:eh_s (19) :eh_s (19) :eh_s (19)
بارك الله فيك على الجهد الرائع والممتاز نتمنى لك مزيدا من الابداع والله يوفقك
عرض للطباعة
:eh_s (19) :eh_s (19) :eh_s (19)
بارك الله فيك على الجهد الرائع والممتاز نتمنى لك مزيدا من الابداع والله يوفقك
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
شكرا جميعا على المرور
تتمة الموضوع:
مزايا مصادر الضخ وبعض المشاكل وعلاجها:
ذكرنا اعلاه انواع مصادر الضخ والان سوف نذكر بعض المميزات وبعض العيوب, فبغض النظر عن نوع مصدر الضخ المستخدم يجب ان يتميز هذا المصدر بطاقة ذات كثافة كبيرة تكون بحدود (100 كيلو واط /سنتمتير) لكي تحصل عملية ضخ فعالة تصل بالسائل الى مرحلة انتاج الليزر.
الان لو بحثنا ببعض الامور التي يجب ان تأخذ بنظر الاعتبار فمثلا المصباح الومضي المستخدم في عملية الضخ يجب ان يصدر ضوء ذو ومضة شديدة في زمن نبضة قصير جدًا اي يجب ان يتميز بشدة وسرعة زمن النبضة.
فالسائل العضوي بصورة عامة يحتاج الى نبضة ضوء شديد حتى تصل حد العتبة لاصدار الليزر يعني يجب ان يكون مصدر الضخ ذو ذروة كثافة عالية (high peak power) خلال مدة زمن قصيرة (short period of time) بحيث يجب ان يكون زمن النبضة للمصباح الومضي لا تزيد او اق من (1 مايكرومتر).
ولكن لكي يبث المصباح الومضي تلك الومضة الشديدة يحتاج الى طاقة عالية يجهز بها من خلال مجهز قدرة يربط اليها المصباح الومضي حيث يربط المصباح الومضي الى دائرة الكترونية مجهزة للقدرة (power supply) ويصدر هذا المجهز طاقة عالية تمكن المصباح الومضي من اصدار تلك الومضة الشديدة من الضوء, الشكل ادناه يوضح شكل لدائرة مبسطة مجهزة قدرة يربط لها المصباح الومضي.
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/rWa7g-1OL7159.jpg[/align]
في المصباح الومضي هناك بعض الامور التي يجب ان تأخذ بنظر الاعتبار وهي محاولة ازالة الحرارة الناتجة بواسطة التبريد وبالتالي منع حصول الانحدار الحراري. يمكن استخدام الماء في عملية التبريد بحيث يوضع بين بين المصباح الومضي وخلية السائل.
ان الومضة الشديدة من المصباح الومضي تؤدي الى ارتفاع في درجة حرارة بعض اجزاء السائل لذلك يجب ان تزود منظومة التبريد على طول خلية السائل المحاذية للمصباح الومضي لانه اي ارتفاع في درجة حرارة اي منطقة من السائل تؤدي الى حصول انحدار حراري في تلك المنطقة وذلك يؤدي الى اختلاف معاملات الانكسار للاجزاء المختلفة للسائل مما يؤدي الى افساد معامل الكفاءة (quality =Q) داخل التجويف مما يمنع حدوث التليزر وبالتالي عدم اطلاق الليزر.
الان لو ذهبنا ابعد لنرى مميزات الضخ بواسطة الليزر وبعض العيوب الناتجة, فلو قارنا الضخ بواسطة الليزر بصورة عامة (مستمر او نبضي) مع الضخ بواسطة المصباح الومضي سوف نجد ان الليزر يتفوق بارتفاع الربح مقارنة مع المصباح الومضي وبالتالي ممكن ان تكون خلية الليزر المستخدمة اقصر من ناحية الطول (طول الانبوب الحاوي على السائل) من تلك المستخدمة مع المصباح الومضي.
لكن هناك مشكلة في استخدام الليزر حيث يتركز الليزر في منطقة ضيقة ولذلك نجد انه منطقة صغيرة من خلية السائل سوف يحصل بها عملية الضخ وبالتالي فان الضوء المضخ سوف يمتص بملي مترات قليلة في خلية السائل, لذلك بالعادة نحتاج الى عدسات من اجل عكس اشعة الليزر على مسافة اكبر من خلية السائل.
