بررسي تمركز و همگرايي ليزر هارمونيك دوم چرخ واگن با استفاده از روش اجزاي محدود گلركين

Investigation of Focusing and Convergence of Wagon Wheel Second Harmonic Laser Using Galerkin Finite Element Method

مقدمه: اين تحقيق به​منظور بررسي تمركز و همگرايي ليزر هارمونيك دوم فيبر چرخ واگن سه​حفره‌اي با هستۀ ليتيوم تاليم اكسيد (LiTaO3) با استفاده از روش اجزاي محدود صورت گرفته است. اين ماده تقارن مركزي ندارد و توانايي ايجاد هارمونيك دوم را دارد. روش بررسي: هنگامي​كه نور ورودي با طول موج 0/866 ميكرومتر وارد فيبر مي‌شود، به​دليل نوع ساختار فيبر و نيز به​دليل مادۀ ايجادكنندۀ هارمونيك دوم در هستۀ فيبر، شدت قلۀ موج فرودي در اثر انتشار در اين محيط غير خطي افزايش مي​يابد و هارمونيك‌‌هاي بالاتر به​ويژه هارمونيك دوم را ايجاد مي‌كند. معادلۀ حاكم بر فيبر، معادلۀ ويژۀ مقداري غيرخطي است كه براي حل ويژۀ مقادير آن از روش عددي اجزاي محدود كه بسيار دقيق است استفاده شده است. يافته‌ها: براساس معادلات موج، ويژۀ مقادير مربوط به هارمونيك اول و دوم محاسبه​شده و نمايش دو و سه​بُعدي همگرايي ميدان‌هاي الكتريكي هم‌بسته با ويژۀ مقدار هارمونيك دوم مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين تحول و رشد اين مدها و نيز توان خروجي براي 4 شدت انتخابي در مسير Z از طول فيبر محاسبه شده است. توان بالايي حدود 400 وات نيز براي اين فيبر حاصل شده است. نتيجه‌گيري: باتوجه به مش‌بندي دقيق و انعطاف‌پذير بودن روش اجزاي محدود در شرايط مرزي، اين روش از بين ديگر روش‌هاي شبيه‌سازي‌ موجود (FDTD,FDFD و ...) انتخاب شده است. توان بالا و تراكم و همگرايي شديد توزيع ميدان الكتريكي ناشي از اين فيبر قابل ملاحظه بوده است. به‌دليل تمركز و همگرايي بالاي موج خروجي، پيشنهاد مي‌شود كه از اين فيبر در ايجاد ليزرهاي هارمونيك دوم جهت كاربرد در جراحي به‌عنوان ابزاري در تيغۀ جراحي و ازبين‌بردن تومورها به‌دليل ايجاد حرارت زياد استفاده شود. محدوديت اين روش در كنترل حرارت ايجادشده مي‌باشد و بايستي طوري اعمال شود كه به سلول‌هاي سالم آسيبي وارد نشود.

This article has no abstract.