نام پژوهشگر: معصومه صحرایی

طراحی و ساخت قطبنده‏ ی لیزری در طول موج 1540 نانومتر با انباشت لایه ‏های نانومتری اپتیکی و بررسی آستانه‏ آسیب پذیری لیزری آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده علوم 1390
  معصومه صحرایی   مرتضی حاجی محمودزاده

در بسیاری از ابزار‏‏های اپتیکی، تابش قطبیده‏ی خطی مورد نیاز است. به این منظور، قطبنده‏ها به طور گسترده در ابزارهای اپتیکی، لیزرها و قطعات الکترواپتیکی به‏کار می‏روند. در سامانه‏‏های لیزری به قطبنده‏هایی نیاز داریم که در برابر تابش لیزرهای توان بالا مقاومت کنند و آسیب نبینند. مطالعات نشان می‏دهد که در میان انواع قطبنده‏ها، قطبنده‏های لایه‏نازک بهترین گزینه برای کاربرد در سامانه‏های لیزری است. قطبنده‏های لایه‏ی نازک، می‏توانند در برابر تابش لیزرهای توان بالا مقاومت کنند و در سامانه‏های لیزری، کارایی خوبی داشته باشند. در این پژوهش یک قطبنده‏ی لایه‏نازک در طول موج 1540 نانومتر طراحی و ساخته شد. این قطبنده برای تولید نور قطبیده‏ی خطی به منظور کلید زنی q در کاواک لیزری، استفاده می‏شود. به طور خلاصه، می‏توان با استفاده از یک مجموعه‏ی چارک موجی از لایه‏های دی الکتریک با ضرایب شکست بالا و پایین که به صورت متناوب روی بستره انباشت شده‏اند، پوشش‏های اپتیکی با بازتاب بالا به‏دست آورد. پهنای طیفی ناحیه‏ی بازتاب بالا برای قطبش s‏‏‏ بزرگتر از پهنای طیفی مربوط به قطبش pاست. در این ناحیه تراگسیل برای قطبش s پایین و تراگسیل برای قطبش pبالااست. این طراحی به عنوان یک قطبنده عمل می‏کند. طراحی توسط نرم افزار پیشرفته طراحی لایه‏های نازک انجام شد. در طراحی قطبنده، برای ماده با ضریب شکست پایین از دی اکسید سیلیسیوم و برای ماده با ضریب شکست بالا از دی اکسید تیتانیوم استفاده کردیم. این مواد دارای آستانه آسیب لیزری بالایی در برابر تابش‏های پرتوان لیزری هستند. طراحی نهایی قطبنده، شامل یک بستره‏ی شیشه‏ای از جنس bk7 و یک سامانه‏ی هجده لایه‏ای شامل لایه‏های متناوب از دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیسیوم است. در این طراحی، زاویه‏ی تابش فرودی 56 درجه است که زاویه‏ی بروستر برای شیشه‏ی bk7 است. با انتخاب مناسب پارامترهای مختلف از جمله نوع و ویژگی‏های مواد مورد استفاده، تعداد لایه‏ها و نحوه‏ی توزیع میدان الکتریکی در لایه‏ها و بهینه‏سازی آن‏ها، کارایی قطبنده و آستانه آسیب لیزری آن افزایش یافت. نمونه به روش تبخیر فیزیکی در محفظه‏ی خلاء و توسط پرتو الکترونی، لایه نشانی و ساخته شد. بعد از چندین طراحی و اجرا و بهینه‏سازی پارامترها، در نهایت قطبنده‏ی نهایی طراحی و ساخته شد. طیف عبور قطبنده توسط طیف سنج دو پرتوی اندازه گیری شد. بررسی طیف‏ اندازه‏گیری شده‏ی قطبنده در اجرای نهایی، نشان داد که در طول موج 1540 نانومتر، میزان عبور برای قطبش p، 82/87 و میزان عبور برای قطبش s، 43/0 است و توان تفکیک این قطبنده (نسبت عبور قطبش p به عبور قطبش s یعنی )، 204 به‏دست آمد و نتیجه‏ی قابل قبولی در این پژوهش حاصل شد.