اما عند استخدام ليزر مستمر بالتحديد فان مشكلة عملية تنظيم درجة الحرارة سوف تظهر هنا ايضا, وكذلك فان الليزر المستمر يؤدي الى انحلال اوافساد السائل نفسه فيجب اخذ هذه النقطة بنظر الاعتبار ومحاولة تجاوزها.
في النهاية ممكن القول انه كلما ارتفعت قيمة الطاقة الممتصة من قبل السائل فان ذلك يؤكد على فعالية او كفاءة مصدر الضخ وخاصة عند استخدام المصدر الومضي الذي يتميز بانه مصدر مدى واسع (broadband source).
هناك بقية
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته:
تتمة الموضوع:
بنية الليزر:
أ-تجويف الليزر والبصريات المستخدمة:
طبعا الليزرات بصورة عامة لها نفس المبادىء تصميم منظومة الليزر ولكن ايضا لكل ليزر خاصية تميزه عن بقية الليزرات, لكن بصورة عامة كل ليزر يتكون من اجزاء اساسية وهي مصدر الضخ والرنان (resonator) والذي يتكون من زوجين من المرايا (وفي بعض الاحيان يمكن الاستغناء عنها كما في ليزر النتروجين) وطبعا المادة الفعالة التي توضع بين هاتين المرأتين وبذلك ينتخ عن الجزئين الاخيرين تجويف الليزر (cavity of laser).
في ليزر الحالة السائلة هناك بعض الميزات التي تميزه عن بقية انواع الليزر في تصميم منظومة الليزر مثل اضافة بعض البصريات الاضافية وبعض محددات للطول الموجي من اجل اختيار الطول الموجي الذي نرغب به.
كما ذكرنا اعلاه انواع الليزر وكيفية الضخ لهذه الانواع, الان سوف نقوم بعرض بنية كل نوع من هذه الانواع:
1- ليزر سائل نبضي (plused dye laser ) يضخ بواسطة المصباح الومضي (flash lamp ):
وهذه احدى بنيات هذا النوع من الليزر السائل:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/0Rs67-HxQe86319.JPG[/align]
2- ليزر سائل نبضي (plused dye laser) يضخ بواسطة نوع اخر من الليزر النبضي (plused laser ):
وهذه هي احدى بنيات هذا النوع من الليزر السائل ايضا:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/5D4lI-mSq690412.JPG[/align]
3- ليزر سائل مستمر (contineous dye lase ) يضخ بواسطة نوع اخر من الليزر ويكون ليزر مستمر
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/UfEg2-26Ah94011.JPG[/align]
ويمكن ادراج النوعين الاخرين ضمن تصنيف انواع الليزر كما ذكر اعلاه:
4- (mode-locked dye laser ):
http://www.iraqup.com/uploads/lM22L-0Kfy98314.JPG
5- (solid-dye laser ):
يمكن تمثيل مبنياتها بالشكل الاتي:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/2cCY0-O5bw65629.JPG[/align]
لكن بصورة عامة يمكن تمثيل بنية ليزر الحالة السائلة بالشكل المبسط ادناه بغض النظر عن نوع مادة ومصدر الضخ:
[align=center]http://www.rp-photonics.com/img/dye_laser.png[/align]
هناك بقية
احسنت بارك الله فيك
بانتظار بقية الموضوع وحتى الان الموضوع اكثر من رائع
تحياتي
رائع جدا يا اختي
تابعي بارك الله فيكِ
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته:
شكرا على المرور وشكرا على هذا الكلام والعبارات الرقيقة والمشجعة
على فكرة الانسان الرائع يظن ان اي جهد او عمل بسيط بانه رائع
شكرا مرة اخرى
تتمة الموضوع
ب- المنغات-"محددات الطول الموجي"-(wavelength selector):
اغلب ليزرات الحالة السائلة تستخدم بسبب خاصية التناغم التي تمتلكها على مدى واسع من الاطوال الموجية, وفي اغلب منطومات ليزر الحالة السائلة تستخدم منغمات او محددات للطول الموجي داخل تجويف الليزر وطبعا اختيار اي نوع من هذه المنغمات الذي سيتم استخدامه يعتمد على عوامل عدة منها نوع التطبيق المستخدم لليزر وكذلك الطول الموجي الذي نرغب بالحصول عليه, يمكن تصنيف المنغمات كالاتي:
1- محزز الحيود (diffraction grating):
ويستخدم كمنغم يوضع بالعادة بدل المرأة الخارجية ذات الانعكاس الجزئي اي (output mirror), حيث ان محزز الحيود يفرق الضوء الساقط عليه الى عدد من الاطوال الموجية وعادة انعكاسية محزز الحيود ضعيفة ولكن اذا ما اردنا زيادة الانعكاسية سوف نستخدم نوع معين من محزز الحيود يسمى بالمحزز الدرجي او المحززة الدرجية (echelle grating) نستخدمها في تصميمنا من اجل الحصول على اكبر انعكاس ممكن وطبعا نجد ان درجة الانعكاسية تختلف حسب الاطوال الموجية بحيث نجد انه يعكس (70%) من الضوء الساقط الى احد الاطوال الموجي دون الاطوال الموجية الاخرى, وللحصول على الطول الموجي الذي نريد يمكن استخدام العلاقة الاتي:
[align=center]mλ=2d sinθ[/align]
حيث ان:
λ:الطول الموجي.
