18146

18146

تك‌مدسازي ليزر co2 تپي به روش هيبريد و مشخصه يابي آنها

كارشناسي ارشد

فيزيك اتمي و مولكولي

1393

شهريور ماه 1396

دكتر محمود ملاباشي- دكتر سعيد جلواني

مهندس كاوه سيلاخوري

فيزيك

در اين پژوهش، براي نخستين بار در كشور تك‌مدسازي طولي ليزري به روش هيبريد، كه از كاربردهاي گسترده و بنيادي در پژوهش‌هاي بيناب نمايي ليزري و فرآيندهاي دمش نوري برخوردار است، به انجام رسيده است. در اين راستا آرايه‌ي اپتيكي طراحي و به كار گرفته شد، كه دربرگيرنده يك ليزر پيوسته كم‌فشار و يك ليزر پالسي فشار 3atm مي‌باشد. در اين آرايه، محفظه تخليه ليزر CO2 پيوسته و ليزر CO2 پالسي درون يك كاواك نوسان جاي داده شدند. آنگاه، با بهره‌گيري از تقويت اضافي فراهم آمده در محيط تخليه ليزر پيوسته براي تنها يك مد طولي، نوسان تك‌مد در كل پيكربندي ايجاد گرديد كه به گسيل پالس‌هاي تك‌مد در ليزر انجاميد. شكل زماني پالس‌هاي اين ليزر تك‌مد كه با فوتون‌دراگ آشكارسازي و بر روي اسيلوسكوپ نمايش داده شدند، داراي ساختاري هموار و عاري از دندانه‌ها يا ناهمواري‌هاي ناشي از زنش مدي هستند. تك‌مد شدگي پالس‌هاي اين ليزر داراي فشار آستانه‌اي 7mbar براي ليزر پيوسته بوده است. رفتار پالس‌هاي تك‌مد بدست آمده، در فشارها و توان‌هاي گوناگون ليزر پيوسته در حالت بالا و زير آستانه بررسي شدند. در هر دو حالت بالا و زير آستانه نشان داده شد كه، ديرش زماني، زمان خيز و زمان افت پالس‌ها بيشتر از اندازه‌هاي مربوط به حالت چندمد هستند درحالي كه زمان برساخت پالس‌ها كمتر از اندازه اوليه است. همچنين، بيشينه‌هايي براي ديرش زماني، زمان خيز و زمان افت پالس‌هاي تك‌مد يافت شد، كه در فشار آستانه نوسان ليزر پيوسته و برابر 9/5mbar روي مي‌دهند. واژه‌هاي كليدي: ليزرهاي CO2، ليزرهاي تك‌مد، پيكربندي هيبريد،

1396/09/19

9/11/2019 12:00:00 AM

In this research, for the first time in the country, a hybrid single longitudinal mode laser has been carried out that has expansive and fundamental applications in laser spectroscopy researches and optical pumping processes. In this regard, an optical array including a low pressure continuous wave (CW) and a 3 atm pulsed CO2 laser have been used. In this optical arrangement, the discharge tubes of the continuous wave and pulsed CO2 lasers were located inside a single optical resonator. So that, owing to the additional amplification in the CW medium for only one longitudinal mode, a single mode oscillation in the whole of the configuration has been established, resulting in single longitudinal mode laser pulses. The temporal shape of these single mode pulses, detected by photon drag and displayed on oscilloscope, has a smooth profile without any spikes or roughness due to the mode beating effect. Single mode performance of this laser has a threshold pressure for the CW laser at 7 mbar. Furthermore, the behavior of these single mode pulses at different pressures and powers of the CW laser for above and below threshold conditions has been studied. It has been shown that in both above and below threshold conditions the duration, rise time and drop time of the single mode pulses are higher than the related values in multimode regime. While, the single mode pulses build time is lower than that of the multimode pulses. In addition, maximum points have been found for the duration, rise time and drop time of the single mode pulses that occur at 9.5 mbar oscillation threshold pressure of the CW laser. On the whole, the hybrid configuration has many advantages over other methods. Perhaps the most valuable and most prominent of these advantages is the independence from the compatibility and tuning of two separate resonators. Because this configuration has a single resonator, and the low-pressure and high-pressure sections will inevitably fluctuate on a mode that is compatible with the same resonator. Keywords: CO2 lasers, single mode lasers, hybrid configuration