بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ابتدا معادله وابسته به زمان گرما تحت شرط مرزی همرفت دما برای یک کریستال استوانهای Nd:YAG که از اطراف توسط لامپ درخش دمیده میشود بطور تحلیلی حل شده و سپس فاصله کانونی عدسی گرماییالقایی ناشی از اثر پاشندگی گرمایی dn/dT محاسبه میشود. نتایج نشان میدهد که در این نوع دمش، عدسی گرمایی با گذشت زمان تغییر علامت میدهد.
مقدمه
لیزرهای حالت جامد به دلیل راندمان بالا، پایداری و امکان دستیابی به توانهای بالا از اهمیت زیادی برخوردارند و کاربردهای وسیعی در بخشهای صنعتی، پزشکی و نظامی پیدا کردهاند. از میان آنها کریستال لیزری Nd:YAG بدلیل سختی، کیفیت اپتیکی مطلوب، رسانندگی گرمایی بالا و دارا بودن خط فلوئورسانس تیز بیشترین کاربرد را دارد و خوش رفتارترین لیزر حالت جامد لقب گرفته است.[1] گرچه با جایگزینی روش دمش دیودی به جای دمش لامپی میتوان بازدهی این لیزرها را به مقدار زیادی افزایش داد، اما در موارد زیادی استفاده از دمش لامپ درخش مناسبتر بلکه ضروری است و بدین منظور اخیراً تحقیقات گستردهای جهت افزایش بازده دمش اپتیکی انجام شده است.
[2] توان خروجی کم، تغییر طول موج خروجی با دما و قیمت بالای دیودها باعث شده که هنوز استفاده از لامپ درخش، مرسوم باشد. گرما تولید شده در عمل دمش باعث ایجاد تنش از طریق گرادیان دما، تحدب و تقعر انتهای کریستال و تغییر ضریب شکست میشود. لنز گرمایی القا شده از این طریق میتواند باعث ناپایداری کاواک شود. در این مقاله، فرض بر این است که کریستال لیزری و لامپ درخش در کانون های یک بازتابندهی بیضوی قرا دارند. در این ساختار که حداکثر نور گسیلی از لامپ به کریستال میرسد
با تقریب خوب میتوان فرض کرد که انرژی دمش به طور یکنواخت و متقارن به کریستال میتابد و بنابراین تولید گرما تابعی شعاع است. تا جایی که به اطلاعات ما بر می گردد، برای معادله گرما در دمش های پالسی بلند و با در نظر گرفتن جذب شعاعی، جواب تحلیلی گزارش نشده است. در نهایت فاصله کانونی عدسی گرمایی ناشی از اثر پاشندگی گرمایی - یا اثر - / محاسبه میشود. نتایج مدل سازی نشان میدهند که با گذشت زمان، به دلیل حرکت قله دما از سطح کریستال به نواحی مرکزی، عدسی گرمایی برای زمان های اولیه منفی و برای زمان های بلندتر، مثبت است. این رفتار دوگانه عدسی گرمایی در دمشهای پیوسته، مشاهده نمیشود.[3]
