[صفحه اصلی ]   [Archive]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: دوره 16، شماره 4 - ( لیزر در پزشکی 1398 ) ::
جلد 16 شماره 4 صفحات 24-16 برگشت به فهرست نسخه ها
بررسی تنظیم‌پذیری لیزر حالت جامد InP/InxGa1-xAsP برای کاربردهای پزشکی: تأثیر تغییر گاف نواری و اندازۀ کاواک
علی عبداله زاده ضیابری*
گروه فیزیک، واحد لاهیجان، دانشگاه آزاد اسلامی، لاهیجان، ایران
چکیده:   (490 مشاهده)
مقدمه: به­دلیل بهبود پیوستۀ فناوری لیزرهای دیودی، این­گونه از لیزرها به گونۀ فزاینده­ای برای کاربردهای پزشکی در کانون توجه قرار گرفته­اند. لیزرهای دیودی هم­زمان تنظیم­پذیری و توان گسیلشی بالا و  اندازۀ کوچک با قیمت به­صرفه را ارائه می­دهند. بنابراین، لیزرهای دیودی به گونۀ فزاینده­ای در کاربردهای مهمی همچون لیزر شبکیه­ای پی­آر­پی، توموگرافی اپتیکی همدوس، تصویر­برداری اپتیکی افشانده، تصویربرداری زمان عمر فلورسان و تصویربرداری تتراهرتز ترجیح داده شده­اند. در این مقاله لیزر دیودی حالت جامد با ناحیۀ اکتیو InP/InxGa1-xAsP مورد بررسی قرار می­گیرد. بازۀ بینابی که این­گونه از لیزرها در دسترس هستند به­طور عمده به گاف نواری مادۀ موجود در بخش فعال مربوط است. بنابراین در این پژوهش با تغییر درصد عناصر موجود در مادۀ فعال، گاف نواری بهینه برای رسیدن به بیشینۀ بهرۀ لیزری به­دست می­آید. همچنین به­منظور دست­یابی به بهینه­ترین مقادیر مشخصه­های خروجی، تغییرات مشخصه­های یاد­شده با ابعاد کاواک لیزری نیز بررسی می­شوند.
روش بررسی: در این پژوهش یک مدل بهرۀ اپتیکی وابسته به بسامد برای برآورد بیناب گسیلشی نور به­کار می­رود. این کار با کد­نویسی در محیط برنامۀ Silvaco 2014 انجام می­پذیرد. برای این منظور: 1- ساختار لیزر با کمک دستورات Atlas تعریف می­شود، 2- مدل های قطعه و بایاس اولیه تنظیم  می­گردد، 3- ماژول LASER در  Atlas فعال می­شود، 4- مش­بندی فضا برای حل معادلۀ موج هلمهولتز انجام می­پذیرد، 5- مدل­های فیزیکی لیزر و پارامترهای وابسته مانند مدل بهرۀ اپتیکی وابسته به بسامد تعریف می­شوند و 6- پارامترهای الکتریکی و اپتیکی لیزر محاسبه می­شوند.
یافته­ها: نتایج حاصل از شبیه­سازی­ها نشان دادند که مشخصه­های خروجی لیزر دیودی InP/InxGa1-xAsP به شدت به تغییرات نسبت x و ابعاد کاواک لیزری حساس هستند. مشاهده گردید که با افزایش مقدار x و در­نتیجه کاهش گاف انرژی، توان لیزری بر­حسب جریان بایاس افزایش پیدا نمود و بهرۀ اپتیکی به­ازای 25/0=x به بهینۀ مقدار خود رسید. همچنین رابطۀ مستقیمی بین توان خروجی لیزر و ابعاد کاواک دیده شد در­صورتی­که بهرۀ اپتیکی با افزایش طول کاواک کاهش محسوسی یافت. برآیند نتایج مشخص نمود که برای لیزر دیودی طراحی­شده بهینۀ مقادیر x و L به­ترتیب برابر 25/0 و 50 میکرون می­باشند.
نتیجه­گیری: در این مقاله تلاش گردید تا با بهینه­سازی دو پارامتر نسبت عناصر In و Ga (x) و نیز ابعاد کاواک لیزری L که به عنوان مشدد لیزری عمل می­کند، مشخصه­های خروجی شامل توان گسیلیدۀ لیزری، مشخصۀ جریان-ولتاژ، بهرۀ اپتیکی و چگالی فوتونی محاسبه گردند. محاسبه­های صورت­گرفته نشان می­دهد که با انجام تنطیمات مؤثر بر­روی ساختار و پیکربندی لیزر حالت جامد InP/InxGa1-xAsP امکان چیرگی بر معایبی مانند توان خروجی پایین­تر نسبت به لیزرهای گازی، پهنای طیفی گسترده و کار در رژیم چند مد فراهم می­شود. نتیجه این­که به­دلیل مزیت­هایی از­جمله امکان پمپاژ به­وسیلۀ جریان الکتریکی، بازدهی بسیار بالا، ابعاد کوچک، سادگی اتصال به فیبرهای نوری و هزینۀ بسیار پایین در قیاس با لیزرهای گازی، با انجام مهندسی بر­روی گاف نواری، زیرلایه و اندازۀ کاواک از این گونه لیزرها می­توان به­طور گسترده در پزشکی، دندانپزشکی و سایر شاخه­ها مانند جراحی پلاستیک استفاده نمود.
 
واژه‌های کلیدی: لیزر دیودی، گاف نواری، کاواک لیزری، توان لیزری، بهرۀ اپتیکی، چگالی فوتونی
متن کامل [PDF 710 kb]   (108 دریافت)    
آموزشی: پژوهشي | موضوع مقاله: عمومى
دریافت: 1399/2/17 | پذیرش: 1399/2/17 | انتشار: 1399/2/17
ارسال پیام به نویسنده مسئول


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Abdolahzadeh Ziabari A. Investigation of Tunability of Solid State InP/InxGa1-xAsP Laser for Medical Applications: Effects of Band Gap Variation and Cavity Size. لیزر در پزشکی. 2020; 16 (4) :24-16
URL: http://icml.ir/article-1-465-fa.html

عبداله زاده ضیابری علی. بررسی تنظیم‌پذیری لیزر حالت جامد InP/InxGa1-xAsP برای کاربردهای پزشکی: تأثیر تغییر گاف نواری و اندازۀ کاواک. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1398; 16 (4) :24-16

URL: http://icml.ir/article-1-465-fa.html



دوره 16، شماره 4 - ( لیزر در پزشکی 1398 ) برگشت به فهرست نسخه ها
فصلنامه علمی - پژوهشی لیزر پزشکی Journal of Lasers in Medicine
فصلنامه "لیزر پزشکی" دارای رتبه علمی-پژوهشی از کمیسیون نظارت بر نشریات وزارت بهداشت؛درمان و آموزش پزشکی می باشد.
Persian site map - English site map - Created in 0.06 seconds with 30 queries by YEKTAWEB 4218