CW CO2 laser dizaynında elektronik yapının incelenmesi

Abstract

-V- ÖZET Son yıllarda yapılan bir takım geliştirmelerle moleküler gaz laserler oldukça önem kazanmıştır. CO2 laser, çıkış gücünün yüksek ve veriminin diğer laser türlerine göre büyük olmasından dolayı gaz laserler içerisinde en önemli yeri teşkil etmektedir. Bu çalışmada, laser çıkış gücü ve kazancının optimizasyonu için gerekli birtakım matematik modeller geliştirilerek, en uygun laser çalışma şartları araştırılmıştır. Çalışma şartlarını belirleyen en önemli büyüklükler plazma ortamında kullanılan gazlar ve bunların karışımları, plazma uzunluğu ve rezanatör aynalarının yansıtma katsayılarıdır. Bölüm-I'de günümüze kadar yapılan CO2 laser araştırmaları ve laser çalışma prensibi özetlenmiştir. Bölüm-II'de ise uyarılmış plazma uzunluğu, boşluk kayıpları doyum parametresi gibi sistem parametrelerinin bir fonksiyonu olarak CO2 laser çıkış gücünü belirleyen bir matematik model geliştirilmiştir. CO2_lineer bir üç atomlu yapıya sahiptir. Bölüm-III'de bu yapıya bağlı olarak moleküler enerji seviye ve değerleri tanımlanmıştır. Bölüm-II'de geliştirilen matematik modele ek olarak, bu enerji seviyeleri ve seviyeler arasındaki geçişleri ihtiva eden ikinci bir matematik model daha gel iştir i 1 mistir. Elde edilen matematik modeldeki denklemlerin analitik çözümü mümkün olmadığından, bu denklemlerin çözümleri ancak nümerik metodlarla olabilmektedir. Bu yüzden Bölüm-IV'de elde edilen denklemlerin çözümü için bir bilgisayar programı gerçekleştirilmiştir. Son bölümde ise denklem çözümlerinden elde edilen sonuçlara göre en uygun gaz karışım oranları, plazma uzunluğu ve ayna yansıtma katsayıları belirlenmiştir.

-VI- SUMMARY In recent years COi gas lasers become important due to the progress has been made. CO2 lasers take particular part in the spectrum of lasers because of its relatively high power and efficiency. In the present study, the optimal design of CQa_ lasers was investigated and mathematical models were developed for this purpose. The important performance parameters were selected as gases used and their mixture, the length of plasma column and resanator mirror reflectivity. In. the first chapter, the principal of laser operation was given and previous works were outlined. In the second chapter mathematical modeling covering the effect of excited plasma column, cavity loses and saturation parameters was developed. CO2. gas has three atomic structure. In the third chapter, molecular energy levels at excited states was studied concernig CC^. molecules. The mathematical model developed in the second chapter also covers the energy levels and transitions of molecules between these levels. For this purpose second mathematical model was also developed. The analytical solution of equations governing laser design was not ready available due to the complecity of the arguments. Hence numerical method was adopted to solve these equations. This was given in chapter IV