نویسنده
گروه فیزیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
چکیده
در این مقاله کیفیت پرتویی لیزر قرص در تشدیدگر ناپایدار به صورت عددی و در دو حالت محاسبه شده است. در حالت اول اثر حرارتی در نظر گرفته نشده است و با استفاده از روابط باریکه تعمیم‌یافته کمیت‌های پهنای باریکه، واگرایی زاویه‌ای، شعاع انحنای جبه موج و در نهایت ضریب کیفیت پرتوی لیزر قرص محاسبه شده است. این محاسبات نحوه وابستگی کیفیت پرتو به کمیت بزرگ‌نمایی را در لیزر قرص نشان می‌دهند. در حالت دوم اثرات حرارتی در نظر گرفته شده است. در این حالت نیز با استفاده از روابط تحلیلی توزیع دمای بلور و عوامل ایجاد کننده OPD، ضریب کیفیت پرتوی لیزر قرص نازک به صورت عددی محاسبه شده است. وقتی که اثر حرارتی در نظر گرفته می‌شود، محاسبات نشان می‌دهند کیفیت لیزر قرص نازک نسبت به حالتی که اثر حرارتی در نظر گرفته نشده بود، بدتر شده است و توان خروجی نیز به شدت کاهش یافته است.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Numerical investigation of laser beam qulity in thin disk laser with unstable resonator
نویسنده [English]
- R Beirami
چکیده [English]
In this article, M2 factor of a thin disk laser with unstable resonator in two regimes is calculated numerically. In the first case, thermal effects are ignored and the parameters of beam width, divergence angle, radius of wave front curvature and finally, M2 factor of laser beam are calculated by using generalized beam parameters. These calculations show that the beam quality of the laser is dependent on the resonator magnification parameter in disk laser. In the second case, thermal effects are considered. In this regime, by using analytical formula for distribution of temperature in crystal and the main contributors to the OPD, M2 factor of thin disk laser is calculated numerically. When the thermal effects are considered, calculations show that the beam quality of thin disk laser is degraded in respect to the condition in which thermal effect was ignored, and also the output power is reduced extremely.
کلیدواژه‌ها [English]
- M2 factor
- unstable resonator
- thin disk laser
- generalized beam parameters
- OPD
2. C Nelson and J Crist, Laser Technik Journal 9, 1 (2012) 36.
3. M Shayganmanesh, M H Daemi, Z h Osgoui, S Radmard, et al., Optics & Laser Technology 44, 7 (2012) 2292.
4. J Alda, “Laser and Gaussian Beam Propagation and Transformation”, Enclopedia of Optical Engineering, Madrid (2001) 999.
5. V Sazegari, M R Jafari Milani and A K.Jafari, Appl Optics 49, 36 (2010) 6910.
6. V Ashooriand et al., “Heat Generation and Removal in Solid State Lasers”, INTECH Open Access Publisher, chapter 12 (2012) 342.
7. G Zhu et al., Appl. Optics 54, 10 (2015) 3025.
8. J Shang et al., Appl. Optics 50, 32 (2011) 6103.
9. J Mende et al., “Thin-disk laser Power scaling to the kW regime in fundamental mode operation’’, SPIE: lasers and applications in Science and Engineering 7193, 71931v, (2009) v1-v12.
10. M Shayganmanesh and R Saeedizadeh, Opt. Quant. Electron 21, 7 (2014) 197.
11. H Weber, “Laser Resonators and Beam Propagation”, 2nd edition, Springer (2004) 57.
12. E Anashkina and O Antipov, J. Opt. Soc. Am. B 27, 3 (2010) 363.
13. G Zhu et al., Appl. Optics 53, 29 (2014) 6756.
)