فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:78
فهرست مطالب:
عنوان شماره صفحه
چکیده 1
فصل اول: کلیات تحقیق
1-1- توضیحات مقدماتی 3
1-2- پراکندگی برانگیخته بریلوئین در فیبرهای نوری 4
1-3- لیزر فیبر بریلوئین – بررسی اجمالی 6
1-4- هدف این فرضیه ها 8
1-5- تحقیقات انجام شده 8
فصل دوم: لیزهای فیبری بریلوئین
2-1- انتشار موج الکترومغناطیس در محیط های خطی و غیر خطی 11
2-2- اثرات غیر خطی در فیبر های نوری 12
2-3- اصول پراکندگی برانگیخته بریلوئین 14
2-4- نظریه پایه 15
2-5- فرایند فیزیکی 19
2-6- بهره طیف بریلوئین 22
فصل سوم: تولید لیزرهای فیبری بریلوئین
3-1- مقدمه 27
3-2- آستانه بریلوئین 30
3-3- لیزر 31
3-4- تولید لیزرهای فیبری بریلوئین 35
3-5- تولید لیزرهای فیبری بریلوئین چند طول موجی 38
3-5-1 تولید لیزر فیبری بریلوئین چند طول موجی در کاواکهای حلقوی 38
3-5-2 تولید لیزر فیبری بریلوئین چند طول موجی در کاواکهای خطی 41
فصل چهارم: بررسی پراکندگی بریلوئین و کاربرد آن در تولید لیزر فیبری بریلوئین
4-1- مقدمه 44
4-2- مرحله اول: بررسی پارامتر ضریب انعکاس در عملکرد لیزر فیبری بریلوئین در طول ثابت 46
4-3- مرحله دوم: بررسی تاثیر تغییر طول در بازده و محاسبه ضریب انعکاس بهینه در لیزر فیبری بریلوئین 48
4-4- مرحله سوم: محاسبه بازده برای ضریب انعکاس بهینه در طول های مختلف 49
4-5- پیکربندی لیزر فیبری بریلوئین جدید با توان خروجی بالا 50
4-5-1 چکیده مطلب 50
4-5-2 مقدمه 50
4-5-3 تنظیمات آزمایشی 51
4-5-4 نتیجه و بررسی 52
4-5-5 نتیجه گیری 54
فصل پنجم: نتیجه گیری
5-1- نتیجه و پیشنهادات 57
منابع و ماخذ 59
فهرست منابع انگلیسی 59
پیوست ها 63
پیوست الف 63
چکیده انگلیسی 66
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
جدول(4-1): داده های مورد استفاده برای شبیه سازی 45
جدول (4-2): شدت آستانه لیزر برای طول های مختلف 50
فهرست اشکال
عنوان شماره صفحه
شکل(2-1): نمودار فرکانس بر حسب عددموج برای دو شاخه فونون نوری و صوتی. 18
شکل(2-2): شمایی از مقایسه امواج استوکس و آنتی استوکس از نظر طول موج. 19
شکل (2-3) طیف بهره بریلوئین از 3 فیبر در : (a) فیبر هسته سیلیکا. (b) فیبر روکش فشرده و (c) فیبر تغییر پراکندگی 23
شکل (3-1): اختلاف شدت در پمپ و استوکس 31
شکل (3-2): طرح پیکربندی کاواک خطی (a) و کاواک حلقوی (b) را نشان می دهد. 37
شکل(3-3): یک کاواک حلقوی برای تولید لیزر فیبری بریلوئین را نمایش می دهد. 37
شکل(3-4): مجموعه پیشنهادی تجربی برای تولید لیزر چند طول موجی با جدائی GHz 10 و GHz 20 39
شکل(3-5): تولید لیزر چند طول موجی با فاصله جدائی nm 16/0 (20 گیگاهرتز) بین خطوط متوالی در جهت‌های مستقیم و معکوس را نشان می‌دهد 40
شکل(3-6): تولید یک لیزر چند طول موجی با تعداد 8 خط و جدایی بین خطوط nm 08/0 که از ترکیب موجهای در شکل قبل حاصل شده است 40
شکل (3-7): کاواک خطی پیشنهادی برای تولید لیزر فیبری چند طول موجی بریلوئین را نشان می‌دهد 41
شکل (3-8): لیزر چند طول موجی حاصل در طیف خروجی کاواک خطی را با تغییرات نسبتهای متفاوت پایه B از گرداننده اپتیکی OC2 را نشان می‌دهد 42
شکل (4-1): شدت استوکس بر حسب شدت پمپ در طول 1 متر 47
شکل 4-2: شدت استوکس بر حسب شدت پمپ 47
شکل(4-3): بازده مرتبه اول استوکس در ضریب های انعکاس های مختلف 48
شکل(4-4): شدت استوکس بر حسب شدت پمپ در ضریب انعکاس بهینه 0.5 در چهار طول 0.3 ، 0.5، 1 و 1.5 متر(به ترتیب از بالا به پایین). 49
شکل(4-5): در این نمودار بازده در ضریب انعکاس بهینه و در طولهای0.3، 0.5، 1 و 1.5 رسم شده است. 49
شکل(4-6): تنظیمات آزمایشی برای (a) لیزر فیبر بریلوئین معمولی و (b) پیکربندی جدید فیبر بریلوئین ارائه شده 52
شکل (4-7): مقایسه طیف خروجی لیزر فیبربریلوئین بین پیکربندی معمولی (پیکربندی a) و پیکربندی جدید لیزر فیبر بریلوئین ارائه شده (پیکربندی b) 53
شکل (4-8): جستجوی خروجی لیزر فیبر بریلوئین در نسبت های متصل کننده خروجی مختلف. پیوست آن شکل بزرگ شده ناحیه قله خروجی است. 54
چکیده
هدف در این پایان نامه حل معادله شدت استوکس و پمپ برای یک لیزر خطی فیبری بریلوئین بهینه سازی بازده لیزر می باشد. فرایند فیزیکی براکندگی برانگیخته بریلوئین به وسیله برهمکنش غیرخطی بین نور تابشی (موج پمپ) با نور پراکندگی بریلوئین (موج استوکس) و موج آکوستیکی است که در طی یک فرایندی به نام الکترواستیرکشن تولید می شود لیزرهای فیبری بریلوئین توجه وسیعی را به دلیل آستانه کم و بهره بالا در انتقال توان پمپ به لیزر به خود جذب کردند. پراکندگی بریلوئین به عنوان یک پدیده اپتیک غیر خطی، کاربردهای زیادی به شکل تقویت کننده لیزر، سنسور و ... در صنعت مخابرات یا پزشکی دارند. در این میان لیزرهای فیبری بریلوئبن از جایگاه ویژه ای برخوردارند. در فصل های 1 ، 2 و 3 اصول پراکندگی بریلوئین وهمچنین کاربرد آن را در تولید لیزرهای فیبری به تفصیل توضیح داده ایم. هدف اصلی این پایان نامه در فصل 4 آمده که در این فصل کار ما بهینه سازی لیزر خطی فیبری بریلوئین است. بنابراین از حل معادلات لیزر بریلوئین شروع می¬کنیم که این معادلات تا مرتبه اول بریلوئین نوشته شده است و از مراتب بالاتر استوکس صرف نظر شده است. عوامل زیادی برکارکرد لیزر بریلوئین اثرگذار هستند. از این میان می توان به ضریب انعکاس آیینه ، شدت پمپ ورودی و طول لیزر اشاره کرد. در فصل چهارم پنج فرضیه در نظر گرفته ایم که فرضیه اول شبیه سازی لیزر فیبری مرتبه اول بریلوئین است یعنی یک لیزر تک طول موج. فرضیه دوم این است که هیچ پدیده غیر خطی دیگری در محیط فیبر تولید نمی شود. فرضیه سوم شکل کاواک است، کاواک های معمول لیزر فیبری یه صورت خطی و یا حلقوی است که در اینجا از فیبر خطی با طول معین استفاده شده است. فرضیه چهارم برای سادگی و حل معادلات فرض کردیم دو انتهای فیبر از آیینه ها فاصله کمی دارد و از این اتلاف صرفنظر می¬کنیم. فرضیه پنجم شرایط مرزی است.
کلمات کلیدی: فیبر، پراکندگی برانگیخته بریلوئین، پراکندگی برانگیخته رامان، لیزر فیبری بریلوئن، تقویت کننده نوری