تغییرات زمانی حوزه های درجه حرارت و تنش در یک لیزر ضربانی بره ای nd:yag تحت دمش طولی

لیزرهای دمشی دیودی کاربرد فراوانی در تحقیقات علمی، فرآیندهای صنعتی، پزشکی و نظامی پیدا نموده اند. به دلیل کارایی بالا و بسته هایی با قابلیت ترکیبی و کیفیت پرتو مناسب، لیزرهای حالت جامد با دمش طولی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به ملزومات توان خروجی لیزر و انتخاب پیکربندی دمش، طراحی های نوری متفاوتی برای انتقال انرژی از منبع نوری به ماده فعال در نظر گرفته می شود. در لیزرهای دیودی، انتقال پرتو نور به صورت دمش عرضی، طولی و جانبی انجام می گیرد. امروزه به دلیل کاربرد فراوان لیزرهای توان بالا در صنعت، مطالعه روی اثرات حرارت جذب شده در محیط های لیزری اهمیت پیدا کرده است. گرمای ایجاد شده در محیط بلور از محدودیت های اساسی بر سر راه افزایش توان لیزرها می باشد. زیرا ایجاد توان های بالا منجر به ایجاد تنش های گرمایی شدید، دوشکستی تنشی و عدسی شدگی گرمایی در محیط بلور لیزر شده و منجر به کاهش کیفیت پرتو خروجی و یا شکست محیط می گردد. در این پژوهش تحلیل زمانی حرارتی - سازه ای یک بره nd:yag تحت دمش طولی پیوسته و ضربانی، به صورت گذرا، با استفاده از روش اجزاء محدود انجام خواهد شد. روی سطوح جانبی بزرگ بره جریان آب برقرار است که وظیفه اش خنک نمودن گرمای تجمع یافته حاصل از جذب پرتوهای دمشی می باشد. از طریق روش های آنالیز میدان های جفت شده حرارت - سازه، توزیع زمانی و مکانی دما و تنش در محیط لیزر محاسبه شده است. در تحلیل های مربوط به دمش طولی پیوسته، توزیع دما و تنش از شروع دمش تا حالت پایا تعیین گردیده و سپس مقادیر حداکثر تنش و دمای ایجاد شده در بره ای که تحت تأثیر دمش طولی پیوسته و ضربانی قرار دارد، محاسبه گردیده و با توجه به مقدار بیشینه تنش محاسبه شده برای توان های دمشی مختلف، میزان حداکثر توان دمشی که منجر به شکست بره می شود محاسبه شده است. در نهایت با توجه به توزیع دمایی و تنش در محیط لیزر، عدسی شدگی، فاصله کانونی و دوشکستی محیط بره ارزیابی گردیده است.