נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
סינון קרינה אלקטרומגנטית בלייזר מצב מוצק המוקרן חד צדדית בדיודה פולטת אור
Filtering electromagnetic radiation in single-side diode-pumped solid-state lasers
תקציר בעיברית
הגברת אור באמצעות פליטה מאולצת של קרינה (לייזר) הוא רכיב אופטי היוצר קרן גלים אלקטרומגנטיים מקבילות, קוהרנטיות ומונוכרומטיות. לייזרים מוחלים בתחומים רבים, כגון ספקטרוסקופיה, רפואה וטלקומוניקציה. לכן, מגוון רחב של מחקרים מבוצעים על מנת לשפר את היעילות שלהם. אחד המכשולים שעיצובי הלייזר מתמודדים מולם היא הגברת הפליטה הספונטנית שלא מתקדמת בכיוון ובפאזה של הפליטה המאולצת, מה שמוביל לאיבוד אנרגיה של קרן הלייזר. בלייזר מצב מוצק המוקרן חד צדדית בדיודה פולטת אור, אחת מהדרכים לעצור את הפליטות הללו זה לעטוף את הלייזר בחומר שישמש כמסנן ומתאפיין ב- (1) בליעה של אנרגיה התואמת לאנרגיה של הפליטה הספונטנית, (2) החזרה (שיקוף) של האנרגיה התואמת לאנרגיה המוקרנת באמצעות הדיודה. קיום שתי התנאים הללו אמור לעלות את יעילות הלייזר. ציפויים קלאסיים עשויים מקרמיקות מסוממות. מצד אחד, טמפרטורת הפעולה של לייזרים הוא גבוה למדי, לכן, קרמיקות מסוממות מספקות מענה מכיוון שיחסית יש להן הולכה תרמית גבוהה. מצד שני, תהליך עיבוד הקרמיקה הינו מורכב ומתקבלים רכיבים יחסית גדולים וכבדים (עובי של מספר מילימטרים). בנוסף, ההדבקה שלהם לפני השטח של הלייזר הוא מסובך ויכול להוביל להורדה בביצועים האופטיים שלו. הפתרון שלנו מבוסס על ריסוס שכבה מיקרונית של פולימר מרוכב הממולא בסמריום אוקסיד ואלומיניום אוקסיד. מתודה זו היא פשוטה ולא מצריכה שימוש בחומרי הדבקה. יתרה, פולימרים הינם קלים יותר מקרמיקות ויכולים להיות מיושמים כשכבה של מספר מיקרומטרים. המחקר שלנו מתמקד ב- (1) אופטימיזציה של עובי וריכוז השכבה עם אחד המילויים או עם שניהם, (2) בחינת התכונות האופטיות של המסנן המורכב משתי שכבות חוזרות, (3) השפעת גודל החלקיק על התכונות האופטיות של השכבה.
תקציר באנגלית
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) is an optical device that generates a collimated, coherent & monochromatic beam of electromagnetic waves. Lasers are applied in many fields, such as spectroscopy, medicine, and telecommunication. Therefore, a variety of research is carried out to improve their efficiency. One of the obstacles that laser designs face is Amplified Spontaneous Emission (ASE) that do not propagate in the direction and phase corresponding to the stimulated one, leading to an energy loss of the laser beam. In single-side diode-pumped solid-state lasers, one way to suppress those emissions is to clad the laser with a material that will act as a filter characterized by the (1) absorption of energy corresponding to the ASE, (2) reflection of the energy corresponding to the diode incident light energy. Fulfilling these two requirements is supposed to increase laser efficiency. Traditional claddings are made of doped ceramics. On one hand, the operating temperature of lasers is rather high, therefore, doped ceramics provide a solution due to their relatively high thermal conductivity. On the other hand, ceramics processing is complex and results with relatively large and heavy components (few millimeters in thickness). Moreover, their adhesion to the active medium surface is complex hence leading to reduced optical performance. Our solution is based on spray coating of micron polymer composite film loaded with Sm2O3 and Al2O3. This method is straightforward and does not require the use of any adhesives. In addition, polymers are much lighter than ceramics and can be applied as a few microns film. Our research focuses on (1) optimizing the thickness and concentration of a single filler film and hybrid film. (2) examining the optical properties of a filter consisting of two repeating layers. (3) the effect of particle size on the film optical properties.