سلام به همه دانش پژوهان عزیز

این بار برایتان یک مقاله توووپ آماده کرده ام که ممکن است برای  خیلی از شما علاقه مندان به مبحث لیزر مفید وموثر باشد. مقاله ای که در زیر برایتان آماده کرده ام درباره طراحی و ساخت یک فاصله یاب لیزری  است. که در 2 قسمت قرار داده می شود.

باید متذکر شوم این مقاله را در هیچ جا در اینترنت پیدا نمی کنید واختصاصی این وبلاگ است . ومن آن را به دلیل کاربردی بودن آن برایتان تایپ کردم وحالا در وبلاگ قرار می دهم. امید وارم از خواندن آن نهایت بهره را ببرید.

لطفا در هنگام برداشت مطالب رسم امانت داری را رعایت بفرمائید.

 

طراحی و ساخت یک  فاصله یاب لیزری

به روش  شیفت  فاز برای فواصل کوتاه 5/0 متر تا 10 متر

قسمت اول

چکیده

در مقاله به چگونگی طراحی و ساخت فاصله یاب لیزری به روش فاز می پردازیم . در این از فاصله یاب هااز لیزرها ی cw استفاده می شود که پرتو لیزر با موج سینوسی با فرکانس حساب شده ای مدوله می شود.پرتو لیزر پس از برخورد به هدف توسط یک آشکار ساز نوری که معمولا یک فتو دیود می باشد آشکار می شود. از روی اختلاف فاز میان دو موج سینوسی یعنی پرتو خارج شده از لیزرو پرتو ورودی به فتودیود وکالیبره کردن آن می توان فاصله را بدست آورد.اندازه گیری فاصله به روش فاز در محدوده فواصل زیر 10 متر ملاحظات فرکانس بالا ومشکلات آن را می طلبد که از جمله آنها داشتن SNR (نسبت سیگنال به نویز    signal-to-noise ratio ) مناسب در گیرنده در فرکانس مدولاسیون می باشد. اگر SNR از حدی پایین تر باشد خطای انداه گیری زیاد می شود و اگر دامنه سیگنال در گیرنده از حدی بالاتر رود به علت اعوجاج هارمونیکی واشباع رفتن المان های اکتیو دقت از دست می رود.

فاصله یاب لیزری کاربرد های زیادی در سیستم های هوشمند اعم از صنایع نظامی وغیره دارد از جمله : مکان یاب یک جسم ثابت یا متحرک توسط یک جسم متحرک نزدیک به آن ، عمق یابی سیلوها ، اندازه گیری سطوح مایعات مذاب در ریختگری یاذوب فلزات ، کنترل ترافیک ، حمل وتخلیه باردر بنادر و....

 

مقدمه

در حالت کلی روش های اندازه گیری فاصله با لیزررا می توان به سه دسته عمده تقسیم کرد :

روش زمانی

روش هندسی

روش تداخل سنجی

در روش هندسی فاصله از روی یک یا چند تصویر از صحنه سه بعدی بدست می آید که این روش هم به دو صورت انجام می شود : یکی بینایی استریواسکوپی و دیگری روش نوراکنی .در روش استریواسکوپی از یک صحنه ازدو جهت متفاوت تصویر برداری می شود، یک همخوانی در نقاطی از این تصاویر برقرار می شود واز روی تفاوت میان این دوتصویر اطلاعات فاصله بدست می اید.

در روش نور افکنی ، از الگوهای مختلف نوری برای روشنایی صحنه استفاده می شود.تصاویر بدست آمده در نتیجهء این نورافکنی در بدست آوردن فاصله ما را یاری می کند.چون اطلاعات فاصله به طور داخلی در محل الگوهای نوری در تصاویر کد می شوند ، این روش نسبت به نور بازتابیده حساس نمی باشدوفقط شدت باید ازیک آستانه مطمئن بالاتر باشد ،بنابراین به لیزرهای وات بالا نیازی نمی باشد.اصلی ترین عیب روش هندسی ،مساله تشکیل مناطق سایه است که از عدم تطبیق گیرنده وفرستنده حاصل می شود.