d: المسافات بين الحزوز.
θ:زاوية السقوط.
m:عدد صحيح(1,2,3.............).
وفقا للعلاقة اعلاه نجد ان الطول الموجي لليزر يتغير بواسطة تدوير محزز الحيود على طول المحور العمودي للحزوز ونجد ايضا انه ذو انعكاسية كبيرة في طول موجي واحد وهذا يعتمد على مقدار زاوية التدوير للمحزز.
[align=center]http://www.phy.davidson.edu/StuHome/...dye-cavity.gif[/align]
طبعا الطلاء المعدني الذي يستعمل مع محزز الحيود الذي يستعمل مع ليزرات الحالة السائلة عادة مصنع من الالمنيوم او الذهب وفي بعض الاحيان تستعمل الفضة كطلاء ويستعمل في هذه الحالة مع الاطوال الموجية مابين (400-1100 نانومتر).
[align=center]http://technology.niagarac.on.ca/peo...serDiagram.jpg[/align]
في اغلب الاحيان يستعمل موسع الحزمة (beam expander) بين خلية السائل ومحزز الحيود وذلك من اجل منع حصول (hot spot) حزمة ضيقة جدا تتركز في نقطة صغيرة (تؤدي الى في بعض الاحيان الى اتلاف الجزء البصري الواقعة عليه), حيث انه جدير بالذكر هنا ان الحزمة الخارجة من محزز الحيود تكون جدًا ضيقة ومجمة الطاقة مما تؤدي الى بعض المشاكل في بعض التطبيقات لا مجال لذكرها, لذلك يستخدم موسع الحزمة لتوسيع الحزمة المشعة من خلية السائل وايضا في نفس الوقت تستعمل لتجميع الاشعة ومنع انفراج حزمة الليزر.
[align=center]http://www.mellesgriot.com/glossary/...amExpander.gif[/align]
[align=center]http://www.estla.com/images/dl-mcrog.gif[/align]
2- مقياس التداخل (etalon):
وهو عنصر اخر يمكن استعماله وهو عادة يستعمل لدراسة خطوط الطيف الدقيقة حيث ان هذا العنصر البصري يفرق الاشعة الساقطة عليه ايضا الى عدة اطوال موجية, حيث يمكن تغير الطول الموجي بصورة دقيقة بواسطة تدوير هذا العنصر وبذلك يتم تغير الطول البصري لتجويف الليزر بدرجة دقيقة جدا. بالاضافة الى التنغيم فان مقياس التداخل يقلل عرض حزمة الليزر كذلك.
ان مقياس التداخل هو منغم جيد بواسطة تغير زاويته بالنسبة لتجويف الليزر او بواسطة تغير ضغط الغاز الموجود بين الصفيحتين المعدنتين لمقياس التداخل وهذا الغاز بالعادة اما يكون هواء او نتروجين مسال.
حيث ان تغير ضغط الغاز يؤدي الى تغير معامل الانكسار وبالتالي الحصول على ازاحة لتردد الرنين لتلك المنظومة الى تردد اخر وبالتالي الحصول على تغير للطول الموجي.
[align=center]http://content.answers.com/main/cont...1/Etalon-1.png[/align]
هناك نوع من مقياس التداخل وهو فابري-بروت (fabry-perot) يستخدم بين موسع الحزمة (beam expander) ومحزز الحيود وذلك لتقليل عرض الحزمة الخارجة لليزر اي لتجميع الحزمة ومنع تشتتها الى درجة جيدة.
مقياس التداخل (etalon) يصنع بالعادة من قطع صلبة من الكوارتز وتطلى هذه المادة بطلاء عاكس من كلا جهتيه, وبالتالي فان هناك عامل جديد لمقياس التداخل يستخدم لاجل التنغيم وهو درجة الحرارة.
في العادة يستخدم مع مقياس التداخل في منظومة الليزر مرأة اخراج مستوية الشكل وذات انعكاسية اقل من (50%).
[align=center]http://ichf.edu.pl/zd-9/NDL1popr.jpg[/align]
[align=left]B1 generated laser beam
B2 amplified laser beam (output)
C beam dividing cube
CE cube edge
E Fabry-Perot etalon
G diffraction grating
K dye solution cell
M1 swinging mirror
M2 cavity mirror
S1 stepping motor with micrometer screw for mirror swing
S2 stepping motor with micrometer screw for etalon swing
Y vertical cube drive[/align]
3- ثنائي الانكسار-"مزدوج الانكسار"-(birefringent):
الضوء الساقط على ثنائي الانكسار سوف يفرق الى جزئين كل منهما باتخاه احدهما افقي والاخر عمودي يستقطبان بسرع مختلفة حيث ان سرعة الجزء (الشعاع) الاول تختلف عن سرعة الجزء الثاني, وطبعا التنغيم بواسطة هذا العنصر البصري تتم بواسطة تدوير هذا العنصر بصورة عمودية بالنسبة للسطح البصري ( المحور البصري ).
طبعا عند تحريك ثنائي الانكسار بالنسبة للجزء البطيء مثلا فانه سوف يعيقه, وبالتالي تحصل عملية التنغيم.
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/M42kO-0vvX85262.JPG[/align]
في بعض الاحيان نضيف بعض المرشحات مع ثنائي الانكسار وذلك من اجل تضيق عرض الحزمة,هذه المرشحات تؤثر على الطول الموجي الخارج حيث انه بتدوير المرشح يؤدي الى تغير الزاوية بين جزء الحزمة دات السرعة البطيئة مع اتجاه حركة الضوء, وهذه الزاوية تكون اقل عندما يكون الجزء البطيء من الاشعة في المستوى العمودي.
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/BvdB5-iY6594007.JPG[/align]
في العادة يوضع ثنائي الانكسار براوية معينة هي زاوية بروستر.
[align=center]http://www.rp-photonics.com/img/dye_laser.png[/align]
4- وتد موشوري-" الاسفن"-(wedge):
هذا العنصر البصري يكون على شكل مختلف السمك باختلاف الموقع كما في الشكل الاتي:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/It6qN-6E7q60439.JPG[/align]
التنغيم بواسطة تحريك هذا العنصر البصري الى الخلف والى الامام داخل تخويف الليزر حيث تمر الحزمة من خلال سمك مختلف لهذا العنصر, فعند مرور الضوء خلال هذا العنصر البصري فان خسارة قليلة سوف تحصل للحزمة ما اذا كان الطول الموجي لهذه الضوء الداخل خلاله قادر على تكوين موجة واقفة داخل تجويفه كما موضح في الشكل اعلاه, اما بقية الاطوال الموجية سوف نرى انها لا تتليزر وتطلق شعاع الليزر.
[align=center]http://www.ics.mq.edu.au/cla/structu...ge001_0000.gif[/align]
هذا العنصر بالعادة يستخدم كمنغم فوق مدىدقيق جدا اكبر بقليل من الطيف المرئي. كما ان هذا العنصر البصري يصنع من الفيوز كوارتز (fused quartz) ترسب فوقها طلاء عاكس لتكوين اول انعكاس جزئي والطلاء الاخر يسمى بالطلاء الاسفيني الشكل (wedge-shaped coating) وهي مادة منفذة لتكوين رقيقة متباعدة اسفينية الشكل (wedge-shaped spacer), اما الطلاء النهائي فيكون من مادة اخرى ذات انعكاس جزئي (طلاء ذو انعكاس جزئي). هذا العنصر البصري يوضع بزاوية بروستر لقليل خسارة الانعكاس.
اكثر الانواع استخداما يسمى ب (thin wedge etalon).
5- الموشور (prism):
يستخدم الموشور لتحليل الحزمة الى عدة اطوال موجية ونقوم بالحصول على الطول الموجي الذي نرغب به بواسطة تدوير الموشور بزاوية معينة بالنسبة للمرأة المخرجة لليزر بحيث يوجه الطول الموجي الذي نريد باتجاه المرأة المخرجة لليزر اما بقية الاطوال الموجية فتشتت الى اتجاه اخر.
