مدل تحلیلی ارائه شده در این تحقیق تعمیمی است بر نظریه کلاسیک فرانتز-نادویک برای انتشار تپ در تقویت کننده های اپتیکی دو عبوری با همپوشانی دلخواه باریکه ها. در مدل حاضر تاثیر باریکه های لیزر بر یکدیگر در گذر از تقویت کننده طی دو عبور، و اثر آنها بر ضریب بهره و شاریدگی انرژی خروجی برحسب فاصله دو باریکه از یکدیگر مورد محاسبه قرار گرفته است و برای حالت های خاص روابط تقریبی لازم برای سیگنال ورودی کوچک و حالت اشباع ارائه شده است. نتایج نشان می دهند که حداقل بهره و انرژی خروجی هنگامی رخ می دهد که مسیر انتشار باریکه ها بر یکدیگر منطبق باشند. نتایج به دست آمده از مدل در سازگاری مناسبی با مشاهدات تجربی و محاسبه دقیق تحلیلی در حالتی که مسیر باریکه ها بر یکدیگر منطبق هستند برخوردار است.

در این مقاله انتشار باریکه لیزر گوسی و باریکه لیزر مختل شده و تأثیر اختلال وارد شده بر باریکه لیزر بر تحریک موج الکترونی پلاسما با در نظر گرفتن اثرهای غیر خطی پاندروموتیو و نسبیت مورد بررسی قرار گرفته است. برای نرخ رشد تابع تغییر تیزی اختلال و تغییر پهنای باریکه لیزر مختل شده وموج الکترون پلاسما از تقریب پاراکسیل استفاده کرده ایم. در ادامه برای حل معادلات درجه دوم از حل عددی استفاده کرد یم. در نتیجه حل عددی مشاهده می شود که افزایش در چگالی باعث افزایش در خود کانونی باریکه لیزر، ریپل باریکه لیزر و موج الکترون پلاسما می شود و بهتر شدن خودکانونی باریکه لیزر مختل شده باعث افزایش انرژی پتانسیل الکترونی می شود.

لیزری که مستقیما در محصور سازی گداخت به روش اینرسی به کار می رود، رفتارهای غیر عادی متعددی را در فرآیند برهم کنش لیزر از قبیل ناپایداری های پارامتری و خود کانونی از خود نشان می دهد و در این زمینه پالس های تصادفی در محدوده 10 ps تایید شده اند. هموار سازی باریکه لیزر کاهش فرآیندهای ناپایداری پارامتریک و خود کانونی و افزایش محسوس در بهره گداخت با استفاده از لیزر را بدون هیچ گونه توضیح مناسب قبلی نتیجه داد. در اینجا توضیحی برای اثرات هموار سازی لیزر با استفاده از برخی محاسبات برای جلوگیری از پالس های تصادفی درهم آمیخته با مکانیسم ناپایداری ها به وسیله فرکانس مدوله شده پالس های لیزری پایه گذاری می شود. پالس های تصادفی برهمکنشی در محدوده10 ps  به روش عددی به صورت تغییرات میان انعکاس آینه ای و انعکاس فازی به وجود آمده توسط پراشVan-Lane  با نیروی غیر خطی تولید شده توسط موجک های دانسیته در پلاسما و تلاشی ترموسینیتیک تحلیل می گردند. حل این مساله به وسیله هموار سازی قسمت پهن باریکه لیزری به طور عددی نشان داده شده و برای پالس های اندازه گیری شده در صفحات فازی تصادفی اعمال می شود. یکی از آزمایش های کلیدی و مخفی در سیل گسترده مقالات، آزمایشی با یک علامت سوال است که توسطPant  و همکاران به وسیله ابزاری برای سنجش درجه حذف غیر عادی انجام گرفت. این آزمایش می تواند بهره برداری از گداخت لیزری را با هزینه کم و به کارگیری باریکه های لیزری با انرژی سه برابر و بدون استفاده از تولید هارمونیک های گرانقیمت و مشکلات مربوطه به آن را در دستگاه های با مقیاسNIF  ممکن کند.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