در روش فاصله یابی به روش تداخل سنجی ایده اصلی براساس تداخل دو یا چند بیم لیزر با طول موج های مختلف می باشد( مانند تداخل سنج مایکلسون یا فابری پروت ). این از فاصله یاب ها دارای دقت خیلی بالا می باشند .ولی معمولا برای اندازه گیری فواصل کوچکتر از نصف طول موج نوری استاده می شود.

روش زمانی به دو روش مجزای پالسی واندازه گیری شیفت فاز تقسیم می شود .روش پالسی به این صورت است که یک پالس کوتاه وپرتوان به هدف شلیک می شود وانعکاس این پالس توسط یک آشکار ساز نوری آشکار می شود. از اختلاف زمان ایجاد شده میان پالس ارسال شده ودریافت شده وکالیبره کردن آن ،فاصله بدست می آید.روش پالسی معمولا برای فواصل طولانی استفاده می شودوازآنجا که پهنای پالس های ارسالی درحد چند نانو ثانیه است لذا پهنای باند گیرنده باید بالا باشد.همچنین ممکن است با کوچکترین تغییر در دامنه سیگنال داده شده به مقایسه کننده ها و یا سطح آستانه ، دچار خطا شویم ولذا دقت آن محدود می شود.

اندازه گیری شسفت فاز میان سیگنال فتوالکتریک آشکار شده در گیرنده وسیگنال سینوسی مرجع (که هم فرکانس می باشند) روش مناسبی برای اندازه گیری فواصل زیر 100 متر می باشد.

 

اصول طراحی

شمای اصول کارکرد یک فاصله یاب لیزری به روش هتروداین در آشکار سازی فازدر شکل زیر آمده است.جریان تحریک لیزر با فرکانس اولیه f= 15 MHz   مدوله می شود. و پرتو لیزر پس از برخورد به هدف توسط یک APD آشکار می شود.اختلاف فاز میان موج سینوسی تحریک لیزر وسیگنال فتوالکتریک در گیرنده متناسب با زمان رفت وبرگشت نور لیزر (tΔ) می باشد.این تناسب را می توان به شکل زیر بیان کرد.

  (2d/c)fπ=2 t∆ fπ 2= ΦΔ

که در آن d فاصله تا هدف است که باید اندازه گیری شود.برای =2π ΔΦ بیشترین فاصله اندازه گیری در فرکانس اولیه f= 15 MHz   به 10 متر محدود می شود.

ادامه دارد .....

 

خطا پايه موفقيت است و وسيله اي است كه با آن مي توان به موفقيت رسيد

بازی

باز هم سلام

 

این بار یک بازی جالب در یکی از وبلاگها دیدم که خیلی خوشم اومد.یک بازی در رابطه با لیزر .جالب چون اولا کم حجمه ودوما در مورد لیزر اطلاعات عمومی خوبی دارد .امیدوام که لذت ببرید.

 

لینک دانلود

دانلود مقاله 2

سلام به همه بازدیدکنندگان علاقه مندان و دانشجویان مهندسی اپتیک ولیزر

 

دوباره چند مقاله خوب وتخصصی  در زمینه رشته اپتیک ولیزر را تهیه وآماده کرده ام تا شما از آن استفاده کرده وبهره ببرید

وبه دانش وعلم خود بیفزایید.لطفا اگر مقاه یا مقاله یا پژوهش جالب ومرتبط با رشته اپتیک ولیزررا دارید دراختیار دیگران هم قرار دهید تا بقیه هم از آن هم بهره ببرند.چون ذکات علم نشر آن است.

در این وبلاگ می توان مقالات وپژوهش ها واخبار خود را با نام خودتان منتشر کنید.تا ضمن کمک به دیگران سعی کرده باشیم یک مجموعه غنی وپربار را از لحاظ علمی وتخصصی تهیه وگرداوری کرده باشیم ،تا ضمن معرفی رشته مهندسی اپتیک ولیزربه صنعت وجامعه ،این رشته وکاربردهای وسیع آن را به دیگر علاقه مندان ودانشجویان ومحققین وسایر علم دوستان را به آنها شناسانده ومرفی کنیم.

