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
- Tez No: 198849
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLAY ÖKE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- 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
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2019
Diş HekimliğiMarmara ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAFER TÜRKMEN
- Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures
ÜNAL DEĞİRMENCİ
Doktora
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- 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
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAYDAR ARSLAN
- Buhar difüzyonunun dış duvarların nem ile ilgili ve ısıl performansına etkilerinin değerlendirilmesinde kullanılabilecek bir yaklaşım
Başlık çevirisi yok
M.CEM ALTUN
Doktora
Türkçe
1997
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İMER SUNGUROĞLU
- 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
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN SAYAR