با عبور باریکه لیزر پرشدت از پلاسما و تولید الکترون های نسبیتی، تغییر ضریب شکست پلاسما به گونه ای است که پلاسما مانند یک عدسی همگرا، باریکه لیزر را متمرکز می کند. در این مقاله، خودکانونی نسبیتی باریکه در پلاسمای کوانتمی برخوردی با فرض چگالی رمپ مطالعه می شود. با استفاده از تقریب پیرامحوری و WKB، معادلات کوپل شده ای برای پارامتر پهنای باریکه منتشرشده در پلاسمای مفروض به دست می آید که با روش رانگ کوتای مرتبه چهار به صورت عددی حل می شود. ابتدا با چشم پوشی از برخوردها در پلاسما، تاثیر گرادیان چگالی در خودکانونی بررسی می شود. مشاهده خواهد شد که با افزایش چگالی، بسامد نوسان های پهنای باریکه افزایش و دامنه نوسان و کمینه پهنای باریکه کاهش می یابد. اما در پلاسمای برخوردی به علت جذب انرژی لیزر، دامنه نوسان پهنا در راستای انتشار افزایش می یابد تا بالاخره باریکه از عمق مشخصی واگرا شود. پس با افزایش چگالی نیز آهنگ جذب بیشتر شده و باریکه با بسامد و دامنه بزرگ تری نوسان کرده و از عمق کمتری واگرا می شود، اما کمینه پهنا مشابه پلاسمای بی برخورد کاهش می یابد. همچنین، با افزایش بسامد برخورد، انرژی لیزر سریع تر افت می کند و باریکه با دامنه بزرگ تری نوسان کرده و نفوذ کمتری در پلاسما خواهد داشت. سپس خودکانونی در پلاسماهای کوانتمی قوی و ضعیف و کلاسیکی مقایسه می شوند. با کاهش دمای پلاسما و افزایش اثرات کوانتمی، مغناطیدگی حاصل از مولفه وابسته به زمان نیروی پاندرماتیو بیشتر می شود و خودکانونی قوی تری رخ می دهد. آن گونه که باریکه در پلاسمای کوانتمی قوی، با دامنه و کمینه پهنای کوچک تر و عمق نفوذ و نواخت تکرار بزرگ تری نوسان خواهد کرد.

با اعمال دو باریکه پرشدت نسبیتی تحت شرایط مختلف بر پلاسمای کم چگال، تأثیر فاصله و زاویه نسبی باریکه­ها بر رشته ای شدن آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با استفاده از کد ذره در سلول دو بعدی SMILEI نشان می دهند، زمانی که فاصله دو باریکه صفر است و زاویه نسبی بین آن ها وجود ندارد، نتایج منطبق با رفتار یک پالس قوی با شدت چهار برابر تک پالس است. هم چنین، تأثیر تغییرات پارامتر زاویه بر رشته ای شدن باریکه ها به مراتب مهم تر از تأثیر پارامتر فاصله است. با تغییر و افزایش فاصله دو باریکه در زاویه ثابت، تشکیل کانال های مجزایی مشاهده شده است که تفکیک آن ها با افزایش فاصله پالس بیشتر می شود. در بررسی اثر زاویه بر رشته ای شدن به ازای ، تشکیل دو کانال مجزا و پیش روی در پلاسما مشاهده شده است. به طوری که با افزایش زاویه به  کانال ها با هم ادغام شده و منجر به تشکیل یک تک کانال عریض چگالی می شود. بیشترین کانال های رشته ای مشاهده شده به ازای مقدار مشخصی از فاصله دوپالس، در زاویه نسبی میانی ، رخ می دهد. با توجه به اهمیت رشته ای شدن و به هم پیوستن کانال ها در ارتباط با موضوع پایداری انتشار پالس های پرتوان، این بررسی نشان می دهد که تغییرات زاویه نسبی بین دو باریکه و اثر آن در رشته ای شدن باریکه می تواند در زوایایی بر انتشار مؤثر و پایداری پالس پرتوان تأثیرات منفی داشته باشد که در برخی آزمایشات از جمله گداخت محصورسازی لیزری مطلوب نیست.

الیاف پلی استر به خاطر دارا بودن ضریب شکست بالا و سطح صاف، مقدار زیادی از نور را از سطح خود منعکس می کند و از این رو فرایند رنگرزی این الیاف با رنگ های تیره به ویژه مشکی به آسانی صورت نمی گیرد. میزان بازتاب سطحی نسبتاً بالای ریز الیاف پلی استر سبب می شود که نسبت به الیاف پلی استر متعارف کم رنگ تر دیده شود، بنابراین برای رسیدن به عمق رنگی مشابه، به مقدار رنگ بیش تری نیاز است. در این پژوهش ایجاد زبری سطحی با استفاده از عمل آوری با باریکه های لیزر به عنوان روشی نوین و دوست دار محیط زیست در افزایش عمق رنگی و حصول افزایش رنگ در فام مشکی در رنگ رزی پارچه های پلی استر مورد بررسی قرار گرفته است. برای پرتودهی نمونه ها از پرتوهای لیزر آرگون فلورید استفاده شد و نمونه هایی به منظور ارزیابی تأثیر تعداد تپ های پرتودهی، انجام پرتودهی قبل یا بعد از رنگرزی تهیه شد. تغییرهای ایجاد شده در عمق رنگی نمونه ها با بررسی ریخت شناسی سطح به وسیله ی ریزنگاره های میکروسکپی الکترون روبشی و شاخص بلورینگی و اندازه ی بلورینه ی الیاف از طریق پراش پرتو ایکس تحلیل شد. داده های طیفی نشان داد که در اثر افزایش تعداد تپ های پرتودهی، بازتاب در ناحیه های مختلف طیف انعکاسی کاهش می یابد. بالاترین عمق رنگی در فام مشکی الیاف در تعداد بهینه ی تپ 15 حاصل شد.