 

-1تحليل و مقايسه تلفات تارهاي حفره‌دار ساخته شده با روش ضريب شكست موثر

ف. ا. سراجي، م. رشيدي، م. كريمي،
يازدهمين كنفرانس سالانه اپتيك و فوتونيك ايران، دانشگاه شهيد بهشتي، تهران، بهمن 1383.

2- طراحي و شبيه‌سازي عوامل تاثيرگذار بر پاشندگي مد قطبش (PMD) در يك پيونده مخابرات نوري

 س. ع. مرتضوي، ا. پارسا، ف. ا. سراجي، ن. گرانپايه، 
دوازدهين كنفرانس مهندسي برق(ICEE 2004)،‌ مشهد، ايران، 1383ارديبهشت .

3- آناليز و بررسي پاشندگي موجبري فيبر نوري چند لايه

ت. پاكيزه ،‌ م. ص. ابريشميان، ن. ا..  گرانپايه،
دوازدهين كنفرانس مهندسي برق(ICEE 2004)،‌ مشهد، ايران، 1383ارديبهشت .

4-استفاده از فتورزيست در روش Lift-Off برای ساخت موجبر نوری بر روی بستر ليتيوم نايوبيت به کمک نفوذ فلز تيتانيوم

 گودرزي، نصرت ا.. گرانپايه, م. مظفری, ا. عدالتی و ش. مهاجرزاده،
دوازدهين كنفرانس مهندسي برق(ICEE 2004)،‌ مشهد، ايران، 1383ارديبهشت .

5- ساخت موجبر صفحه اي و تعيين نماية ضريب شكست آن با تحليل دو بعدي فريزهاي تداخلي

س. م.  ر. سادات حسيني، ا. درودي، م. ت. توسلي و ن. ا.. گرانپايه،
دوازدهين كنفرانس مهندسي برق(ICEE 2004)،‌ مشهد، ايران، 1383ارديبهشت .

 Numerical Analysis of Multiple Quantum-Well Electroabsorption Optical Modulator

M. H. Sheikhi, S. A. Emamghoreishi, A. Zarifkar, M. K. Moravvej-Farshi,
Proc. of 12^th Iranian Conf. on Electrical Engineering, pp. 173-178, 2004.

The Effect of Grating Structure on Relative Intensity Noise in DFB Laser Diode

E. Mortazy, F. Shahshahani, V. Ahmadi, A. H. Tehranchi and M. K. Moravvej-Farshi,
Proc. SPIE, Fluctuations and Noise in Photonics and Quantum Optics II, Vol.5468, pp.154-164, Spain, May 2004.

The Effects of Noise Amplification and Soliton Generation in Anomalous Dispersion Regime of Optical Fibers

A. H. Tehranchi, N. Granpayeh and E. Mortazy,
Proc. SPIE, Fluctuations and Noise in Photonics and Quantum Optics II, Vol. 5468, pp.82-92, Spain, May 2004.

Steady State Distributed Equivalent Circuit Model for Semiconductor Laser Amplifier

 M. Razaghi, A. Zarifkar, M. Soroosh,
International Conference on Optics and Photonics in Technology Frontier (ICO’04),Tokyo, Japan, July 2004.

Separate Absorption and Multiplication Avalanche Photodiode Model (SAM-APD) for Circuit Simulation

M. Soroosh, A. Zarifkar, M. Razaghi, and M. K. Moravvej-Farshi,

2nd IEEE-GCC 2004, Manama, Bahrain, 2004.

 

باز هم ازاینکه از این وبلاگ دیدن کرید تشکر می کنم.اگر در موضوع خاصی مقاله ای را نیاز داشتید به من ایمیل بزنید تا درصورت داشتن به شما معرفی کنم.

