Advances in Skin, Wound and Tissue Repair
Advances in Skin, Wound and Tissue Repair
ASWTR
Medical Sciences
http://icml.ir
105
journal105
1735-3319
10.61882/aswtr
en
jalali
1397
3
1
gregorian
2018
6
1
15
1
online
1
fulltext
fa
تولید نور ابرپایستار با پهنای وسیع در ناحیۀ مادون قرمز در تار ویندمیل تک کریستال سافایر تک مد
Broadband IR Suprcontinuum Generation in Single-Mode Windmill Single Crystal Sapphire Fiber
عمومى
General
پژوهشي
Research
<div style="text-align: justify;"><span style="line-height:2;"><span style="font-family:Tahoma;"><span style="font-size:14px;"><strong>مقدمه:</strong> امروزه، منابع نور ابرپایستار کاربردهای متنوعی در تکنولوژی و پزشکی به ­دست آورده­اند به ­ویژه هنگامی ­که این منابع شامل ناحیۀ مادون قرمز از طیف الکترومغناطیس باشند. معمولاً این منابع برای تشخیص سرطان، بهبود زخم­ها، سوزاندن بافت ­ها، تحریک عصبی برای درمان و بهبود برخی از بیماری­ها مورد استفاده قرار می­گیرند. رﻓﺘﺎر ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ در برهمکنش نور با ماده، فیزیک حاکم بر منابع نوری ابرپایستار را توصیف می­ کنند. به­ طور کلی تقریباً تمام مواد قابلیت بروز رفتار غیرخطی را دارند. اما شدت میدان الکترومغناطیسی عبوری از آن­ها باید به اندازۀ کافی بالا باشد. البته این شدت برای هر ماده متغیر است. بنابراین مبنای نظری فرآیندهایی که در تولید طیف ابرپایستار حضور دارند، با اپتیک غیرخطی بیان می­شود.<br>
<strong>روش بررسی:</strong> برهمکنش پالس لیزر با دی­الکتریک (ماده) به ­ویژه پالس­هایی که فوق کوتاه هستند و توان بالایی دارند، باعث می­شود خواص غیرخطی و پاسخ تأخیری­ دی­الکتریک (ماده) بروز پیدا کنند. طیف ابرپایستار که از برهمکنش پدیده­های غیرخطی و پاشنده ایجاد شده است با معادلۀ شرودینگر غیرخطی تعمیم­یافته توصیف می­شود. در این مقاله فرآیند تولید نور ابرپایستار در تار ویندمیل تک کریستال سافایر تک مد هنگامی­که پالس لیزر با توان قلۀ بالا به آن وارد می­شود، مورد بررسی قرار می ­گیرد. با استفاده از معادلات ماکسول در نظریۀ کلاسیکی امواج الکترومغناطیسی، معادلۀ غیرخطی شرودینگر تعمیم ­یافته به­ دست می­ آید. برای بررسی فرآیند تولید نور ابرپایستار توسط تار ویندمیل تک کریستال سافایر تک مد، این معادله که فرآیند تولید ابرپایستار را توضیح می­دهد به­صورت عددی با الگوریتم رونگ- کوتای مرتبۀ چهارم حل می­شود.<br>
<strong>یافته­ ها:</strong> طیف ابرپایستار خروجی برای طول 5 و20 سانتی­متر از تار ویندمیل تک کریستال سافایر تک مد شبیه­سازی­ شده و نتایج نشان می­دهند که طیف نور ابرپایستار تولید­شده در مقایسه با یک مورد مشابه برای تار معمولی تک کریستال سافایر تا دو برابر می­شود. ضمناً طیف خروجی ایجاد­شده شامل شانه­های فرکانسی نزدیک به­ هم در محدودۀ وسیعی می­باشد. نتایج نشان می­دهند که طیف ابرپایستار ایجاد­شده به ­طور کامل ناحیۀ مادون قرمز نزدیک را پوشش می­دهد و بخشی از ناحیۀ مرئی و ناحیۀ مادون قرمز میانی را در­بر­می­گیرد. همچنین نشان داده شده است که طول تار نوری بر طیف ابرپایستار تولید شده مؤثر است.<br>
<strong>بحث:</strong> با توجه به پالس لیزر و پارامترهای مشخصۀ­ تار ویندمیل، در این مقاله اساس کار برای شبیه­سازی تولید طیف نور ابرپایستار در این تار حل عددی معادلۀ غیرخطی شرودینگر تعمیم ­یافته بود. در حل عددی هر معادلۀ دیفرانسیل باید الگوریتمی انتخاب شود که جواب به­ دست­ آمده پایدار، دقیق و همگرا باشد. نشان داده شد که الگوریتم رونگ- کوتای مرتبۀ چهار برای حل معادلۀ غیرخطی شرودینگر تعمیم­ یافته مناسب است. با استفاده از این الگوریتم، طیف خروجی از تار ویندمیل برای دو طول منتخب شبیه­سازی شد. همچنین نتایج به­ دست ­آمده برای تار ویندمیل با نتایجی که برای تار نوری معمولی وجود دارد، مقایسه گردید.<br>
<strong>نتیجه­ گیری:</strong> نشان داده شد که طیف ابرپایستار شبیه­ سازی­ شده در این تحقیق، به ­دلیل هندسۀ خاص و ویژگی­ های اپتیکی تار ویندمیل تک کریستال سافایر دارای پهنای فرکانسی بسیار گسترده به­ ویژه در ناحیۀ مادون قرمز است. با استفاده از فیلترهای مناسب می­ توان فرکانس مورد نیاز را از دیگر فرکانسها برای کاربردهای مختلف جداسازی کرد. در­حالی­که از یک لیزر استفاده می­شود گسترۀ وسیعی از فرکانس­ها در اختیار کاربران قرار می­گیرد. بنابراین این منبع نور مادون قرمز برخی از درمان­های پزشکی و همچنین طیف­نگاری در ناحیۀ مادون قرمز را تسهیل می­کند و شانه­ های فرکانسی ایجاد­شده در آن اندازه­گیری فرکانس نوری در محدودۀ مادون قرمز را توسعه می­دهد.</span></span></span></div>
نور ابرپایستار, تار ویندمیل, اپتیک غیرخطی, منبع نور مادون قرمز
15
10
http://icml.ir/browse.php?a_code=A-10-151-51&slc_lang=fa&sid=1
Abolfazl
Safaei
ابوالفضل
صفایی
1050031947532846003651
1050031947532846003651
No
Faculty of Modern Sciences, Department of Photonics, Graduate University of Advanced Technology, Haft Baugh-e-Alavi Hwy, Kerman, Iran
دانشکدۀ علوم و فناوریهای نوین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، انتهای اتوبان هفت باغ علوی، کرمان، ایران
Mohammad Agha
Bolorizadeh
محمد
آقا بلوری زاده
mabolori@uk.ac.ir
1050031947532846003652
1050031947532846003652
Yes
Department of Physics, Yazd University, Daneshgah Blvd., Yazd, Iran
دانشکدۀ فیزیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران