به وضوح نشان می‌دهد که با افزایش توان دمش، نقاط نورانی کناری لکه‌ به تدریج از بین می‌رود، ولی نقاط نورانی مرکزی لکه روشن‌تر می‌شود، لذا برای توان دمش 5 وات، تفاوت فاحشی بین لکه لیزری مدل گرما و مدل بدون گرما دیده می‌شود. بنابراین نتایج و محاسبات نشان می‌دهد که اگر دمش با توان بالا صورت گیرد، گرمای زیاد تولید شده در میله لیزری و اثرات ناشی از آن، به شدت بر تولید و کیفیت پرتوهای سهموی-گاوس تأثیرگذار است.

شکل 3-16: از بالا به پایین) توزیع شدت پرتوهای سهموی-گاوس برای a=1 در فاصله 2 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات.خطوط نقطه چین مدل گرمایی پرتو سهموی-گاوس و خطوط ممتد برای مدل بدون گرما.

شکل 3-17: سمت چپ از بالا به پایین) لکه لیزری سهموی-گاوس در فاصله 2 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات. سمت راست: لکه لیزری سهموی-گاوس در فاصله 2 سانتی‌متری از کمر برای مدل بدون گرما برای a=1.

شکل 3-18: از بالا به پایین) توزیع شدت پروهای سهموی-گاوس برای a=1 در فاصله 5 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات. خطوط نقطه چین مدل گرمایی پرتو سهموی-گاوس و خطوط ممتد برای مدل بدون گرما.

شکل 3-19: سمت چپ از بالا به پایین) لکه لیزری مدل گرمایی پرتو سهموی-گاوس در فاصله 5 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات. سمت راست: لکه لیزری سهموی-گاوس در فاصله 5 سانتی‌متری از کمر برای مدل بدون گرما برای a=1.

شکل 3-20: از بالا به پایین) توزیع شدت پروهای سهموی-گاوس برای a=1 در فاصله 10 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات.

شکل 3-21 سمت چپ از بالا به پایین) لکه لیزری سهموی-گاوس در فاصله 10 سانتی‌متری از کمر پرتو به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5وات. سمت راست: لکه لیزری سهموی-گاوس در فاصله 10 سانتی‌متری از کمر برای مدل بدون گرما برای a=1.

3-5 مقایسه تأثیر گرما بر تولید پرتوهای خانواده هلمهولتز-گاوس
در این بخش به مقایسه و بررسی میزان تأثیر گرما بر تولید پرتوهای خاص خانواده هلمهولتز-گاوس می‌پردازیم. بدین منظور منحنی‌های توزیع شدت و لکه لیزری را برای پرتوهای خاص بسل-گاوس و ماتیو-گاوس مرتبه صفرم، بر حسب فاصله‌های شعاعی 2 و 5 سانتی‌متری از کمر پرتو، برای توان‌های دمش و کمرهای پرتو دمش مختلف شبیه سازی می‌کنیم و با نتایج بدست آمده از بررسی مدل گرمایی پرتوهای خاص کسینوس-گاوس و سهموی-گاوس مقایسه می‌کنیم.
شکل‌(3-22)، توزیع شدت مدل گرمایی پرتوهای خاص کسینوس-گاوس، بسل-گاوس، ماتیو گاوس و سهموی-گاوس بر حسب فاصله شعاعی برای توان‌های دمش 1 ,3 و 5 وات در فاصله 2 سانتی‌متری از کمر پرتو نشان می‌دهد. با بررسی دقیق این شکل، مشاهده می‌شود که با افزایش توان دمش، دامنه توزیع شدت همه پرتوهای خاص افزایش می‌یابد و دیگر اینکه چون عدسی گرمایی القایی با افزایش توان دمش قوی‌تر می‌شود، سعی در همگرا و کانونی‌کردن باریکه فرودی دارد، بنابراین قله‌های کناری منحنی توزیع شدت به سمت قله مرکزی توزیع نزدیک‌تر می‌شود و می‌توان به وضوح برای همه پرتوهای خاص، فشرده تر شدن قله‌ها در قسمت مرکزی‌ توزیع شدت را مشاهده کرد. همچنین با مشاهده دقیق شکل (3-22) به نظر می‌رسد که برای حالتی که خروجی لیزر، پرتو سهموی-گاوس است، شیفت قله‌ها به سمت مرکز بیشتر از سه پرتو دیگر بوده و برای سه پرتو خاص کسینوس-گاوس، بسل-گاوس، ماتیو گاوس، میزان جابجایی قله‌های توزیع شدت با افزایش توان دمش تقریباً با یکدیگر برابر است. بنابراین با توجه به شکل (3-22)، مشاهده می‌شود برای فاصله‌های شعاعی نزدیک، اثرات گرمایی تأثیر چندانی بر توزیع شدت پرتوهای خاص خانواده هلمهولتز-گاوس ندارد.
CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