خوشبختی بر سه ستون استوار است ، فراموش کردن گذشته ، غنیمت شمردن حال و امیدوار بودن به آینده

 

تاثير اشعه فرا بنفش بر روي چشم

تاثير اشعه فرا بنفش بر روي چشم

در پرشكي, پرتو فرا بنفش را به سه باند A,B,C  تقسيم بندي مي كنند. زيرا خواص فيريو لوژيكي هر كدام متفاوت است. اين تقسيم بندي عبارتند از:

UV-A             320-390 nm

UV-B             280-320 nm

UV-C             180-280 nm

 بيشترين خــطرات بيو اوژيك شناخته شده تشعشع فرا بنفش(UVR) در طول موجهاي200-320 nm رخ مي دهد.( يعــني منطقه C (180-280 nm) و منطقه B(280-320 nm) ) اين منطقه را Actinicمي گويند. نورخورشــيد منبع اوليه اشعه فرابنفش ( UV ) است كه مي تــــواند به بافت هاي چشم آسيب برساند. نتايـــج حاصل از بسياري تحقيقات پيشنــهاد مي نـــــمايد كـه صــرف نمــــودن ساعات طولاني در زيــر نورخــورشيد بــــدون حــفاظت از چــشم ها ( EyePrtection ) شانس توسعـه بيماريهاي چــشم را افــــزايش مي دهد. تابش گيري از اشعه فــرابنفش موجب اثــــرات زود رس همچــــون قرمزي چشم ( Redness )، ورم ملتحمــه ( كونژنكتيويت Conjunctivitis ) و ورم قرنيــــه ( كراتيت Keratitis ) مي گردد. قرمزي چشم در اثر اتساع عروق سطحي ملتحمــه چـــشم ايجاد مي گردد. هنگاميكه عروق سطحي مـلتحمــه چشم متسع گردد حجم خود در قسمت سطحي چشم افزايش يافته و موجب قرمزي چشم، احساس گــــرمي در چشم و تــحــريكات چشم مي گردد. اين عارضـه در اثر تابش اشعه فرابنفش به چشم مــمـــكن است بطـــور زود رس در اثر تابش فرابنفش ايجاد گردد.

 

التهــاب و ورم ملتحمــه و قرنيــه بطــور توام را كراتــــوكونژنكتيويت مي گويند. يكي از عوامل ايجادكننده، تابش گيري چشم از تشعشعــــات، از جمله اشعه فرابنفش مي باشد، كه در آن صورت به آن فتوكراتوكـــونژنــكتيويــت مــي گوينــد. فتوكراتوكونژنكتيويت يك نتيجه آزاردهنده ويژه تابش حاد خورشيد به چشم ها مي باشد. اين مسئله در كــوهستان در هـواي آفـتابي كه سطح زمين پوشيده از برف باشد به شدت اتـــفاق مي افتد، به همين خاطر به فتوكراتوكونژنــكتيويـت، نابينايي ناشي از برف ( Snowblindness ) مــي گوينـد. نــابينايي ناشـي از برف ضرورتـــاً يك آفتـــاب سوختگي بر روي سطح چشم مي باشد ( يعني قرنيه و ملتحمه چشم ). در نابينايي ناشي از برف سمپتوم ها عبارتند از: قرمزي چشم ها و احساس شن ريزه در چشم ( gritty feeling ) كه موجب درد و عدم تحمل نور مي گردد. خورشيد و برف يك تركيب ايده آل براي ايجاد نابينايي ناشي از برف مي باشد. برف يك مــنـعكس كنــنـده قابل ملاحظه اشعه فرابنفش UVR مي باشد و تــركيب نورخورشيد مستقيم و نور بازتاب يافته خورشيد از سطح برف براي چشم هاي بدون مــحافظت يك اثــر مــضاعــف ايــجاد خــواهــد نمـــــود. بنــابرايــن اسكي بازان هنگام اسكـــي بايــستي چشم هايشان را بدقت محافظت نمايند. همچنين افرادي كه به مــوج سواري مي پردازند، بايد از چشم هايشان مـــراقبت نمايند. دز بازتاب شده از سطح آب مـــي تواند اثـــر متشابــــه اي با نور انعكاس يافته از برف داشته باشد.

