دما در میله لیزری دمش از انتها    ۲۱
۲-۴-۲ فاصله‌ی کانونی عدسی گرمایی القایی در میله لیزری با دمش از انتها    ۲۳
۲-۵ تأثیر گرما بر عملکرد لیزر حالت جامد دمش از پهلو    ۲۶
۲-۵-۱ توزیع دما در میله لیزری دمش از پهلو    ۲۶
۲-۵-۳ فاصله‌ی کانونی عدسی گرمایی القایی در میله لیزری با دمش از پهلو    ۲۷
مراجع    ۳۰

مراجع

[۱] Lucianetti, A., Graf, Th., Weber, R., Weber, H.P. (2000). “Thermo-optical properties of transversally pumped composite YAG rods with Nd-doped core.” IEEE J. Quantum Electron. Vol. 36, pp. 220-227.

[۲] Rutherford, T.S., Tulloch, W.M., Gustafson, E.K., Byer, R.L. (2000).  “Edge-pumped quasi-three-level slab lasers: design and power scaling.” J. Quantum Electron, Vol. 36, No. 2, pp. 205-219.

[۳] Huang, Y.S., Tsai, H.L., Chang, F.L. (2007). “Thermo-optic effects affecting the high pump power end pumped solid state lasers: Modeling and analysis.” Optics Communications, Vol. 273, pp. 515-525.

[۴] Innocenzi, M.E.A., (1993). “Thermal beam distortions in End-Pumped Nd:YAG, Nd:GSGG, and Nd:YLF Rods.” IEEE J.Quantum Electronic, Vol. 30.

[۵] Xie, W., Tam, S.C., Lam, Y.L., Yang, H., Gu, J., Zhao, G., Tan, W. (1999). “Influence of pump beam size on laser diode end-pumped solid state lasers.” Optics & Laser Technology, Vol. 31, pp. 555-558.

[۶] Chenais, S., Druon, F., Forget, S., Balembois, F., Georges, P. (2006). “Review

On thermal effects in solid-state lasers: The case of ytterbium-doped materials.” Progress in Quantum Electronics 30, pp. 89–۱۵۳٫

[۷] Tao Li, Shengzhi Zhao, Zhuang Zhuo, Yonggang Wang (2009). “Thermal effects investigation and cavity design in passively mode-locked Nd:YVO4 laser with a SESAM.” Optics Commun. 282, pp. 940–۹۴۳٫

[۸] Bonnefois, A., Gilbert, M., Thro, P.Y., Weulersse, J.M. (2006). “Thermal lensing and spherical aberration in high-power transversally pumped laser rods. “Optics Commun. 259, pp. 223–۲۳۵

[۹] Innocenzi, M.E., Yura, H.T., Fincher, C.L., Fields, R.A., (1990). “Thermal modelling of continuous-wave end-pumped solid state lasrs.” Appl. Phys. Lett., Vol. 56, pp. 1831-1833.

[۱۰] Gordon, J.P., Lette, R.C., More, R.S., Porto, S.P. (1965),”Long-Transient Effects in Lasers with Inserted Liquid Samples”, J. Appl. Phys. Vol.36, pp. 3-8.

[۱۱] Koechner, W. (1973). “Transient thermal profiles in optically pumped laser rods.”  J. Appl. Phys. Vol. 44, pp. 3162-3170.

[۱۲] Greninger, C.E., Needham, G.A., Rebar, J. (1985). ” Optical distortions and birefringence in high power laser windows: model and computer code.” Appl. Opt. Vol. 24, pp. 2797-2803.

۱-فصل اول: مقدمه

 ۱-۱-مقدمه و تاریخچه

اثرات گرمایی در لیزرهای حالت جامد غیرقابل اغماض هستند، به ویژه هنگامی که دمش با توان بالا صورت می‌گیرد، بنابراین در سال‌های اخیر، پژوهش‌ها و تحقیقات فراوانی می‌توان یافت که به بررسی اثرات ناشی از تولید گرما در لیزرهای حالت جامد پرداخته‌اند ]۱-۳[. تخمین گرمای تولید شده در ماده فعال لیزری، می‌تواند در طراحی لیزر به ویژه در مشخص‌کردن اندازه بلور، بازده و توان خروجی، نوع سیستم خنک کننده لیزر اهمیت داشته باشد. عوامل تولید گرما در بلور لیزری را می‌توان در انتقال بالاسوی انرژی[۱]]۴[، فرو افت‌های غیرتابشی و نقص‌های کوانتومی[۲]]۵[، فروافت تراکمی[۳]]۶[، گرمای همراه فرآیندهای فلورسانس و گسیل القایی]۶[ برشمرد که البته سهم هر کدام از این عوامل در تولید گرما، متفاوت است و گاهی اوقات می‌توان در بعضی مواد مختلف از برخی از این عوامل ذکر شده صرفنظر کرد.

