Geri Dön

Simulation of thermal mechanical and optical behavior of YAG ceramics with increasing nd concentration under lasing conditions

Lazer ışınımı sırasında Nd yoğunluğunun artması ile YAG seramiklerinin ısıl mekanik ve optiksel davranışlarının bilgisayar ortamında incelenmesi

  1. Tez No: 198849
  2. Yazar: NECMETTİN KENAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. GÜLAY ÖKE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Katı hal lazerler, diyot pompalamalı lazerler, seramik lazermalzemeleri, ısıl ve optik etkiler2, Solid-state lasers, diode pumped lasers, ceramic laser materials, thermo-optical effects.2
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 160

Özet

Sürekli çalışma kipinde çalışan seramik Nd:YAG lazer malzemelerinde Nd3+yoğunluğunun lazer malzemesinin ısıl, mekanik ve optik özellikleri üzerine etkileriniaraştırmak amacı ile iki boyutlu ısıl, mekanik ve optik analizler bilgisayar ortamındayapılmıştır.Analizlerde, çubuklar uzunlamasına lazer diyotları ile üçlü, altılı, dokuzlu veon ikili dizilişlerde pompalanmıştır.Üç ve altı milimetre çaplara sahip çubuklar 808 nm ve 885 nm de ışıma yapankaynaklar ile pompalanmıştır.Çubuklardaki Nd3+ oranları % 0.6, % 1, % 2, % 3, %4 ve % 6 dır.Tüm çubuklarda soğurulan pompalanan güç eşit tutulmuştur. Çubuklardakisoğurulan güç dağılımı, ışın ilerletme ve Beer kanunu kullanılarak elde edilmiştir.Analizlerde sıcaklığa bağlı malzeme özellikleri kullanılmıştır. Isı ve gerilmedenklemlerinin çözümünde doğrusal olmayan sayısal yöntem kullanılmıştır.Nd yoğunluğunun seramik malzemenin optik özellikleri üzerine etkileriniaraştırmak için ısı ve gerilme sonuçları elde edilmiştir. Analiz sonuçları Nd3+yoğunluğunun artması ile malzeme içerisinde oluşan sıcaklık ve gerilme değerlerininazaldığı sonucunu ortaya çıkarmıştır.1Farklı pompalama dalga boyları karşılaştırıldığında 808 nm ile pompalanançubuklarda sıcaklık ve gerilme değerlerinin 885 nm ile pompalananlara göre dahayüksek olduğu ortaya çıkmıştır.Malzeme içerisinden geçen her ışının uğradığı optik yol farkı, malzemedeoluşan sıcaklık ve gerilme sonuçları yanında malzemenin opto-elastik özellikleri dekullanılarak hesaplanmıştır. Optik yol farkı sonuçları kullanılarak çubuklarda oluşanısıl merceğin odak uzaklığı ve toplam polarizasyon bozunumu elde edilmiştir. Nd3+yoğunluğunun artması ile ısıl merceğin odak uzaklığının uzadığı ve polarizasyonbozunumunun azaldığı gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Two-dimensional thermal, mechanical and optical simulations are carried outto investigate the effect of Nd3+ concentration on thermal, mechanical and opticalbehavior of Nd:YAG ceramic laser materials under continuous wave laser operation.In the analyses, rods are pumped longitudinally with laser diodes, in three,six, nine and twelve fold structures.Rods having diameters of 3 and 6 mm are pumped with 808 nm and 885 nmsources separately having Nd+3 concentrations of 0.6, 1, 2, 3, 4 and 6 at. %.Total absorbed pump power are kept constant for all rods. Absorbed pumppower distribution are obtained for each rod using ray tracing method and Beer?sLaw.In the analysis, temperature dependent material properties are incorporated.Nonlinear numerical solutions of thermal and stress equations have been performed.Temperature and stress results are obtained to investigate the effect of Ndconcentration on the optical properties of ceramic YAG laser material. Analysisresults reveal that, increase in Nd3+ concentration of YAG ceramic laser material,decreases the temperature and stress developed during optical pumping. Rodspumped with 808 nm source have large temperature and stress values compared to885 nm pumped ones.1Optical path difference (OPD) of each ray passed trough the material iscalculated using thermal and elastic strain results together with photo-elasticconstants of Nd:YAG material. Focal length and depolarization of each rod iscalculated numerically from OPD results. Focal length of each rod is found toincrease, in contrary depolarization is found to decrease with increase in the dopantconcentration.

Benzer Tezler

  1. Dental restoratif CAD/CAM kompozitlerin optik ve mekanik özelliklerinin in-vitro değerlendirilmesi

    In-vitro evaluation of mechanical and optical behavior of dental restorative CAD/CAM composites

    EZGİ TÜTER BAYRAKTAR

    Diş Hekimliği Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Diş HekimliğiMarmara Üniversitesi

    Restoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CAFER TÜRKMEN

  2. Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi

    Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures

    ÜNAL DEĞİRMENCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  3. İkili ve üçlü metal nanoalaşımlarının kompozisyona bağlı yapısal ve dinamik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of composition related structural and dynamic properties of binary and ternary metal nanoalloys

    HÜSEYİN YILDIRIM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HAYDAR ARSLAN

  4. Investigation of the orbital thermal behavior of small satellites in low earth orbit

    Alçak yörüngede hareket eden küçük uyduların yörünge boyunca ısıl davranışının incelenmesi

    GÖNÜL ÇİÇEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERSİN SAYAR