 

آسيب UVB به چشم ها تجـــمعي است. بنابراين شروع محافـــظت از چشم ها براي مردم در هيچ زماني دير نيست. هــــمچنين اشعه فرابــنفش در درازمدت موجب ضـــايعات ديررس شبه ناخنك ( Pinguecula )، ناخنك ( Pterygium )، و آب مــرواريـد ( Cataract ) مي گردد. پيش ناخنك ( Pinguecula )، يك بـــــرجستگي ضخيم شده ملتحمــه چشم است كه به شكل سه گوش معمولاً در سمت نازال قرنيه واقـع شده است كه اين سه گوش به سمت نازال و راس آن به سمـــت قرنيه است. در صورتيكـــه پيش ناخنك پيشرفت كند و تا روي قرنيــه پيش رود در آن صورت به ناخنك Pterygium مي گويند. پــيش ناخنك و ناخنك به شـــكــل تـــوده هاي سفيــد يا زرد رنگ بـا عــروق خوني بر روي آنها ظاهــر مي شوند. آنها در آب و هــواي حاره و گرم كــه مردم ساعات زيادي را در خارج منزل به سر مــي برند بطــور شايع وجـــود دارند. افراد مبــــتلا تحـت تابش نورخورشيد و اثرات مضر اشعه فرابنفـــــش قرار مي گيرند. پيش ناخنك معمولاً موجب ســـمپتوم نمي گردد. بطور گهگاه آنها ممكن است موجب تحريك و سوزش چشم گردند يا از نظر ظاهري براي فرد خوشايند نباشد. اگر ناخنك در حال رشد و پيشرونده باشد و يا اگر ضايعه اي نزديك محور بينايي قرار داشته باشد، يك جراحي ساده جهت برداشتن آن لازم است. متاسفانه عود مجدد ناخنك شايع مي باشد بنابراين غالباً همراه جراحي تابش بتا ( Beta Radiation ) نيز بكار مي رود تا اعتمال عود مجدد را به حداقل برساند. كاتاراكت نوعــي از آسيــب هاي چـشمـي است كـــه موجب فقدان شفـافـيت عـــدسي چـشم و در نتــيجــه بـيـنايي مــه آلـود clouding vision مي گردد. تصــور بــر ايــن است كــه تابـــش نـــور فرابنفش مي تواند منجـــر به تسريـــع در وقـــوع دژنـراسيون مـاكــولايــي وابستـــه به سن age- Related Macular Degeneration گردد. در اين خصوص، نظرات متفـــاوتي مطرح است. بر طبق نتايج حاصل از يك مطالــعــه اخير محققين فرانسوي 2584 فرد ساكن شهر sete را مورد مطالعه قرار دادند. آنها پرسشنامه اي راجع به پرتوگيري از نور ( light exposune ) تهيه نمودند كه توسط افراد كامل مي گرديد و همچنين فتوگرافي به وسعت پنجاه درجه از ته چشم((Fundus اين افراد فراهم گرديدتا جهت ارزيابي وجود دژنراسيون ماكولايي ناشي از كهولت AMD(Aging  Macular  Degenertion ) زودرس و دير رس استفاده گردد.نتايج نشان داد كه     AMD به طور معني دار به پرتو گيري نور بستگي ندارد.آنهايي كه گاهي در ساعات فراغت تحت تابش نور خورشيد قرار مي گيرند و آنهايي كه تحت تابش دز خورشيدي زياد محيط واقع مي شوند هر يك خطر كم ناهنجاريهاي رنگدانه اي (‍Pigmentary  (AbnormalitiesوAMD  اوليـــــه را نشان مي دهند. محققين همچنين در يافتند كه آن اشخاص كه بطور منظم از عينك آفتابي استفاده مي كرده اند آسيب كمتري را در خصوص دروزن نرم (  (Soft  Drusenمي بينند. از آنجائيكه دروزن نرم و ناهنجاريهاي رنگدانه اي بدون سمپتوم هستند لذا احتمال تورش(Bias)  -كه همراهي و بستگي تغييرات تابش دز خورشيد و علائم اوليه AMD را تحت تاثير قرار دهد- وجود ندارد.بر اساس نتيجه گيري اين چنين مي توان گفت كه اين مطالعه از اثر زيان آور تابش نور خورشيددر AMD حمايت نمي كند.همراهي منفي بين تابش خورشيديفضاي باز و علائم اوليه به بررسي ها و مطالعات بيشتري احتياج دارد.ملانوماي داخل چشمي (Iutraocular  (Melanoma يك سرطان چشم مي باشدكه تابش گيري زياد علاوه بر اثرات مخرب ديگراز جمله فتو گراتيت و كا تا راكت مي تواند اين سر طان چشم را نير موجب گردد

