بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله چیدمان یک لیزر Nd : YAG تپی با دمش طولی لیزر دیود با طول مشدد 29 میلیمتر ارائه شده است.همچنین نمودارانرژي تپهاي خروجی بر حسب تپهاي ورودي در فرکانس 17 هرتز و تاثیر پهناي تپ ورودي بر روي انرژي خروجی،ایجاد مدهاي عرضی و تعیین فاکتورM2 براي مد گاوسی مورد بررسی قرار گرفته است. بعلاوه این سیستم توسط نرم افزار طراحی GLAD به منظور مقایسه توزیع شدت در سطح مقطع پرتو خروجی حاصل از نرم افزار با نتایج تجربی شبیه سازي شده است.
مقدمه
تقاضا براي هاي لیزري با بازدهی بالا منجر به توسعه لیزرهاي حالت جامدي شده است که توسط لیزرهاي دیودي تحریک می شوند.[1] کارایی بالا و کوچک بودن سیستم در مقایسه با نمونه هاي لیزرهاي حالت جامد با دمش توسط لامپ درخش امکان استفاده روزافزون آنها را در زمینه هاي مختلف به وجود آورده است.[2]از سوي دیگر، لیزرهایی که به شیوه طولی توسط لیزر دیودي دمش می شوند، داراي چگالی توان دمش بالا، آستانه پایین و بازده شیب بالا بوده و هندسه دمش در آنها می تواند یک روزنه بهره1 براي مدTEM 00 ایجاد کند. اما توزین کردن2 توان با استفاده از یک دریچه گسیل براي دمش دیودي پیچیده بوده[3] و از لحاظ ترازمندي نیز مشکل ایجاد می کند.
شبیه سازي به کمک نرم افزار GLAD مدل 5/2 انجام شده است. این نرم افزار بر اساس اصول اپتیک موجی واپتیک فوریه طراحی شده و دامنه و فاز پرتو حین انتشار در میان قسمتهاي مختلف سیستم تغییر می کند. انتشار پرتو از یک نقطه به نقطه دیگر سیستم بر اساس نظریه پراش می باشد. از دامنه و فاز پرتو در صفحه عمود بر راستاي انتشار نمونه برداري شده و با تبدیل فوریه سریع از این تابع عمل پیوسته و تاثیر عملگرهاي مناسب محیط بر روي آن با یک وارون تبدیل فوریه،دامنه مختلط پرتو در صفحه جدید بازسازي می شود.[4
چیدمان لیزر
آرایش مشدد در شکل - 1 - نشان داده شده است. المانهاي سامانه دمش شامل لیزر نیمرساناي ATC-C-3000، سامانه اپتیکی موازي کننده و عدسی کانونی کننده می باشد که پرتو تصحیح شده لیزر نیمرسانا را در داخل محیط فعال کانونی می کنند. مشدد لیزري از بلور Nd : YAG با ابعاد 5 ×8 mm و یک آینه مقعر با انحناي 47 mm تشکیل شده که در طول موج 1064 nm داراي
%94 بازتاب می باشد.
یکی از وجوه انتهایی میله لیزري داراي لایه نشانی %99/5 بازتاب در طول موج 1064 nm بوده و به عنوان آینه پشتی مشدد عمل می کند. طول بهینه مشدد 29 mm به دست آمد. همچنین از لحاظ تجربی ثابت شد که بهترین موقعیت براي کانون دمش، نزدیک وجه خارجی میله لیزري و داخل آن می باشد. نمودار انرژي خروجی لیزر بر حسب انرژي نوري ورودي در فرکانس و پهناي تپ دمش که به ترتیب عبارتند از 17 Hz و1ms در شکل - 2 - نشان داده شده است.همانطور که از شکل - 2 - برداشت می شود، بازده شیب %22/7 است.
نتایج شبیه سازي
همانگونه که اشاره شد، انتشار از میان محیط بهره با پراش و جذب همراه است. لذا در مرحله شبیه سازي، سه برنامه براي مراحل بهره، مشدد و خروجی لیزر نوشته شد. توزیع شدت پرتو خروجی لیزر در منطقه میدان نزدیک - شکل - 7 و منطقه میدان دور - شکل - 8 به دست آمد. پس از شبیه سازي، اگرچه نیم رخ پرتو در منطقه میدان دور انطباق خوبی با داده هاي تجربی - شکل - 9 داشت،اما نیم رخ پرتو در منطقه میدان نزدیک تا حدودي در داده هاي تجربی و شبیه سازي متفاوت می باشد.