در لیزرهای حالت جامد، تمرکز انرژِی دمش در منطقه‌ی کوچکی حول محور طولی بلور، منجر به تولید گرما شده و در نتیجه منجر به توزیع غیریکنواخت دما در میله لیزری می‌شود. گرمای تولید‌شده در این منطقه، برای رسیدن به تعادل گرمایی، از طریق رسانش به سمت مرزهای خنک‌تر حرکت کرده و از آنجا از طریق فرآیند همرفت و تا حدودی تابش به محیط پیرامون منتقل می‌شود. این فرآیند باعث ایجاد شیب دمایی[۴] در میله لیزری شده که خود زمینه‌ساز بروز اثرات منفی بر خروجی لیزر می‌شود. توزیع غیریکنواخت دما در بلور لیزری، باعث به وجود آمدن اثرات ناخوشایند نظیر پاشندگی گرمایی[۵] ناشی از تغییر ضریب شکست، انحنای سطوح بلور (اثر انتها)، تنش[۶] و کرنش[۷] گرمایی می‌شود. پاشندگی گرمایی و اثر انتها باعث القای اختلاف فاز بین پرتوهای عبوری روی محور بلور و پرتوهای عبوری از سایر فواصل می‌شوند، لذا در محیط‌های بلوری، این اثرات به مانند عدسی محدب رفتار می‌کنند. شکل این عدسی گرمایی القایی کاملاً به نیمرخ دمش بستگی دارد. از دیگر اثرات گرمایی، می‌توان به ایجاد دوشکستی القایی [۸]در بلور‌های لیزری همسانگرد اشاره کرد که در اثر وجود تنش و کرنش گرمایی در آن به وجود می‌آید. اصطلاح دوشکستی به این دلیل به کار می‌رود که نور در ابتدا مولفه‌ی میدان در راستای انتشار ندارد اما در حین عبور از محیط، بردار قطبش خطی اولیه آن به دو بردار عمود برهم تجزیه می‌شود. به علت القای دوشکستی، واقطبیدگی در بلور همسانگرد رخ می‌دهد که به صورت نسبت انرژی صرف شده برای تولید مولفه عمود بر قطبش اولیه به کل انرژی نور قطبیده خطی اولیه تعریف می‌شود. کنترل اعوجاج جبهه موج و واقطبیدگی ناشی از دوشکستی شدن، موضوعاتی هستند که ذهن طراحان لیزر را به خود مشغول ساخته‌اند، به این دلیل که عدم شناخت و جبران آن‌ها باعث کاهش کیفیت پرتو خروجی لیزر می‌شود]۷,۸[. از طرفی میزان اعوجاج گرمایی[۹] و دوشکستی‌شدن، به میزان گرمای تولید شده بر واحد حجم و خصوصیات گرمایی-اپتیکی بلور لیزری بستگی دارد. انبساط‌های غیر یکنواخت ماده لیزری ناشی از وجود توزیع غیریکنواخت دما، باعث تغییر در خواص مکانیکی و گرمایی بلور نظیر ظرفیت گرمایی ویژه، رسانندگی ویژه، سختی و حد شکست آن می‌شود. بنابراین وجود اثرات گرمایی در ماده فعال لیزری، تغییر خواص نوری و اپتیکی بلور، ناپایداری کاواک لیزر، کاهش کیفیت پرتو[۱۰] و اعوجاج جبهه موج[۱۱] را در پی دارد]۹-۱۱[. بنابراین بررسی اثرات گرمایی در لیزرهای حالت جامد پرتوان دارای اهمیت فراوانی است و باید با ارائه پیکربندی و طراحی مناسب، اثرات گرمایی در این لیزرها کاهش داده شود.

 فصل دوم:تأثیر گرما بر عملکرد لیزرهای حالت جامد

 ۲-۱  مقدمه

تولید گرما در لیزرهای حالت جامد پرتوان، اثرات مهمی بر عملکرد لیزر دارد، لذا باید در طراحی و ساخت این گونه لیزرها، نقش و تأثیر گرما به صورت صحیح در نظر گرفته شود. مهمترین عامل در طراحی یک کاواک لیزری، توجه به میزان بازده انتقال انرژی از منبع دمش به محیط فعال لیزر است. در کاواک لیزری باید جفت‌شدگی خوبی میان تابش منبع دمش و محیط فعال لیزری وجود داشته باشد. این جفت‌شدگی، باعث توزیع یکنواخت انرژی در میله لیزر شده و به تبع آن شیب دمایی یکنواختی در آن به وجود می‌آید. از طرفی توزیع غیریکنواخت و نامنظم دما در میله لیزر، باعث بروز اعوجاج در پرتو خروجی لیزر خواهد شد.

برای دمش کاواک‌های لیزری، طراحی‌های مختلفی نظیر دمش انتهایی[۱] و دمش جانبی[۲] وجود دارد که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. با توجه به نوع و کاربرد لیزر، می‌توان از دمش با لیزر نیم‌رسانا یا دمش با چشمه غیرهمدوس (لامپ درخشی) استفاده کرد. دمش میله لیزر با لامپ درخشی معایب بسیاری از جمله اثرات گرمایی بالا و بازده لیزری بسیار پایین دارد. در حالی که در دمش با لیزر نیم‌رسانا این بازدهی بسیار بهتر، اثرات گرمایی کمتر و به تبع آن کیفیت لکه لیزری نیز بهتر از دمش میله لیزر با لامپ درخشی است.

  ۲-۲ اصول اساسی انتقال گرما

انتقال گرما علمی است که انتقال انرژی به واسطه وجود اختلاف دما بین دو جسم را توضیح می‌دهد. با توجه به مفاهیم ترمودینامیک، این انرژی انتقال یافته، گرما تعریف می‌شود. علم انتقال گرما نه تنها چگونگی انتقال را تشریح می‌کند بلکه نرخ این تبادل تحت شرایط خاص را نیز پیش‌بینی می‌کند. سه طریق رسانش، همرفت[۳]و تابش برای انتقال گرما معرفی می‌شود که سازوکار این سه روش مذکور در ادامه تشریح می‌گردد.

^۱۳  End pumping

۱۴ Side pumping

۱۵ Convection

^۱ Energy up-conversion

۲ Quantum defects

۳ Concentration quenching

۴ Temperature gradient

^۵ Thermal dispersion

۶ Stress

^۷ Strain

۸  Induced birefringence

۹ Thermal distortion

^۱۰ Beam quality reduction

^۱۱ Wave-front distortion

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.