www.iamp.hbi.ir منبع : سایت 

آنچه هستید شما را بهتر معرفی میکند تا آنچه میگویید

امرسون 

دانلود مقاله

سلام به همه بازدیدکنندگان علاقه مندان و دانشجویان مهندسی اپتیک ولیزر

 

همواره به عنوان یک دانشجوی مهندسی اپتیک ولیزر وعلاقه مند علم نور (اپتیک ولیزر) با کمبود منبع وتکراری بودن مطالب مواجه بوده ام.وآن چیزی که در اینترنت انتشار یافته اطلاعاتی اولیه ای است که برای تحقیق و پژوهش کافی نیستند.

از این رو سعی کردم در این وبلاگ با معرفی ونوشتن و انتشارمطالب ومقالات وپژوهشهای منتشر شده در اینترنت ،مقالات سمینارها وکنفرانس ها وتحقیقات دیگر دانشجویان در حال تحصیل در این رشته را در اختیار علاقه مندان قرار دهم.تا توانسته باشم خدمتی به علاقه مندان ودانشجویان عزیز کرده باشم.

جهت پیشرفت وارتقاء این وبلاگ به پیشنهادات و گفته های شما عزیزان نیازمندم.

لذا در این سری چند مقاله از کنفرانس های سال 1384 در زمینه مهندسی اپتیک ولیزرکه در کشور برگزار شده است را آماده کرده ام .امیدارم بتوانید استفاده لازم را ببرید.

 

1-ثر فشار هيدرواستاتيک و افزايش دما بر تلفات ريز خمشي فيبر نوري دو لايه

 گ. طوطيان، ف. اسمعيلي سراجي، م. خانلري،
دوازدهمين کنفرانس سالانه ي اپتيک و فوتونيک ايران، شيراز، دانشگاه شيراز، بهمن 1384.

2-اندازه گيري گشودگي عددي و بسامد بهنجار فيبرهاي کريستال فوتوني با تحليل مبتني بر روش ضريب شکست موثر

م. رشيدي و ف. اسمعيلي سراجي،
دوازدهمين کنفرانس سالانه ي اپتيک و فوتونيک ايران، شيراز، دانشگاه شيراز، بهمن 1384.

3-تعيين شرايط بهينه توليد فيبر نوري پليمري با مغزي  SAN و غلاف  EVA  28%

 ث. فتح اله نژاد، ن. گلشن ابراهيمي، ف. اسمعيلي سراجي،
دهمين کنگره ملي مهندسي شيمي ايران، دانشگاه سيستان و بلوچستان، 26-24 آبان 1384

4-تعيين پارامترهاي ساخت و انتشار فيبر NZDSF با نمايه مغزي پلکاني براي کاهش اثرات غير خطي

ن. پاکزاد افشار، ف. اسمعيلي سراجي،
دوازدهمين کنفرانس سالانه ي اپتيک و فوتونيک ايران، شيراز، دانشگاه شيراز، بهمن 1384.

5-آناليز مدار مجتمع اپتو الكترونيكي ليزر نيمه هادي كوك پذير سه قسمتي DBR با روش تزويج مد

م. ح. ياوري, و. احمدي و ع. ظريفكار ،
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران، جلد 1، صص 64-59، دانشگاه زنجان, زنجان, ارديبهشت 1384.

