Short pulse fiber laser based on nanomaterial metal oxide saturable absorber
2-أ.د. محمد تقي حسين/ دكتوراه الليزر والكهروبصريات / كلية العلوم/جامعة بغداد /عضوا”.
- 3-أ.م.د. حسين علي جواد / دكتوراه-علوم فيزياء/ ليزر/ معهد الليزر للدراسات العليا / جامعة بغداد / عضوا”.
- 4-أ.م.د. شيلان خسرو توفيق/ دكتوراه-ليزر/ هندسة الكترونيك واتصالات/ معهد الليزر للدراسات العليا / جامعة بغداد / عضواً
- 5-أ.م.د. محمد نوري مجيد/دكتوراه-هندسة اتصالات/ قسم هندسة اتصالات/ كلية المأمون الجامعة/ عضوا”
- 6-أ. د. عبدالهادي مطشر عبد/ دكتوراه -علوم فيزياء /ليزر/ معهد الليزر للدراسات العليا / جامعة بغداد/ عضوا” (مشرف)
علما ان الرسالة قومت علمياً من قبل أ.د. زياد طارق الدهان/ قسم الهندسة الطبية / كلية الهندسة / جامعة النهرين
اصبحت مصادر ليزر الليف البصري محط اهتمام العديد من الدراسات و الأبحاث العلمية لما تمتلكه من حزمة عالية الجودة و حجم ملائم و لقابليتها على توليد نبضات قصيره و متناهية القصر. ان الدراسات و الأبحاث العلمية في مجال ليزر الليف البصري المشوب بالعناصر الأرضيه النادره عززت و حسنت من تطبيقات الليزر في المجالات الصناعية و الطبية.
أن الهدف من هذه الأطروحه هو استخدام طريقة كفؤة لبناء مصادر ليزرات الليف بصري ذوات مفتاح عامل نوعية لها القابليه على توليد رتل من النبضات القصيرة المستقرة.
حيث تم توليد ليزر االليف المشوب باليتريبيوم (YDFL) مستقر ذي موجة مستمرة (CW) يعمل بطول موجي متمركز عند 1061.7 نانومتر عند عتبة ضخ ليزر دايود قدرها 70 ميلي واط. يتألف التجويف الحلقي لليزر YDFLمن 1.5 متر طول من الليف المشوب باليتيربيوم (YDF) كوسط فعال تم ضخه بواسطة 975 نانومتر ليزر دايود. اعلى قدرة خرج لليزر تم تسجيلها مقدارها 13 ميلي واط. وكانت نسبة الاشارة الضوئية الى الضوضاء(SNR) 43 ديسيبيل مع كفاءة 4.3 % عند قدرة ضخ تتراوح بين 70-330 ميلي واط
أما بالنسبة لمنظومة ليزرالليف المشوب بالاربيوم (EDFL)، فقد استخدم 2 متر طول من الليف المشوب بالاربيوم (EDF) كوسط فعال تم ضخه بواسطة 975 نانومتر ليزر دايود. وقد تم الحصول بنجاح على خرج ليزر مستقر مع طول موجي متمركز عند 1601.5 نانومتر مع كفاءة قدرها 6.7٪ عندما زادت قدرة الضخ من 18.5 إلى 330 ميلي واط. وكانت القدرة القصوى للخرج حوالي 20 ميلي واط مع SNR قدرها 44 ديسيبيل عند قدرة ضخ 330 قدرها ميلي واط.
وتم محاكاة تأثير قوة الضخ وطول الوسط الفعال على قدرة خرج الليزر بواسطة برنامج MATLAB 9 ، والتي هي تظهر توافقاً منطقياً مع نتائج التجارب التي تم الحصول عليها عملياً.
في هذه الأطروحه تم تصنيع ثلاثة أنواع مختلفة من الامتصاصات المشبعة (SAs) بالاعتماد على لأكاسيد المعادن الانتقالية (TMOs) ذات الجسيمات نانوية. وعلى وجه التحديد، أكسيد الألومنيوم (Al2O3)، أكسيد الزنك (ZnO) وأكسيد الحديد الحديدي (Fe3O4). وتشمل عملية التصنيع تحضير شرائح رقيقة من Al2O3 وZnO عن طريق تضمين هذه الجسيمات النانوية في بولي فينيل الكحول (PVA) كبوليمر مضيف، ومن ثم إدراجها بين وصلتين من الألياف لتكون بمثابة امتصاصات مشبعة . بينما الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد الحديدي (FONPs) المذابة في السائل المغناطيسي (MF) والتي تعمل بمثابة SA تم تصنيعها من بطريقة ترسيب السائل المغناطيسي في نهاية طويق الليف البصري. وقد أجريت سلسلة من التجارب لتوليد ليزر YDFL و EDFL ذي مفتاح عامل النوعية والتي تتضمن بما في ذلك تصنيع، ودمج SAs في التجاويف الحلقية.
بعد أدراج الSAS في التجاويف الحلقيه تم توليد رتل نبضات قصيرة مع أدنى عرض للنبضة قدره 6 و 2.7 و 3.4 مايكرو ثانية مع معدل تكرار النبضات قدره 59، 87.9 و 73.4 كيلوهرتز استناداً إلى استخدام الامتصاصات المشبعة ,Al2O3 ZnO و FONPs بالتتابع من ليزر YDFL ذي مفتاح عامل النوعية . بالإضافة إلى ذلك، من خلال إجراء التعديلات المناسبة لقدرة الضخ ومتحكم الاستقطاب (PC)، تم توليد YDFL ثنائي الطول الموجي مستقر يعمل بنمط نبضي اعتماداً على AL2O3 و FONPsكممتص مشبع، و ليزر ثلاثي الطول الموجي يعمل بنمط نبضي اعتماداً على على ZnO كممتص مشبع دون استخدام مرشحات طيفية أو عناصر تضمين داخل التجويغ الحلقي. و تعتبر هذه المرة الاولى من نوعها لتوليد ليزرات تنائية و ثلاثية الطول الموجي باستخدام هذه الانواع من الممتصات المشبعة تعمل ضمن منطقة 1 مايكرومتر.
من ناحية اخرى تم الحصول على ليزر EDFL ذي مفتاح عامل النوعية مع أقصر عرض نبضة 2.8 و 1.6 مايكرو ثانية مع معدل تكرار النبضات مقداره 81 و 87.3 كيلو هرتز من خلال دمج AL2O3 لأول مرة، وZnO كممتصات مشبعة في التجويف الحلقي على التوالي. وتظهر النتائج أن الشرائح الرقيقة (TMOs-PVA) هي ممتصات مشبعة فعالة لتوليد ليزر الليف المشوب ذي مفتاح عامل النوعية و التي تعمل في منطقة 1.0 و 1.55 ميكرومتر.
ويمكن الاستنتاج انه تم توليد ليزرات ثنائية و ثلاثية الطول الموجي تساهم في مليء الفجوة الموجودة في طيف الاطوال الموجيه لليزر. اضافة الى انه تم توليد ليزر الليف المشوب بالعناصر الأرضيه النادرة بنجاح.
