لیزر زایی بدون وارونی جمعیت در بلور فوتونی یک-بعدی آلاییده با اتمهای خاکهای نادر
احمد کامکار
فیزیک
۱۳۹۹
۱۲۸ص.
سی دی
دکتری
فوتونیک
۱۳۹۹/۰۶/۱۹
در این پایاننامه، لیزرزایی بدون وارونی جمعیت در بلور فوتونی یک-بعدی آلاییده به اتمهای خاکهای نادر، مورد بررسی قرار گرفته است. خاکهای نادر محیطی مناسب، برای لیزرزایی بدون وارونی جمعیت به حساب میآیند. همچنین استفاده از بلورهای فوتونی و تزریق اتمهای خاکهای نادر در آن میتواند نقشی مؤثر در افزایش کارآیی پرتو لیزری تولید شده، بدون وارونی جمعیت، داشته باشد. در این رساله، فرآیند لیزرزایی بدون وارونی جمعیت در اتمهای خاکهای نادر بررسی میگردد و تأثیر پارامترهای کنترلی مختلف مانند شدت میدان تزویجکننده، نقش دمش ناهمدوس، نامیزانی فرکانسی و تغییر فاز نسبی بین میدانهای اعمالی در لیزر تولید شده مورد بحث قرار خواهد گرفت. سپس با آلاییدن اتمهای خاک نادر در لایهی نقص بلور فوتونی، نقش بلور فوتونی در تولید لیزر بدون وارونی جمعیت و افزایش کارآیی آن، بحث شده است. مقایسهی فرآیند لیزرزایی در اتمهای خاک نادر در فضای آزاد و تزریق شده در بلورهای فوتونی، اطلاعات بسیار مفید، در خصوص انتخاب محیط مناسب لیزری بهدست دهد. کاهش هزینهها، عدم صرف انرژی برای دمش، تنظیمپذیری خروجی لیزر از مزایای اتمهای خاک نادر تزریق شده در بلورهای فوتونی است
In this thesis, lasing without inversion in a one-dimensional photonic crystal (1DPC) doped by a four-level rare-earth ions is investigated. Rare-earth ions are suitable mediums for lasing without population inversion. Using photonic crystals and doping them with rare-earth ions, could be so effective in the efficiency of laser beam production without population inversion. In this thesis, we investigate the effect of different controlling parameters such as coupling field intensity, role of incoherent pumping, frequency detuning and changing the relative phase between imposed fields in lasing without population inversion in rare-earth ions. Then with doping rare-earth ions in photonic crystal’s defect layer, the effect of photonic crystals in laser production without population inversion and increasing its efficiency is discussed. Comparing the lasing without inversion for rare-earth ions in free space and in photonic crystal’s defect layer could bring useful information to better choosing the right lasing medium. Reducing the cost, less energy usage for pumping and laser output tunability are some advantages of using rare-earth ions which are doped in photonic crystals
Lasing without inversion in one-dimensional photonic crystal doped by rare earth atoms