6-تحليل و بررسي تزويج کننده هاي نوري با استفاده از روش انتشار پرتو در حوزه زمان

ت. پاکيزه، ن. گرانپايه و م. ص. ابريشميان،
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران  (ICEE2005)، جلد 2، دانشگاه زنجان, زنجان, ارديبهشت 1384.

7-طراحي و شبيه‌سازي لينك نوري DWDM با 32 كانال Gbps 2/5 و به طول Km 1000

ع. امامي, ع. پوراسلامي و ع. ظريفكار,
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران، جلد 2، صص 264-270، دانشگاه زنجان, ارديبهشت 1384.

8-مدلسازي رفتار ديود نوري بهمني با استفاده از شبكه عصبي MLP

م. سروش, ع. ظريفكار و م. ك. مروج فرشي،
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران، جلد 1، صص 53-58، دانشگاه زنجان, زنجان, ارديبهشت 1384.

9-محاسبه بهره و چگالي حامل ديناميكي تقويت كننده ليزر نيمه هادي به روش ماتريس انتقالي

م. رزاقي, ع. ظريفكار و و. احمدي،
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران، جلد 1، صص 102-97، دانشگاه زنجان, زنجان, ارديبهشت 1384.

10-طراحي و ساخت حسگر الكترو اپتيكي ترانسفورماتور ولتاژ نوري با چينش و ساختار جديد

م. مظفري, س. م. فيروزآبادي و ا. گودرزي,
مجموعه مقالات سيزدهمين کنفرانس مهندسی برق ايران، دانشگاه زنجان, زنجان, ارديبهشت 1384.

 

در این جا چند مقاله که توسط مهندسین عزیز ما در زمینه مهندسی اپتیک ولیزر در مقالات وکنفرانس های خارجی ارائه شه است را برایتان می گذارم:

1-Determination of the Refractive Index Profile of Planar Waveguide by Wedge Technique and Chemical Sample Preparation

 

S. M. R. Sadat Hosseini, A. Goodarzi, A. Darudi,

 International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL 2005), Yalta, Crimea, Ukraine, September 2005.

2-Exact Measurement of Insertion Loss for Optical Fiber Components

 

A. H. Tehranchi and F. E. Seraji,

International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL 2005), Yalta, Crimea, Ukraine, September 2005.

 

بقیه مقالات را در آینده برایتان می گذارم.

سعی می کنم که هر هفته بتوانم چند مقاله را بتوانم برایتان آماده کنم ودر وبلاگ قرار دهم.

موفق وپیروز باشید.

 

 

 

