نام پژوهشگر: ضحی توکلی بنیزی

مطالعه تکنیک cpa در افزایش شدت لیزرهای پرتوان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه 1389
  ضحی توکلی بنیزی   احمد مشاعی

پس از اختراع اولین لیزر در سال 1960، با کاربردهای فراوانی که این وسیله در صنعت و تکنولوژی پیدا کرد، تلاش برای کوتاه‏تر کردن پهنای زمانی پالس لیزرها ادامه یافت. در سال 1985 تکنیک cpa(chirped pulse amplification) یا تقویت پالس تیز شده توسط مورو و استریکلند ارائه شد. این تکنیک شامل سه مرحله است. ابتدا با استفاده از یک لیزر، پالس کوتاهی تولید می‏شود. سپس این پالس با استفاده از یک جفت توری یا یک جفت منشور پهن می‏شود. کشیدن پالس باعث کاهش قله توان پالس شده در نتیجه، در مرحله تقویت، آسیب‏های اپتیکی کمتری به محیط بهره لیزر وارد شود. سپس پالس وارد سیستم تقویت‏کننده می‏شود. برای داشتن تقویت بهتر می‏توانیم به جای یک مرحله، از چند مرحله تقویت استفاده کنیم. در نهایت پالس وارد مرحله فشرده‏سازی که مشابه مرحله کشیدن است، می‏شود. برای انتشار پالس در محیط لیزری cpa دو مدل تئوری وجود دارد، مدل تقویت همدوس و مدل فرانتز-نودویک. در این پایان‏نامه این دو مدل مطالعه شده‏اند. سپس سه مرحله تکنیک cpa شامل کشیدن، تقویت و فشرده‏سازی را شبیه‏سازی کرده‏‏ایم. برای شبیه‏سازی مرحله تقویت از مدل فرانتز-نودویک که بر پایه انتشار فوتون است، استفاده کرده‏ایم. شبیه‏سازی مراحل پهن‏کردن و فشرده‏سازی مشابه یکدیگر است. اثر کشنده یا فشرده کننده بر روی پالس را می‏توانیم با ضرب یک فاکتور فازی نشان دهیم. برای این کار یک فاز استاندارد، که از مدل ریاضی به دست آورده‏ایم، را در عبارت میدان ضرب می‏کنیم. در نهایت توانستیم شدت پالسی با پهنای fs 20 را در یک مرحله تقویت از مرتبه 102 تقویت کنیم و پس از فشرده‏سازی شدت آن را تا 105 برابر افزایش دهیم.