امتیاز موضوع:
  • 39 رأی - میانگین امتیازات: 2.79
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
دیسک لیزر (لیزر دیسکی)
#1

اولین "لیزرهای دیسکی" در آزمایشگاه Laser Energetics در آمریکا معرفی و سپس در دیگر مراکز تحقیقاتی جهان توسعه یافتند. بخصوص تحقیقات در این زمینه در دانشگاه اشتوتگارت آلمان در سالهای١٩٩٤ وپس از آن سبب توسعه این لیزر برای ماده فعال Yb:YAG شد.

[تصویر:  DiskLaserJPEG.jpg]
لیزر دیسک که قبلاً با نام آینه فعال شناخته میشد، یکی از انواع لیزرهای حالت جامد است که بر اساس پمپاژ به وسیله لیزرهای دیودی طراحی شده و تحقق لیزرهایی را که به طور همزمان دارای سه مزیت اصلی توان بالا، کیفیت بالای پرتو خروجی و بیشترین بازده انرژی باشند را میسر ساخته است. استفاده از محیط فعال به شکل یک لایه نازک (معمولا به شکل قرصی نازک) که ضخامت آن در حدود چند دهم میلیمتربوده، قطری تا چند ده میلیمتر دارد و از طرف یکی از سطوحش که بازتاباننده کامل است سرد می شود، مشخصه اصلی در طراحی این نوع لیزر است .
سطح بازتابان دیسک در نوسانگر لیزر، نقش آینه پشت را بازی میکند وبه همین دلیل این ساختار آینه فعال نیز نامیده میشود.

[تصویر:  thin_disk_laser_head.png]
در این نوع لیزر به خاطر نوع فرآیند خنک سازی، تغییرات عرضی دما و اعوجاجات فازی عمود بر جهت حرکت نور به کمترین مقدار کاهش یافته و دمادر سطح دیسک تقریباً یکنواخت خواهد بود البته به این شرط که دمش و خنک سازی بطور یکنواخت به انجام رسند. بعلاوه به علت بزرگی نسبت سطح خنک سازی به حجم ماده فعال، زایل شدن گرما از طریق گرماچاه(Heat Sink) بطور بسیار موثری انجام میشود. بنابراین قابلیت دمش بسیار شدید دیسک ماده فعال به حدی که چگالی توان جذب شده در ماده فعال تا حدود MW/cm3 ١ برسد امکانپذیر است. مجموعه این عوامل منشاٌ وقوع همزمان توان بالا، کیفیت باریکه خوب وبازده بالای لیزرهای دیسک در مقایسه با لیزر های متداول حالت جامد از نوع میله ای(Rod Type) و یا تیغه ای(Slab Type)می باشند.
[تصویر:  1_micron_yag_disk_laser.jpg]
در کنار ویژگیهای برجسته لیزر دیسک نازک در رژیم کاری پیوسته، این نوع لیزر همچنین برای کار در رژیمهای پالسی بخصوص برای لیزرهای با توان متوسط بالا(نرخ تکرارپالسهای از kHz ١ تا چندصد kHz) مناسب است. تا کنون لیزرهای دیسک نازک پالسی در رژیمهای میکروثانیه، نانو ثانیه،پیکو ثانیه وفمتو ثانیه معرفی ودر مواردی محصولات تجاری آنها وارد بازار شده اند که در تمامی موارد دارای کیفیت پرتوعالی وبازده بالا می باشند.
در حال حاضر توان kW ٣/٥ از یک تک دیسک از جنسYb:YAG به عنوان ماده فعال با کیفیت باریکه mm mrad ٨، معادل ٢٤ M2= بصورت آزمایشگاهی بدست آمده که برای بسیاری از کاربردهای صنعتی مناسب است. همچنین دستگاه لیزر صنعتی چند دیسکی با توانkW ١٦ با همان کیفیت باریکه ساخته شده است. این مثال نشانگر یکی دیگر از ویژگیهای برجسته لیزر دیسک یعنی افزایش توان بدون کاهش چشمگیر در کیفیت باریکه خروجی است. اخیرا گزارش هایی مبنی بر ساخت لیزرkW ٢٥ از این نوع، با خروجی تقریبا تک مد(مد اصلی) انتشار یافته است!
[تصویر:  disklaser.jpg]
تصویری از ستاپ یک لیزر دیسکی با توان 8 کیلو وات از شرکت TRUMPF


در کشور ما نیز توسعه این دسته از لیزرهای حالت جامد عمدتاً در مرکز ملی علوم وفنون لیزر ایران دنبال شده است. این مرکز مطالعات اولیه به قصد ساخت این نسل از لیزرها را از چند سال پیش با انجام مطالعات، و شبیه سازیهای لازم در تمامی قسمتها از قبیل سامانه آماده سازی نور لیزرهای دیودی پمپاژ، حل معادلات آهنگ با در نظر گرفتن پروفایل نور دمش و کوپل آن با تغییرات دمای کریستال به منظور تعیین پارامترهای بهینه از قبیل ضخامت وآلاییدگی(Dopant) دیسک، شبیه سازی و محاسبات مربوط به نوسانگر لیزر برای تعیین پارامترهای لازم جهت رسیدن به کیفیت باریکه ای هر چه مطلوبتر، تحقیق در مورد چگونگی اتصال دیسک به گرما چاه، محاسبات مربوط به سامانه خنک کننده برای رسیدن به طراحی مطلوب این سامانه وبسیاری جزئیات دیگر آغاز کرده است. بر مبنای این تحقیقات، ساخت نمونه های اولیه از این لیزر در توان حدود 1٦٠٠W با موفقیت به انجام رسیده است. هم اکنون مراحل بهینه سازی و صنعتی کردن این لیزرها در دستور کار مرکز قرار دارد. علاوه بر آن رسیدن به توانهای بالاتر همراه با کیفیت پرتو قابل قبول از جمله اهداف آتی مرکز ملی علوم وفنون لیزر ایران است.


پاسخ
 سپاس شده توسط mr.allahbeigi ، مسعود وحید


موضوعات مرتبط با این موضوع...
موضوع نویسنده پاسخ بازدید آخرین ارسال
Information لیزر چگونه کار می کند (بخش اول ) مسعود وحید 0 985 05-10-2012، 06:01 PM
آخرین ارسال: مسعود وحید
Information لیزر چگونه کار می کند (بخش دوم) مسعود وحید 0 580 05-10-2012، 05:55 PM
آخرین ارسال: مسعود وحید
Information لیزر چگونه کار می کند ( بخش سوم ) مسعود وحید 0 994 05-10-2012، 05:51 PM
آخرین ارسال: مسعود وحید
  فیلم آموزش شناخت لیزر و فیبر نوری Dash @li 0 913 07-09-2012، 10:27 AM
آخرین ارسال: Dash @li
Rainbow آشنایی کلی با لیزر Nd:YAG manage2 0 4,337 26-08-2012، 04:42 PM
آخرین ارسال: manage2
  :: آشنایی با رشته مهندسی اپتیک و لیزر :: manage2 0 3,101 17-07-2011، 02:30 PM
آخرین ارسال: manage2
Lightbulb تفاوت نور لیزر با نور لامپ معمولی! manage2 0 3,061 14-07-2011، 07:32 PM
آخرین ارسال: manage2

پرش به انجمن:


کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان