دانلود تحقیق لیزرهای فیبری بریلوئین

ادامه مطلب

DOC

doc

اردیبهشت ۸, ۱۳۹۶

هر صفحه 95 تومان

تعداد صفحات: 37 صفحه

۳,۵۰۰ تومان

دانلود تحقیق لیزرهای فیبری بریلوئین

فرمت قابل ویرایش ورد word

تعداد صفحات: ۳۷ صفحه

خلاصه ای از فایل

اصول پراکندگی برانگیخته بریلوئین

پراکندگی غیرکشسان نور توسط فونون های آکوستیکی برای اولین بار توسط لئون بریلوئین در سال ۱۹۲۲پیشبینی شد. باور بر اینست که احتمال چنین پراکندگی قبلا در سال ۱۹۱۸ توسط لئونید مندلستام تشخیص داده شده بود اما وی آن را در سال ۱۹۲۶ چاپ کرد. برای اعتبار بخشیدن به مندلستام، این اثر پراکندگی بریلوئین مندلستام نیز نامیده میشود. فرآیند پراکندگی القایی بریلوئن اولین بار در سال ۱۹۶۴ توسط چیاو^[۱] و همکارانش مشاهده شد. جنبه همیوغ فازی اپتیکی این اثر در سال ۱۹۷۲ توسط زلز داویچ^[۲] و همکارانش کشف شد .

پراکندگی بریلوئین، برگرفته از نام لئون بریلوئین، زمانی رخ می دهد که نور در یک محیط (مانند هوا، آب یا کریستال) با تغییرات چگالی اپتیکی وابسته به زمان واکنش می دهد و انرژی (فرکانس)و مسیر آن را تغییر میدهد. تغییرات چگالی ممکن است ناشی از مدهای آکوستیکی مانند فونونها، مدهای مغناطیسی مانند مگنونها، و یا گرادیان های دمایی باشد. همانند فیزیک کلاسیک زمانیکه محیطی تغییرات ضریب شکستی فشرده دارد و کسری از موج نور عبوری با این تغییرات ضریب شکست واکنش میدهد، محیط مثل یک توری پراش سه بعدی عمل کرده و نور منحرف می شود. بنابراین موج صوتی نیز هنگام انتشار، نور را دچار یک شیفت دوپلری می کند و درنتیجه فرکانس آن را تغییر میدهد.

پراکندگی بریلوئین در برهمکنش پالس لیزر پیکوثانیه با پلاسمای مغناطیده بررسی شده است. در این برهمکنش، موج الکترومغناطیسی ورودی بصورت یک موج الکترومغناطیسی پراکنده شده و یک موج یونی صوتی در پلاسما، جفت می شود. از دیدگاه کوانتومی، پراکندگی بریلوئن واکنشی است بین یک موج الکترومغناطیسی و موج چگالی (پراکندگی فوتون- فونون)، موج اسپینی مغناطیسی(پراکندگی فوتون – مگنون)، یا یک شبه ذره فرکانس پایین دیگر. پراکندگی بریلوئین یک پراکندگی غیر کشسان می باشد زیرا: فوتون ممکن است انرژی از دست دهد ویک شبه ذره بسازد(فرآیند استوکس) یا اینکه یک شبه ذره نابود شود و فوتون انرژی کسب کند (فرآیند آنتی استوکس) این جابجایی در فرکانس فوتون، شیفت بریلوئین، معادل است با اندرکنش فونون یا مگنون و بنابراین پراکندگی بریلوئن میتواند برای اندازه گیری انرژیهای فونون یا مگنون به کار رود. شیفت بریلوئین معمولاً با استفاده از یک اسپکترومتر بریلوئین بر پایه تداخل سنج فابری پرو اندازه گیری می شود .

برای پرتوهای شدت بالا(مثل نور لیزر) که در محیطی مانند فیبر نوری انتشار پیدا می کنند، تغییرات میدان خود پرتو ممکن است به واسطه الکترواستریکسیون^[۳](تغییرشکل بر اثر میدان الکتریکی،معکوس اثرپیزوالکتریک) ارتعاشات آکوستیکی در ماده ایجاد کند. پرتو ممکن است در اثر این ارتعاشات دچار پراکندگی بریلوئین شود که معمولا در خلاف جهت پرتو ورودی بوده و با نام پراکندگی القایی بریلوئین شناخته می شود. برای مایعات و گازها شیفت های فرکانسی نوعا از مرتبه ۱-۱۰ گیگا هرتز (شیف طول موجی حدود ۱-۱۰ پیکومتر برای نور مرئی) هستند. پراکندگی القایی بریلوئین اثری است که می تواند در جایگاه همیوغ فاز اپتیکی قرار گیرد(یعنی همانند آینه همیوغ فازی نور را در جهت خودش بازتاب می کند).

پراکندگی برانگیخته بریلوئین روش غیر خطی می باشد که می تواند در فیبر های نوری که سطح انرژی ورودی آنها بسیار کمتر از آنچه که در پراکندگی بر انگیخته رامان نیاز است اتفاق بیافتد. پراکندگی برانگیخته بریلوئین در حین تولید انتشار وارونه موج استوکس که بیشتر انرژی ورودی توسط این موج حمل می شود، زمانی که به آستانه بریلوئین فرا رسد آشکار می شود. معمولاً برای سیستم های ارتباط نوری مضر می باشد. در مقابل برای ساخت تقویت کننده ها و لیزرهای فیبری بریلوئین بسیار مناسب می باشد.