نویسندگان

• محمود سلطان الکتابی
• محمد حسین نادری

چکیده

در این مقاله, با به کارگیری رهیافت توابع گرین تابع توزیع سه بعدی دمای لیزر القاییده در یک محیط مادی که بنا به روش طیف نمایی جا به جایی گرمانوری, توسط یک چشمه لیزری موج پیوسته مدوله شده برتابیده می شود را تعیین کرده ایم و ویژگیهای آن را مورد مطالعه قرار داده ایم. تابع توزیع مزبور که به ویژگیهای چشمه لیزری, مانند توان, بسامد مدولاسیون و شعاع باریکه لیزری, و نیز مشخصه های اپتیکی و گرمایی ماده برتابیده و محیط اطراف آن, مانند ضریب جذب اپتیکی و ضرایب رسانندگی و پخش گرمایی, وابسته است از خود رفتاری شبیه به یک موج گرمایی میراشونده نشان می دهد. علاوه براین, تابع توزیع مزبور را برای یک نمونه معین (GaAs) به روش عددی مورد بررسی قرار داده ایم. نتایج به دست آمده نشان می دهند که تغییر بسامد مدولاسیون تاثیر چندانی بر رفتار کلی انتشار موج گرمایی ندارد. از سوی دیگر معلوم شده است که افزایش بسامد مدولاسیون علاوه بر اینکه موجب کاهش دمای سطح نمونه می گردد, میرابی سیگنال گرما نوری را نیز سرعت می بخشد.

عنوان مقاله [English]

The three dimensional Laser induced temperature distribution in photothermal displacement spectroscopy

نویسندگان [English]

• M. Soltanolkotabi
• M. H. Naderi

چکیده [English]

  In this paper we present a detailed theoretical treatment of the 3-D temperature distribution induced by laser beam in photothermal displacement spectroscopy. We assume that a solid sample, which is deposited on a substrate and is in contact with a fluid, is irradiated by an intensity modulated cw laser source. By using a technique based on Greens function and integral transformations we find the explicit expression for temperature distribution function. This function which depends on the properties of the laser beam and optical an thermal properties of the sample, the substrate and the fluid, exhibits the characteristics of a damped thermal wave. Numerical analysis of the temperature distribution for a certain sample (GaAs) reveals that the behavior of thermal wave is not so sensitive with respect to the variation of the modulation frequency. On the other hand, we find that the temperature of the sample surface decreases with increasing modulation frequency because of the thermal inertia of the sample. Furthermore, the effective thermal length decreases with increasing modulation frequency, thereby making the decay of photothermal signal faster.

کلیدواژه‌ها [English]

• photothermal spectroscopy
• photothemal effect
• photothermal wave
• temperature distribution