هدف از این پایان نامه طراحی لیزر حالت جامد nd:yag با پهنای تپ پیکو ثانیه با استفاده از آینه های نیمرسانای جاذب اشباع پذیر sesam است. دو روش کلی برای قفل بندی مدهای طولی لیزری وجود دارد :1- قفل بندی مدی کنا که از مدوله ساز کنای دامنه، am، و یا از مدوله ساز فازی، fm، استفاده می شود 2- قفل بندی مدی ناکنا که از مدوله ساز خود دامنه sam تپ کوتاه تشکیل می‏‏شود. استفاده از sesam یکی از روش های sam برای مدوله ساز اتلافی است. ساختارهای sesam بخاطر قابلیت ایجاد تغییر در خواص اپتیکی خطی و غیر خطی آنها نظیر شار اشباع ، زمان واهلش، ، عمق مدوله سازی، ، و اتلاف غیر اشباع پذیر، ، در سامانه های لیزری گوناگون و برای مقاصد مختلف پزشکی، صنعت، نظامی و مخابرات و ارتباطات، قابل طراحی است. در طراحی و انتخاب sesam برای تولید قطار پیوسته تپی در لیزرهای حالت جامد همواره دو شرط خود شروع شدگی وجلوگیری از ناپایداری کلید زنی q باید در نظر گرفته شود. در انجام این پایان نامه با در نظر گرفتن دو شرط مذکور و همچنین شرایط پایداری تشکیل تپ و حد آستانه تخریب sesam مورد نظر، یک نمونه sesam مناسب با مشخصات ، ، ، ، و حد آستانه ‏تخریب برای قفل‏بندی مدی پیوسته لیزر nd:yag دمش از پهلو طراحی شده است. در ادامه با استفاده از برنامه ی film wizard با تغییر هر یک از عوامل ساختاری sesam یک الگوی آرمانی برای طول موج لیزری حدود معرفی شده است. در طراحی بازآواگر لیزری قفل شده مدی عوامل مختلفی از جمله راه نوری، شعاع آینه کروی، توان دمش لیزر دیود ها، و محل مناسب روزنه بر شرایط پایداری و ایجاد تپ موثر است. از این رو در این پایان نامه اثر هر یک از عوامل یاد شده بر خروجی و پایداری لیزر و همچنین اثرات حرارتی القایی بازاواگر از دیدگاه نظری با برنامه ی نوشته شده در محیط matlab و در آزمایشگاه از نظر تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی ها در آخر منجر به طراحی بازآواگر v شکل تشکیل یافته از دو آینه تخت جلویی و عقبی و شعاع آینه کروی راه نوری ، نرخ تکرار ، و توان دمش در محدوده ی شده است. بهترین مکان قرار گیری روزنه برای ایجاد تک مد عرضی لیزری در بازوی v شکل در نظر گرفته شد. در آخر با مطالعات و بررسی های انجام گرفته، یک نمونه بازآواگر آرمانی و sesam مناسب به‏عنوان مدوله‏ساز اتلافی برای قفل بندی مدی طولی لیزر nd:yag دمش از پهلو معرفی شده است.

هدف از این پایان نامه، طراحی بازآواگر لیزر قفل شده ی مدی nd:yag با استفاده از مدوله ساز آکوستواپتیک، به منظور تولید تپ کوتاه پیکوثانیه ای است. این لیزر توسط لیزر دیودی دمش شده و به وسیله مدوله ساز آکوستواپتیک (aom) قفل بندی مدی کنا می شود. به منظور انتخاب بلور مناسب برای aom ، برهم کنش آکوستواپتیکی همسانگرد و ناهمسانگرد را بررسی کردیم. همچنین پراش چند مرتبه ای همسانگرد که پراش رامان-نث نامیده می شود و پراش تک مرتبه ای همسانگرد که پراش براگ نام دارد، مطالعه شده است. ما بلور sio2 را برای بلور aom انتخاب کردیم. دلیل این انتخاب، کیفیت اپتیکی بالا، جذب نوری پایین و آستانه تخریب اپتیکی بالا می باشد. بلور sio2 در زاویه بروستر برش داده شده است و aom در فرکانس rf برابر80mhz و توان صوتی کمتر از1w کار می کند. از آنجاکه فرکانس مدوله سازی ثابت است، طول بازآواگر ثابت و برابر93.75cm می شود.برای کوچک شدن سامانه، بازآواگر را به صورت z شکل طراحی کردیم. آینه های تاکننده ابیراهی آستیگماتیسم را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهند. با استفاده از برنامه ای که توسط نرم افزار matlab نوشتیم، قطر پرتوی لیزر را در تمامی نقاط بازآواگر به دست آوردیم. در نمونه مورد مطالعه ما اگر یک وجه بلور nd:yag در زاویه بروستر باشد، با وجود پایدار بودن بازآواگر، آستیگماتیسم وجود خواهد داشت. به همین دلیل بلور لیزر را بدون برش در زاویه بروستر در نظر می گیریم. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که هرچه aom به آینه جلویی بازآواگر نزدیک تر باشد، در موازی شدن پرتو قبل از aom تأثیر بیشتری دارد. اگر فاصله های کانونی آینه های تاکننده به ترتیب 3.5m و 2m و فاصله ها ی بین مولفه های اپتیکی برابرd1=20cm ، d3=20cm ،d2=46cmو d4=5cm باشند، بازآواگر پایدار شده، آستیگماتیسم از بین می رود و پرتوی رسیده به aom تقریباً موازی می شود.