بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله معادله گرما برای حالت شرط مرزی دما ثابت برای یک سیستم دمش از پهلو - دمش جانبی - با فرض یک تک پالس بلند حل می شود. در اینجا فرض بر این است که بلور لیزری و لامپ در کانون های یک بازتابنده ی بیضوی قرار دارند،. با دمش تپ های متوالی یک روند افزایش دما در ماده روی خواهد داد. در این حالت گرمای باقی مانده برای پالس های متناوب جمع خواهد شد تا در نهایت ماده لیزری به شرایط حالت پایدار میرسد.
01 مقدمه
تغییر در دمای درونی بلور لیزر باعث ایجاد یک اعوجاج گرمایی در باریکه لیزرمی شود که ناشی از وجود تغییرات دمایی و تنشی ضریب شکست می باشد. علاوه بر این، دو شکستی القائی ناشی از تنش تولید شده عامل دیگری است . درک درستی از چگونگی گرمای تولید شده در بلور، اجازه می دهد که بتوان گرادیان دمایی شعاعی و در نتیجه تنش و کرنش، تغییر ضریب شکست، عدسی گرمایی و دوشکستی در بلور را محاسبه کرد 1] و .[2 لذا چگونگی توزیع دما در ماده لیزری از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار میباشد.
از جمله دلایل ایجاد گرما نقص کوانتوم گرمایی، جذب تابش لیزر، گذ ارهای غیر تابشی از حالت های بالاتر، جذب مستقیم نور در داخل و خارج ناحیه دمش و... میباشد.[3] در اینجا معادله گرما برای حالت شرط مرزی دما ثابت برای یک سیستم دمش از پهلو توسط لامپ درخش حل می شود و پایداری توزیع گرما بررسی می گردد . در اینجا فرض بر این است که بلور لیزری ، بلور Nd:YAG میباشد و همراه با لامپ درخش در کانون های یک بازتابنده ی بیضوی قرار دارند.
دقیقاً در روی سطح میله با توجه به شرایط مرزی، اختلاف دما برابر صفر می باشد. با توجه به منحنی در نقاط نزدیک به سطح میله مقدار گرما نسبت به نقاط مرکزی میله بیشتر میباشد. همچنین قله ی هر منحنی با گذشت زمان سمت چب یعنی به طرف مرکز میله لیزری جابجا می شود ، یعنی به دلیل ایجاد تعادل گرمایی، گرما از نقاط گرمتر به نقاط سردتر جابجا میشود.
در دو نحنی شکل - 4 - و - - 5 تغییرات دما به صورت تابعی از شعاع به ترتیب برای چهارمین و 50اُمین پالس تابشی بررسی شده است. تفاوت این دو منحنی با پالس های اولیه، افزایش شدید گرما در مرکز و نقاط نزدیک به آن در میله لیزر می باشد، با تابش پالس های متوالی گرما در میله لیزر انباشته می شود به نحوی که مرکز به بیشینه مقدار خود می رسد، . با توجه به بررسی تمامی پالس ها از پالس25اُم به بعد گرما در میله لیزر به حالت پایا در میآید و تعادل گرمایی در میله لیزر ایجاد میشود.