[align=center]http://www.mindquestacademy.org/read...s2/prism4c.gif[/align]
[align=center]http://www.estla.com/images/dl-compa.gif[/align]
كما ان شكل المنظومة تؤثر على الطول الموجي كما في:
1- mode locked:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/lM22L-0Kfy98314.JPG[/align]
2- single-freguency ring:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/0JcAv-7dY31864.JPG[/align]
بصورة عامة iهذه منظومة لحد ليزرات الحالة السائلة ينتج ليزر مستمر لاخظ منغمات الاطوال الموجية المستخدمة:
[align=center]http://www.star.le.ac.uk/~rw/courses/lect4313_fig26.jpg [/align]
[align=center]http://www.estla.com/images/dl-mini1.gif[/align]
وهذا شكل يبين الاطوال الموحية المتناغمة لليزرات الحالة السائلة:
[align=center]http://www.iraqup.com/uploads/MG671-fpJh24704.JPG[/align]
هناك تتمة
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
تتمة الموضوع:
ج- مكبتات المستويات الثلاثية (triplet quenching):
بداية نجد لو اخذنا سائل نموذجي لو وجدنا انه يمتلك (103 cm-1) ربح لكل وحدة طول وهذا المقدار من الربح هو كبير مقارنة مع بعض الليزرات الاخرى مثل (He-Ne) حيث انه الربح يقارب(10-3 cm-1) ولليزر الياقوتة الحمراء (ruby laser) فان الربح يقارب (7*10-2 cm-1)
وهذا يجعل لليزر الحالة السائلة ميزة جيدة في عمل هذا النوع من المنظومات.
لكن ازعاج المستويات الثلاثية هو مصدر للمتاعب والمشاكل التي تؤدي الى تقليل فائدة الربح الكبير للسائل.
انتقال الجزيئات من المستويات العليا المفردة الى المستويات الثلاثية يؤدي الى ضياع الطاقة المفروض تستخدم من اجل الانتقال المنتج لليزر وهو الانتقال من المستويات المفدة العليا الى المستويات المفردة السفلى, بالاضافة الى هذه المشكلة هناك مشكلة اخرى وهي مشكلة الانتقال ما بين المستويات الثلاثية التي هي الاخرى تؤدي الى الضياع.
لذلك تم اكتشاف بعض المكبتات للمستويات الثلاثية من اجل التخلص من تأثير هذه المستويات.
مثلا في ليزر السائل النبضي المضخ بواسطو المصباح الومضي يجب ان تكون نبضة الضخ اقل من زمن الانتقال الى المستويات الثلاثية وعادة يجب ان تكون نبضة المصباح لا تتجاوز 0.1 مايكرو ثانية.
اما في اللليزر المستمر فالحالة مختلفة حيث نحاول تنظيم شعبية المستويات الثلاثية والتخلص من ثاثترات هذه المستويات من اخلال اضافة جزيئات الى محلول الصبغة تعمل كعامل اكبات للمستويات الثلاثية (triplet quenching agent) حيث ان تصادم جزيئات المكبت مع جزيئات السائل تؤدي الى ارجاع الجزيئات الى المستويات المفردة الدنيا (de-excitation process) وهناك عددمن المواد المكتشفة التي تستخدم في هذا الصدد وطبعا نوع مادة المكبت المستعملة تعتمد على مادة السائل العضوي (المادة الفعالة).
هناك طريقة اخرى مستخدمة من اجل كبت المستويات الثلاثية وهو جعل محلول الصبغة في حالة سيران خلال الانبوب حيث انه في هذه الحالة يؤدي الى تنظيم الانتقال والشعبية للمستويات الثلاثية وبالتالي التخلص من مشاكلها وتدوير السائل بسرعة كافية حيث انه اي جزيئة سائل مفردة تشع بواسطة ضوء ذو نبضة مدتها اقل بالمقارنة مع زمن الانتقال الى المستويات الثلاثية ولكن اطول من زمن العمر لانتقال الجزيئات الى المستويات المفردة السفلى الذي يؤدي الى اطلاق الليزر.
يحسب الزمن من العلاقة ادناه:
t=d/v
حيث ان:
t:مدة النبضة للضوء الضاخ.
d:عرض قطر الحزمة.
v:سرعة دوران السائل.
هناك تتمة
سلامي