بسل-گاوس نسبت به حالت قبل تغییر کند.
شکل‌های(4-2) تا (4-7)، توزیع شدت و لکه لیزری مربوط به پرتو بسل-گاوس بر حسب فاصله شعاعی در فاصله 2 و 5 سانتیمتری از کمر پرتو، برای توان دمش 1، 3 و5 وات برای دو حالت با در نظرگرفتن و بدون در نظر گرفتن بازدیسی نیمرخ دمش رسم گردیده است. با مقایسه این منحنی‌ها و لکه‌ها مشاهده می‌شود که برای فاصله‌های شعاعی نزدیک و دور، بازدیسی نیمرخ دمش برای توان دمش 1وات بر مدل گرمایی پرتوهای بسل- گاوس تأثیری ندارد و منحنی‌ها و لکه‌ها رفتار مشابهی با هم دارند، زیرا در این حالت نیز رفتار عدسی-گونه محیط تغییر نمی‌کند و همچنان ضعیف (f=26 cm) بوده و قدرت تأثیرگذاری بر خروجی لیزر را ندارد. لذا می‌توان برای توان‌های دمش کم، از اثر بازدیسی نیمرخ دمش بر مدل گرمایی پرتو بسل-گاوس صرفنظر کرد. میزان گرمای تولید شده در بلور لیزری با توان دمش نسبت‌ مستقیمی دارد، لذا در ادامه با افزایش توان دمش، اثر بازدیسی نیمرخ دمش بر مدل گرمایی پرتو بسل-گاوس بررسی شده است. محاسبات و بررسی منحنی‌ها نشان می‌دهد که با افزایش توان دمش، لکه‌ها و منحنی‌های توزیع شدت پرتو بسل-گاوس برای دو حالت در نظرگرفتن و بدون در نظر گرفتن بازدیسی نیمرخ دمش، رفتاری متفاوت از یکدیگر دارند، به طوری که با بررسی منحنی توزیع شدت مربوط به حالت بازدیسی نیمرخ دمش در فاصله‌ی 5 سانتیمتری از کمر پرتو، مشاهده می‌شود که با افزایش توان دمش تا 5 وات و قوی‌تر شدن عدسی گرمایی (f=5.2 cm)نسبت به عدسی گرمایی حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش (f=5.6 cm)، قله مرکزی توزیع شدت به تدریج از بین می‌رود اما قله‌های کناری منحنی به شدت افزایش دامنه پیدا می‌کنند.
1

شکل 4-2: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 1وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-3: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 3وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-4: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 5وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-5: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 1وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-6: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 3وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-7: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای بسل-گاوس در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 5وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.
4-3-2 چشمه گرمایی دارای نیمرخ ماتیو-گاوس
با در نظر گرفتن بازدیسی نیمرخ دمش در هنگام عملکرد لیزر، چگالی چشمه گرمایی S(r,z) برای حالتی که خروجی لیزر دارای نیمرخ‌ ماتیو-گاوس است، به صورت رابطه‌ی زیر بیان می‌شود.
S_MG^e (r,z)=2?N_m^e C_2m ?_(j=0)^???A_2j (-1)^2j ?×exp(-r^2/?^2 )cos?(2j?)J_2j (k_t r)exp?(-?z) (4-13)
که در رابطه بالا A_2j ثابت فوریه و ? ضریب جذب محیط است، همچنین N_(m )^eثابت بهنجارش و C_2m ضریبی متغیر هستند که به صورت زیر در نظر گرفته می‌شوند]26[.
C_2m=(ce_2m (0;q) ce_2m (?/2;q))/(2? A_° ) (4-14)
N_2m^e=(2 ? ?_q ? ??_abs P exp?(?/2))/(?? ?_° ce_2m (0;q)ce_2m (?/2;q)(1-exp?(-?l) ) )×[A_°/?(?_(j=0)^???(1+?_(j,0) ) I_2j (?) A_2j^2 ?)]
که در این رابطهq پارامتر بیضی‌واری، ?_(j,0) دلتای کرونکر، ?=??^2 ??^2/4 و ce_2m (.) وابستگی زاویه‌ای تابع ماتیو مرتبه زوج را بیان می‌کند. همچنین در رابطه (4-14)، P توان دمش، ?_q نسبتی از توان دمش است که در اثر ناکارآمدی کوانتومی به گرما تبدیل می‌شود و ?_abs درصد جذب پرتو دمش توسط بلور است.
جدول 4-2: فاصله کانونی عدسی گرمایی بر حسب توان دمش با نیمرخ دمش ماتیو-گاوس
5 وات
3 وات
1 وات
توان دمش
64/4 سانتی متر
73/7 سانتی‌متر
2/23 سانتی‌متر
فاصله کانونی
جدول‌ (4-2) فاصله کانونی عدسی گرمایی را با فرض بازدیسی نیمرخ دمش برای پرتو خاص ماتیو-گاوس در توان دمش مختلف نشان می‌دهد. برای محاسبه فاصله کانونی عدسی گرمایی از رابطه‌ی (4-6) استفاده شده است. محاسبات جدول (4-2) نشان می‌دهد که برای پرتو خاص ماتیو-گاوس با افزایش توان دمش تا 5وات، فاصله کانونی از 4/23 سانتی‌متری به 64/4 سانتی‌متر می‌رسد که با مقایسه با محاسبات جدول (3-1)، این مقادیر نشان می‌دهد که عدسی گرمایی القایی قوی‌تر از حالت قبل (جدول 3-1) می‌شود. افزایش توان دمش در مدل گرمایی پرتوهای خاص با در نظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش، باعث ایجاد شیب دمای بیشتر در بلور شده و در نتیجه منجر به ایحاد عدسی گرمایی قوی‌تر نسبت به حالت قبل می‌شود، بنابراین انتظار می‌رود که توزیع شدت پرتوهای خاص ماتیو-گاوس هم نسبت به حالت قبل تغییر کند.
در شکل‌های ‌(4-8) تا (4-13)، توزیع شدت پرتو ماتیو-گاوس مرتبه صفرم بر حسب فاصله شعاعی مانند مرحله قبل برای دو حالت با در نظرگرفتن و بدون در نظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش رسم گردیده است. با بررسی این شکل‌ها مشاهده می‌شود که در توان دمش 1وات تفاوتی در منحنی‌های توزیع شدت دیده نمی‌شود اما با افزایش توان دمش، منحنی‌های توزیع شدت پرتو ماتیو-گاوس برای دو حالت، رفتاری متفاوت از یکدیگر دارند بطوریکه برای توان دمش 3 و 5 وات، تأثیر بازدیسی نیمرخ دمش بر خروجی و لکه لیزری به خوبی مشاهده می‌شود. به نظر می‌رسد رفتار متفاوت منحنی‌ها به این دلیل است که با افزایش توان دمش، گرادیان دما و گرمای ایجاد شده در محیط به شدت افزایش می‌یابد، بطوریکه اثرات گرمایی نظیر پاشندگی گرمایی باعث تغییر بیشتر خصوصیات اپتومکانیکی بلور لیرزی می‌شود و عدسی گرمایی القایی قوی‌تری (f=4.64 cm) به وجود می‌آید. بنابراین برای حالتی که دمش با توان بالا صورت می‌گیرد، انتظار تأثیر بازدیسی نیمرخ دمش بر تولید پرتوهای ماتیو-گاوس می‌تواند معقول و قابل پیش‌بینی باشد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منبع پایان نامه ارشد با موضوع determination، Assessment

