بخشی از مقاله
.1 مقدمه
امروزه لیزرهای حالت جامد به طور وسیعی در شاخه های مختلف علوم مورد استفاده قرار میگیرند. کارایی، پایداری و امکان دستیابی به توانهای بالا باعث شده تا لیزرهای حالت جامد نسبت به سایر لیزرها از اهمیت ویژهای برخوردار شوند. چگونگی دمش این لیزرها در کارایی آنها بسیار موثر است. لیزرهای حالت جامدی که توسط لیزر نیمرسانا از پهلو دمیده می شوند دارای توان و بازده بالاتر، کیفیت پرتو بهتر و زمان کارکرد طولانیتری نسبت به لیزرهایی که توسط لامپ دمیده میشوند، هستند .[2-1]
از این رو بررسی پارامترهای مؤثر بر بازده این لیزرها ضروری به نظر می رسد. یکی از عوامل بسیار مؤثر در بهره این لیزرها جذب پرتو لیزر دمش توسط میله لیزری است. بازده جذب برای دو ساختار با دمش عرضی سه و چهار آرایه دیودی با دو قطبش P و S محاسبه شده است.[3] یکی دیگر از عوامل مهم در بهره این لیزرها چگونگی توزیع شدت پرتوهای دمشی در میله لیزری است. در این مقاله پارامترهای مؤثر بر چگونگی توزیع شدت پرتوهای دمشی در میله لیزری بررسی می شوند.
دو ساختار با دمش عرضی سه و چهار آرایه دیودی در نظر گرفته شده اند، آرایه های لیزر دیود به صورت متقارن دور میله لیزری قرار می گیرند، زیرا این تقارن منجر به تقارن در جذب انرژی در میله لیزری و در نتیجه تقارن در شدت پرتوی خروجی لیزر می شود. بعد از به دست آوردن توزیع شدت پرتوهای دمشی در میله لیزری، وابستگی آن به تغییر پارامترهای ساختار بررسی شده است.
.2 توزیع شدت
نمایه پرتو دمشی لیزرهای نیمرسانا را گاوسی و اندازه کمر آنها را P 0 در مرکز میله لیزری و مستقل از پارامتر Z که در امتداد میله لیزری است، در نظر میگیریم. سطح مقطع میله لیزری که از یک جهت دمیده شده است، در شکل - 1 - نشان داده شده است. که r0 شعاع میله لیزری و p 0 اندازه کمر پرتو دمشی است.
3. شبیهسازی توزیع شدت
برای شبیه سازی توزیع شدت پرتوهای دمشی در میله لیزری فرض می کنیم که پرتوهای دمشی فقط یک بار از میله لیزری عبور می کنند - اثر بازتابنده را در نظر نمی گیریم - . با عبور پرتو دمشی از میله لیزری، مقداری از آن در میله لیزری جذب میشود، که این مقدار به مسافت پیموده شده در میله لیزری بستگی دارد. برای شبیهسازی توزیع شدت در میله لیزری فرض میکنیم که میله لیزری دارای ضریب جذب ، ضریب شکست n0 1.823 ، قطر 3mm و طول موج پرتو دمشی است. حال توزیع شدت را در میله لیزری برای دو ساختار دمشی آرایهای سهتایی و چهارتایی با به کارگیری برنامه رایانهای مناسب شبیهسازی میکنیم.
در شکل - 3 - با بزرگتر شدن اندازه کمر پرتو، توزیع شدت در میله لیزری یکنواختتر شده است. ولی با بزرگتر شدن کمر پرتو اندازه شدت درون میله لیزری کاهش یافته است. حال توزیع شدت را در ساختار دمشی آرایهای چهارتایی شبیهسازی میکنیم و نتایج آن را با نتایج به دست آمده از شبیهسازی ساختار دمشی آرایهای سهتایی مقایسه میکنیم. شکل های 4 - ، - 5 توزیع شدت دمش در میله لیزری دمیده شده از چهار طرف توسط آرایه های لیزرنیمرسانا - با اندازه کمر پرتو مساوی برای سه حالت P 0 6 و - P 0 3 را نشان می دهند.
