نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیئت علمی پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته ای

10.24200/nst.2021.813.1552

چکیده

در این مقاله، نوعی سامانه نوری برای دمش محیط فعال لیزرهای حالت جامد به کمک دیودهای نورگسیل با هدف ارتقای نوسانگر مجموعه گداخت لیزری معرفی شده است. سامانه نوری مذکور بر اساس هدایت پرتوهای نوری از منابع دیود های نورگسیل به میله لیزر با استفاده از سطوح تمام بازتابان استوار است. سه پیکربندی مختلف برای سامانه دمش با مقطع چهار، پنج و شش وجهی طراحی، و هندسه آنها با روش ردیابی تصادفی پرتو در سه بعد بهینه سازی شد. سامانه های دمش ساخته شده با موفقیت برای دمش میله لیزر از جنس به قطر 3 میلی متر و منابع دیودهای نورگسیل با طیف سفید 10 وات به کار گرفته شدند. با استفاده از پیکربندی پنج وجهی، 4 ژول انرژی الکتریکی به 35 دیود نورگسیل تحویل شد و نوسانگر لیزر میخه های لیزر با ساختار مدی اینس-گوسی و انرژی بیش از 700 میکرو ژول با نرخ تکرار 1 هرتز پدید آورد. همچنین تپ های سوییچ Q با انرژی متوسط 35 میکرو ژول و پهنای پالس230 نانوثانیه با سامانه دمش نوری بهینه سازی شده تولید شدند. بهبود بیشتر سامانه دمش نوری بر پایه دیودهای نورگسیل می تواند منجر به تولید باریکه لیزر با انرژی چند میلی ژول شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of the Improved Optical System for the LED-Pumped Solid-State Lasers

نویسنده [English]

  • Amir Hossein Farahbod

دکتر

چکیده [English]

In this article, an optical system for pumping the active medium of solid-state lasers with light emitting diodes (LEDs) is introduced to upgrade the master oscillator of the laser fusion facility. The optical system is based on the guiding of optical rays from light emitting diode sources to laser rod by means of total reflecting surfaces. Three different configurations with four, five and six segments have been designed and their geometry is optimized with 3D randomly ray tracing method to obtain the best performance. The pump systems have been fabricated and successfully applied to pump a 3 mm diameter laser rod with 10 watts white spectrum LEDs. Using five segments configuration and 4 Joules electrical energy delivered to 35 LEDs, the laser oscillator produced laser spikes with multi-mode Ince-Gaussian transverse beam structure and more than 700 micro-joules laser energy at 1 Hz repetition rate. Moreover, the Q-switched pulses with average energy about 35 micro-joules and 230 ns pulse-width have been generated with the optimized optical pump system. More improvement of the LED-pump system is possible, which can be led to the efficient multi-mJ laser beam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Optical pumping system
  • Laser fusion
  • LED-pumped laser
  • active medium
  • Ince-Gaussian transverse mode