شکل 4-8: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 1وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-9: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 3وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظر گرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.
شکل 4-10: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 5وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-11: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 1وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-12: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 3وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-13: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای ماتیو-گاوس مرتبه صفرم در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 5وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.
4-3-3 چشمه گرمایی دارای نیمرخ کسینوس-گاوس
با فرض بازدیسی نیمرخ دمش در حین عملکرد لیزری، برای حالتی که خروجی لیزر دارای نیمرخ‌‍ کسینوس-گاوس است، چگالی چشمه گرمایی به صورت‌ زیر درنظر گرفته می‌شود.
S_CG (r,z)=A exp?(-r^2/?^2 ) cos?(?y) exp?(-?z) (4-15)
که در آن ? ضریب جذب محیط و A ثابت بهنجارش است که به صورت زیر محاسبه می‌شود.
A=(4 ? ?_q ? ??_abs P)/(????^2 exp(-??^2 ??^2/4)(1-e^(-?l) ) ) (4-16)
که P توان دمش، ?_q نسبتی از توان دمش که در اثر ناکارآمدی کوانتومی به گرما تبدیل می‌شود و ?_abs درصد جذب پرتو دمش توسط بلور است.
جدول 4-3: فاصله کانونی عدسی گرمایی بر حسب توان دمش با نیمرخ دمش کسینوس-گاوس
5 وات
3 وات
1 وات
توان دمش
92/4 سانتی متر
2/8 سانتی‌متر
6/24 سانتی‌متر
فاصله کانونی

جدول‌ (4-3) فاصله کانونی عدسی گرمایی را با فرض بازدیسی نیمرخ دمش برای پرتو خاص کسینوس-گاوس در توان دمش مختلف نشان می‌دهد. محاسبات با استفاده از رابطه‌ی (4-6) انجام گرفته است و به روشنی نشان می‌دهد که با افزایش توان دمش، عدسی گرمایی برای پرتو کسینوس-گاوس هم قوی‌تر از حالت قبل (جدول 3-1) می‌شود. بنابراین انتظار می‌رود که توزیع شدت پرتوهای خاص کسینوس-گاوس هم نسبت به مدل گرمایی قبل آن تغییر کند.

شکل 4-14: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای کسینوس-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 1وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-15: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای کسینوس-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 3وات (منحنی خط چین حالت بازدیسی نیمرخ دمش و منحنی توپر حالت بدون بازدیسی نیمرخ دمش را نشان می‌دهند). سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-16: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای کسینوس-گاوس در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان پمپ 5وات. سمت راست از بالا به ترتیب: لکه لیزری برای مدل گرمایی با درنظرگرفتن و بدون درنظرگرفتن بازدیسی نیمرخ دمش.

شکل 4-17: سمت چپ) توزیع شدت پرتوهای کسینوس-گاوس در فاصله 5 سانتی متر از

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید