طراحی لیزر موجبر co2 با برانگیزش عرضی rf و مدلسازی تخلیه در فشارهای میانی

در این پایان نامه به بررسی ساختار یک لیزر موجبر co2 با برانگیزش عرضی بوسیله ی امواج با بسامد رادیویی می پردازیم. در ابتدا با اشاره به ملاحظات طراحی، نحوه ی تاثیر پارامترهای موثر در طراحی از قبیل ترکیب گاز، دما، فشار و ساختار اپتیکی لیزر co2، ویژگی های تخلیه ی الکتریکی خازنی در بسامد رادیویی را بیان می کنیم و فرکانس بهینه برای تزریق بیشترین توان چشمه rf به محیط تخلیه را محاسبه می کنیم. سازوکار شکست در تخلیه ی خازنی و ضرایب یونش از دیگر مباحثی است که به منظور درک بهتر فرایندهای تخلیه و مدهای کاری لیزر، بیان می شود. در ادامه با استفاده از یک الگوی شش دمایی شبیه سازی محیط فعال لیزر co2 انجام می شود و پارامترهای خروجی آن محاسبه می شود. الگوی شش دمایی نسبت به الگوی های دیگر از دقت و جامعیت بیشتری برخوردار است، زیرا در این الگو تقریباً تمام گذارهای دخیل در فرایند لیزر که بین ترازهای ارتعاشی - چرخشی مختلف در مخلوط گاز رخ می دهند، در نظر گرفته می شود. به دلیل اهمیت نحوه ی توزیع الکترون ها، بعنوان پارامتر دمش درون محیط تخلیه، این پارامتر را با در نظر گرفتن توزیع فضایی و زمانی ذرات درون پلاسما و بررسی معادله ی پیوستگی حاکم بر چگالی الکترونها، برای یک لیزر موجبر با برانگیزش rf بررسی می-کنیم. سپس به بررسی شبکه ی تطبیق امپدانس مدار و نحوه ی طراحی آن می پردازیم. در انتها، مورد خاصی از لیزر موجبر co2 با برانگیزش عرضی rf و توان خروجی حدود 100 وات، جهت ساخت پیشنهاد می شود.