لنز حرارتی در آمپلی فایرهای لیزری پالس: یک مدل تحلیلی

لنز حرارتی در آمپلی فایرهای لیزری پالس: یک مدل تحلیلی

• معرفی :

رسانه های لیزری مبتنی بر  صرفه حالت جامد اجازه ساخت طیف گسترده ای از سیستم های لیزری را دارا می باشند. برای مثال، توسعه اخیر از سیستم های لیزری با پالس بسیار کوچک تقویت شده و کاربرپسند، بوسیله ی کریستال های لیزری بهبود یافته و جدید و مهمتر از همه تیتانیوم ، یاقوت کبود رنگ، ترویج یافته است. با این حال، ویژگی های حرارتی تقویت کننده حالت جامد، عوارضی را معرفی می کند. انرژی قرار گرفته برای تحریک متوسط صرفه تا حدی به گرما تبدیل می شود، و خنک کنندگی متعاقب رسانه با گرادیان حرارتی مرتبط افزایش می یابد تا به شاخص انکساری عیوب وابسته فضایی برسد. برای نمونه، در یک صرفه رسانه استوانه ای متقارن که در سطح بیرونی خنک شده است، یک دمای بالاتر در میانه رسانه نتیجه می شود، و از آنجا که شاخص انکساری به طور معمول با افزایش دما افزایش می یابد، رسانه دانه ای ؟؟ یک تغییرات شاخصی را نشان می دهد که به مرکز و فوکوس لنز مرتبط می باشد.

از زمان نخستین تقویت کننده حالت جامد، موضوع لنزهای (همگرایی کردن) حرارتی مورد توجه قرار گرفت. میدان با پیشگامی ( مرجع ۱ را مشاهده کنید و مراجع در آنجا) بود و در مقالات اولیه توزیع حرارتی و پس از آن پمپاژ در هندسه های مختلف  را مورد بحث قرار داد. در ابتدا لیزر شیشه ای نئودیوم، بار حرارتی سرعت تکرار سیستم های انرژی بالا را تا منطقه زیر هرتز محدود می سازد. در سالهای اخیر، همچنان که سیستم های مبتنی بر یاقوت کبودرنگ تیتانیوم، به سمت متوسط قدرت خروجی بالاتر پیش می رود، موضوع لنزهای حرارتی (همگرایی کردن حرارت) دوباره یک ارتباط بیشتری دارد. راه حل هایی متعددی برای این مشکل پدید آمده است. نخست میتوان با استفاده از اپتیک های جبرانی همچون آنچه در تقویت کننده ها (آمپلی فایر) های thermaleigenmode کاری کرد که به دور از این مشکل انجام شود، یا با استفاده از حفره های خاص طرح ریز کرد که حساسیت نسبت به حرارت ناشی از لنز و همگرایی کردن به حداقل برسد. دوم ، ویژگی های حرارتی خاص کریستال یاقوت کبود رنگ تیتانیوم در دمای پایین مورد  سوء استفاده قرار گیرند تا یک تقویت کننده مبتنی بر کریستال خنک شده به طور برودتی را تدبیر کنند، که آن اخیرا در طیفی از پارامترهای لیزری در دسترس است که اساسا از لنز کردن (همگرایی) حرارتی آزاد و رها می باشند.

در این ارتباط، یک بیان تحلیلی بسته برای ویژگی و خواص لنز کردن (همگرایی) حرارتی کریستال های نوری در میزان های مختلف تکرار پمپ ارائه شده است ( به بخش ۲ و ۳ نگاه کنید).  این بیان دقیقا تحت مفروضات پروفایل لیزر پمپ های یکسان است. با توجه به سادگی این بیان، این بخوبی برای ارزیابی طیف پارامترهای مورد قبول برای آمپلی فایر (تقویت کننده های) لیزری کریستال های کنونی و آینده ( به مبحث بخش ۴ نگاه کنید) مناسب هستند.

ادامه با خرید و دانلود

مطالعه بیشتر