شکل3-22: از بالا به پایین: توزیع شدت پرتوهای خاص در فاصله‌ی 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان دمش 1، 3 و 5 وات. منحنی‌های توپر مدل بدون گرما و منحنی‌های نقطه‌چین مدل گرمایی برای دمش با نیمرخ گاوسی شکل را نشان می‌دهد.
شکل (3-23)، لکه های لیزری چهار پرتو خانواده هلمهولتز-گاوس را در فاصله‌ی 2 سانتی متری از کمر پرتو برای توان دمش 1، 3 و 5 وات نشان می دهد. با توجه به این شکل، برای سه پرتو بسل-گاوس، ماتیو-گاوس و کسینوس-گاوس با افزایش توان دمش، هیچ تغییر قابل ملاحظه‌ای در لکه‌های لیزری مشاهده نمی‌شود ولی برای پرتو سهموی-گاوس با افزایش توان دمش، از بین رفتن تدریجی نقاط نورانی کناری لکه‌ و همچنین نورانی تر شدن نقاط مرکزی در لکه لیزری‌ را شاهد هستیم. از قبل می‌دانیم که با افزایش توان دمش‌، عدسی گرمایی قوی‌تر می‌شود بنابراین انتظار تغییر در نمایش لکه ها را داشتیم اما با توجه به شکل‌های (3-22) و (3-23)، مشاهده می‌شود عدسی گرمایی القایی تأثیر چندانی بر خروجی و لکه لیزری در فاصله 2 سانتی‌متری از کمر پرتو ندارد.

CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

شکل3-23: از بالا به پایین: لکه لیزری برای مدل گرمایی در فاصله‌ی 2 سانتی متری از کمر پرتو، به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5 وات.
شکل‌ (3-24)، توزیع شدت پرتوهای خانواده هلمهولتز-گاوس در فاصله‌ی 5 سانتی متر از کمر پرتو برای توان‌های دمش 1 ,3 و 5 وات را نشان می‌دهد. این شکل به وضوح نشان می دهد که با افزایش قدرت دمش، تغییرات قابل ملاحظه‌ای در توزیع شدت مدل گرمایی این پرتوهای خاص، نسبت به حالت بدون گرمای آن‌ها به وجود می‌آید. در شکل (3-24) برای توان دمش 5 وات، شاهد بیشترین تغییرات در منحنی توزیع شدت مدل گرمایی پرتوهای خاص هستیم، به این دلیل که شبیه‌سازی پرتوهای خاص نزدیک به فاصله کانونی عدسی گرمایی(f=5.6 cm) صورت می‌گیرد. همچنین باتوجه به شکل (3-24)، مشاهده می‌شود که با افزایش توان دمش برای پرتوهای کسینوس-گاوس، بسل-گاوس و ماتیو گاوس، قله‌های کناری منحنی‌های توزیع شدت به سمت مرکز جابجا می‌شوند و مهمتر اینکه می‌توان از بین رفتن تدریجی قله مرکزی توزیع شدت و ترکیب قله‌های کناری با همدیگر و درنهایت به وجود آمدن دو قله در دو طرف را به طور دقیق مشاهده کرد.

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

CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

شکل3-24: از بالا به پایین: توزیع شدت پرتوهای خاص در فاصله‌ی 5 سانتی متری از کمر پرتو، به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5 وات. منحنی‌های توپر مدل بدون گرما و منحنی‌های نقطه‌چین مدل گرمایی برای دمش با نیمرخ گاوسی شکل را نشان می‌دهد.
شکل (3-25)، لکه های لیزری چهار پرتو خاص را در فاصله‌ی 5 سانتی متر از کمر پرتو برای توان دمش 1، 3 و 5 وات نشان می دهد. در این شکل با افزایش توان دمش، تغییرات قابل ملاحظه‌ای در لکه‌های لیزری این پرتوهای خاص مشاهده می‌شود. در توان دمش 5 وات برای پرتو کسینوس-گاوس، لکه لیزری دو بخشی را برای مدل گرمایی شاهد هستیم که به هیچ عنوان قابل مقایسه با حالت بدون گرمایی آن نیست. برای پرتوهای بسل-گاوس مشاهده می‌کنیم که با افزایش توان دمش، شعاع لکه لیزری افزایش می‌یابد و برای پرتوهای ماتیو-گاوس، از بین رفتن تدریجی نقطه نورانی مرکزی لکه لیزر را مشاهده می‌کنیم. برای پرتو سهموی-گاوس، از بین رفتن نقطه های نورانی کناری لکه لیزری را شاهد هستیم.

CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

شکل3-25: از بالا به پایین: لکه لیزری برای مدل گرمایی پرتوهای خاص در فاصله‌ی 5 سانتی متری از کمر پرتو، به ترتیب برای توان دمش 1، 3 و 5 وات.
به طور خلاصه، با افزایش توان دمش، نتایج زیر از بررسی دقیق شکل‌های (3-22) تا (3-25) بدست می‌آید.
برای پرتوهای کسینوس-گاوس:
الف) افزایش تدریجی دامنه توزیع شدت در فاصله 2 سانتی متر از کمر پرتو.
ب) ناپدید شدن تدریجی قله مرکزی در فاصله 5 سانتی متر از کمر پرتو.
ج) تغییر خاصی در نمایش لکه لیزری در فاصله 2 سانتی‌متر از کمر پرتو دیده نمی‌شود.
د) تغییر قابل ملاحظه در لکه لیزری در فاصله 5 سانتی متر از کمر پرتو مشاهده می‌شود.

برای پرتوهای بسل-گاوس:
الف) افزایش تدریجی دامنه شدت پرتو در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو.
ب) ظاهر شدن یک قله در مرکز توزیع شدت در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو.
ج) هیچ‌گونه تغییری در لکه لیزر در فاصله 2 سانتی متری از کمر پرتو مشاهده نمی‌شود.
د) تغییرات زیاد لکه لیزری در فاصله 5 سانتی متری از کمر پرتو دیده می‌شود.

برای پرتوهای ماتیو-گاوس:
الف) افزایش تدریجی دامنه توزیع شدت در 2 سانتی متر از کمر پرتو.
ب) ناپدید شدن تدریجی قله مرکزی و در مقابل افزایش دامنه دو قله کناری توزیع شدت مشاهده می‌شود.
ج) هیچ‌گونه تغییری در لکه لیزری در 2 سانتی متر از کمر پرتو مشاهده نمی‌شود.
د) تغییر قابل‌توجه لکه لیزری در 5 سانتی متر از کمر پرتو دیده می‌شود.

برای پرتوهای سهموی-گاوس:
الف) بیشترین جابجایی قله‌های توزیع شدت به سمت مرکز را در مقایسه با دیگر پرتوهای خاص در فاصله 2 و 5 سانتی متر از کمر پرتو را شاهد هستیم.
ب) تغییر قابل‌توجه در توزیع شدت و لکه لیزری در فاصله 5 سانتی‌متر از کمر پرتو مشاهده می‌شود.
شکل‌ (3-26)، توزیع شعاعی شدت پرتوهای خانواده هلمهولتز-گاوس برای حالتی که کمر پرتو دمش به ترتیب 200 ,100 و 300 ?m باشد را نشان می‌دهد. این شکل به وضوح نشان می‌دهد که با افزایش کمر دمش، تغییر زیادی در توزیع شدت مدل گرمایی این پرتوهای خاص به وجود می‌آید به گونه‌ای که دیگر تفاوتی بین توزیع شدت مدل گرما و مدل بدون گرما مشاهده نمی‌شود. به نظر می‌رسد با وجود اینکه دمش با توان بالا صورت می‌گیرد، افزایش کمر پرتو دمش سبب کاهش شدید گرادیان دمایی در بلور می‌شود به طوریکه اثرات گرمایی نظیر پاشندگی گرمایی، تنش و کرنش گرمایی در میله قابل صرفنظر کردن می‌شود. محاسبات ما نشان می‌دهد که اگر دمش با توان 5 وات صورت بگیرد، فاصله کانونی عدسی گرمایی القایی از 6/5 سانتی‌متر برای ?p=100 ?m، به مقدار 38/2 ‌متر برای ?p=300 ?m برسد که نشان می‌دهد که تولید گرما در بلور به شدت کاهش یافته و اثر عدسی گرمایی القایی قابل چشم‌پوشی می‌شود. بنابراین با توجه به منحنی‌های توزیع شدت شکل (3-26) به وضوح مشاهده می‌شود که با افزایش کمر
CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

پرتو دمش، تأثیر گرما بر پرتو خروجی لیزر از بین می‌رود.
شکل3-26: از بالا به پایین: توزیع شدت مدل گرمایی پرتوهای خاص در فاصله‌ی 5 سانتی متری از کمر پرتو، به ترتیب برای کمر پرتو دمش 200 ,100 و 300 ?m در توان دمش 5 وات.
CG beams
BG beams
MG beams
PG beams

شکل3-27: از بالا به پایین: لکه لیزری برای مدل گرمایی در فاصله‌ی 5 سانتی متری از کمر پرتو، به ترتیب برای کمر پرتو دمش 200 ,100 و 300 ?m در توان دمش 5 وات.
شکل‌ (3-27)، لکه لیزری پرتوهای خانواده هلمهولتز-گاوس برای حالتی که کمر پرتو دمش به ترتیب 200 ,100 و 300 ?m باشد را نشان می‌دهد. این شکل به وضوح نشان می‌دهد که با افزایش کمر دمش، به تدریج تفاوت بین لکه‌های لیزری مدل گرما و مدل بدون گرما از بین می‌رود. از طرفی شکل

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید