مقايسه اثرات حرارتي مواد فعال ليزري ‌جامد در ميزبان‌هاي مايع و جامد

Comparison of Thermal Effects of Solid Laser Active Materials in Solid and Liquid Hosts

در ليزرهاي پرتوان حالت #8204;جامد، اثرات گرمايي با ايجاد ناهمگني و اعوجاج در ماده فعال باعث كاهش كيفيت باريكه خروجي شده و حتي مي #8204;تواند باعث آسيب به محيط فعال شود. اين عيب باعث ايجاد محدوديت در حصول حداكثر توان از ليزرهاي حالت #8204;جامد مي #8204;شود. محيط فعال ليزري مايع حاوي ذرات جامد در ابعاد نانو يا ميكرو به شكل محلول كلوئيدي يا مخلوطي از پودر و مايع نامزد جايگزين مواد حالت جامد براي رفع مشكلات گرمايي ليزرهاي پرتوان حالت #8204;جامد است. در اين پژوهش رفتار گرمايي محيط ليزري با ذرات فعال يكسان در دو ميزبان جامد و مايع مقايسه شده است. براي اين كار يك كاواك ليزري #38;nbsp; با 4 لامپ دمش توسط نرم #8204;افزار Zemax طراحي و توزيع گرمايي آن توسط نرم #8204;افزار LASCAD شبيه #8204;سازي #8204;گرديد. نتايج نشان #8204;دهنده انتقال گرماي خوب، گراديان شعاعي كمتر دما و برطرف شدن مشكل گرمايي در ليزرهاي پرتوان با محيط فعال ليزري مايع مي #8204;باشد.

The thermal effects in high power solid state lasers, causing heterogeneity and distortion in the active material, reduce the output beam quality and can even cause damage to the active medium. This failure generates a limitation of the maximum power attainment from lasers. A Liquid laser active medium containing solid particles in the form of nano- or micro-sized colloidal solutions, or a mixture of powder and liquid, replaces solid state material to eliminate the thermal problems of high-power lasers. In this study, the thermal behavior of the laser medium with identical active particles in two solid and liquid hosts has been compared. For this purpose, a laser cavity with four flash lamps was designed by Zemax software, and its thermal distribution was simulated by LASCAD software. The results indicate good heat transfer, lower radial temperature gradient, and removal of the heat problem in high power lasers with the fluid active laser medium.