بخشی از مقاله
چکیده – در این کار تحقیقاتی، یک لیزر نئودیمیوم-یاگ آزمایشگاهی طراحیشد که با استفاده از کلیدQ الکترواپتیکی سلول پاکلز، قادر به تولید پالسهاي 20ns است. با جابجاکردن محل استقرار مجموعه قطعات کلیدQ از مکانمتداول در بین آیینهعقب و میلهلیزري به مکانی واقع در فاصله بین آیینهجلو و میله، بسته به امتداد محور تندِ تیغه ربعموج و نیز بسته به جهت میدان الکتریکی اعمالی به سلولِ پاکلز، هر دو قطبش متعامد به صورت گزبنشی و بدون استفاده از قطعهاپتیکی بیرونی تولید شدند.
کلید واژه- تولید گزینشی قطبش، کلیدزنیQ الکترواپتیکی، پالسهاي کوتاه، لیزرNd:YAG
-1 مقدمه
استفاده از کلید Q موجب کاهش پهنايپالس و در نتیجه بالا رفتن توان قله میشود. تکنیک کلیدزنیQ، ایجاد تپهاي لیزري با مدت کوتاه - از چند نانو ثانیه تا چند ده نانو ثانیه - وپر قدرت - از چند مگاوات تا چند ده مگاوات - را مسیر میسازد. یک کلید Q سریع، میتواند با استفاده از پدیده پاکلز ساختهشود. در این روش بلورِ دو شکستی، با اعمال میدان الکتریکی، داراي دو محور اپتیکی تند و آهسته میگردد. هنگامی که یک موج نوري با قطبش عام و به طور عمود به صفحه محورها، به این بلور برخورد میکند، به دو مؤلفه عمود بر هم تفکیکشده و در حالیکه مسیر یکسانی را طیمیکنند، سرعت متفاوت آنها موجب یک اختلاففاز بین دو مؤلفه میشود. پس از عبور از محیط، ترکیب دو مؤلفه بسته به ولتاژ اعمالی، قطبش دایرهاي، بیضوي و یا خطی را نتیجه میدهد. معمولاً از بلورهایی مانند KD*P وAD*P براي این منظور استفاده میشود.
لیزرهاي Nd:YAG کلیدQ شدة الکترواپتیکی، قادر به تولید پالسهاي در حد نانو ثانیه هستند .[1] اگر چه تولید پرتوي قطبیدة خطی توسط کلیدQهاي الکترواپتیکی متداولاست [3]، ولی بدست آوردن گزینشیِ دو قطبشمتعامد، میتواند در برخی کاربردها مفید باشد. قرار دادن تیغه نیمموج خارجی و چرخاندن آن براي ایجاد قطبشهاي متفاوت، روشی معمول است. اما در این مقاله به تولید قطبشهاي متعامد و انتخاب گزینشی آن، بوسیله روشهاي مکانیکی و الکتریکی میپردازیم؛ که مزیت اصلی آن تولید انتخابی قطبشهاي متعامد، در ساختِار یکسانی از مشدد و عدمِ استفاده از قطعه اپتیکی خارجی میباشد.
-2 مبانی علمی
در چینش مرسوم مشدد براي کلیدQ الکترواپتیکی هیچ قطعهاي بین آیینهجلو و میلهلیزري قرار ندارد - شکل. - 1 با اعمال ولتاژ ربعموج روي سلول پاکلز، بسته به زاویه محور تندِ تیغه ربعموج با جهتِ قطبش نور - α 45°or135° - ، بین سلولپاکلز و آیینهعقب، دو قطبش متعامد S و P تشکیل میشود؛ اما پرتوي خروجی ناچار به داشتن قطبشP میباشد. تولید دو قطبش عمود بر هم S و P هنگامی میسر میگردد که همانند شکل2 قطعات مورد نظر، بین آیینه جلو و میلهلیزري قرارگیرد .[2] در این طرح زمانی که V= 0 باشد، تیغه ربعموج بیشترین اتلاف را ایجاد مینماید. هنگامی که ولتاژ ربع- موج اعمال میشود، اگر محور تندِ تیغه ربعموج در زاویه - 135œ - 45œ نسبت به محور x باشد، نور خروجی قطبش - P - S خواهد داشت. بنابراین میتوان با چرخش مکانیکی محور تندِ تیغه ربعموج، نوع قطبش مورد نظر را انتخابکرد. این اثر همچنین میتواند به صورت - الکتریکی تولیدشود؛ با قرار دادن محور تندِ تیغه ربعموج در زاویه45œ و معکوسکردن جهت ولتاژ اعمالی به سلول پاکلز، این عمل قابل انجام خواهدبود. وقتی میدان- الکتریکی داخلیِ سلول در جهت - -z - +zباشد، نورقطبیدة- عبوري از قطبشگرِP، پس از عبور از سلول، داراي قطبش دایرهاي راستگرد - چپگرد - شده و با عبور از تیغهربعموج، قطبش - P - S پیداخواهدکرد.