لیزرهای دیود نیم سانا

لیزرهای دیودی نیم رسانا پرفروشترین نوع لیزر در جهان هستند. این لیزرها اولین بار در سال 1962 ساخته شدند و گفته می‌شود اکنون در مرحله‌ای هستند که از بسیاری جهات قابل قیاس با موقعیت صنعت الکترونیک سیلیسیومی در حدود 25 سال پیش است. بدون تردید نیروی اصلی در پس این پیشرفت ، رشد سریع صنعت مخابرات است، اما ذخیره سازی اطلاعات (خواندن/نوشتن CD ، پویشگرهای رمز میله‌ای) ، اشاره به دور (نشانگرهای لیزری) و کاربردهای ماشین کاری نیز اهمیت روزافزونی یافته‌اند.
طی چند سال اخیر لیزرهای دیودی به توانایی خروجی بالاتر ، ابعاد کوچکتر ، کارایی بالاتر ، اعتماد پذیری بیشتر و از همه اینها مهمتر به پوشش طول موجی پهنتر از IR میانه تا انتهای آبی رنگ طیف الکترومغناطیس ، دست یافته‌اند. برای سالهای متمادی ، دستیابی به منابع نوری تکفام کوک همدوس ، با عملکرد آسان و ارزان از IR میانه تا UV ، هدفی برای متخصصان طبف بینی بوده است. به غیر از طیف بینیهای متداول جذبی و فلوئورسانی ، طیف بینی رامان و بیضی سنجی نیز از لیزرهای دیودی به عنوان منابع نور همدوس بهره‌مند شده‌اند.
به تازگی متخصصان طیف بینی ، فنون با حساسیت زیاد مثل طیف بینی درون حفره را با لیزرهای دیودی ترکیب کرده‌اند. در طیف بینی بنیادی ، کاربرد منابع لیزری جدید به تعیین ساختار رادیکالهای آزاد یا گونه‌های خوشه‌ای عجیب و غریب منجر شده است. برای نظارتهای اتمسفری ، لیزرهای دیودی دمای اتاق که در 8 تا 13µM نشر می‌کنند، پیشرفتی اساسی به سمت بهبود کیفیت هوا هستند.
در پزشکی ، کاربرد لیزرهای دیودی در مقطع نگاری نوری و در تجزیه غیر تزریقی خون ، مثلا پیش بینی سطح گلوکز خون ، تشخیص پزشکی را با انقلابی مواجه کرده است. در صنعت ، حسگرهای شیمیایی ارزان قیمت در کنترل فرآیند اهمیت یافته‌اند، برای کنترل در محل فرآیندهای احتراقی ، آشکار سازی پسماندهای گازی در نقطه تخلیه و کنترل کیفیت در صنایع دارویی و غذایی لیزرهای دیودی دیگری نیز هستند که برای اندازه گیریهای جریان ، شمارش و سنجش ابعاد ذرات سودمندند.

ارتعاشهای خوب

IR میانه، یکی از محدوده‌های طیف الکترومغناطیسی است که لیزرهای دیودی در آن به ایفای نقش پرداخته‌اند. مطالعه ارتعاشهای بنیادی مولکولها که در این ناحیه اتفاق می‌افتد، تا کنون بر لیزرهای دیودی ساخته شده از نمکهای سرب که با سرمازایی خنک شده‌اند متکی بوده است. با این حال تجهیزات خنک کننده با سرمازایی بر هزینه‌های خرید و عملیاتی چنین لیزرهایی بسیار می‌افزاید. لیزرهای دیودی IR میانه که از ترکیبات همانند ساخته شده‌اند و در دمای اتاق کار می‌کنند، کم کم به عنوان جانشینی برای حسگرهای شیمیایی ارزان مطرح می‌شوند.
گفتنی است این حسگرها برای آشکار سازی اتمسفری و آلودگی و همچنین نظارت بر فرآیندهای صنعتی بکار می‌روند. مثلا ، نیم رساناهایی مانند aLgAssB/iNgAaSb که تا زیر 3000nm کار می‌کنند. دستیابی به اکثر ارتعاشهای کششی C_H را مقدور می‌سازند. نشر لیزر در این طول موجها ، به دلیل وجود گاف نوار باریک که ساختار الکترونی این مواد را می‌سازد، امکان پذیر است. در نتیجه فقط مقدار بسیار کمی انرژی برای ارتقای الکترونها به انرژی بالاتر نوار رسانش ، مورد نیاز است.
با این حال مهیجترین پیشرفت در آشکارسازی IR میانه ، ساخت لیزرهای آبشار کوانتومی (QCL) است. این لیزرها را اولن بار دانشمندان بل لبز - لوسنت در آمریکا در سال 1994 ارائه کردند که با روشی کاملا متفاوت از لیزرهای دیودی نیم رسانای معمول کار می‌کنند. طول موج نوری که آنها نشر می‌کنند به گاف نوار نیم رسانا بستگی ندارد، بلکه بیشتر به ضخامت لایه‌های سازنده نیمرسانا در قطعه وابسته است.

لیزرهای دیودی در عمل

یک لیزر نیم رسانا اساسا از اتصال بین یک نیم رسانای نوع P (غنی از "حفره‌های" مثبت) و یک نیم رسانای نوع n (غنی از الکترونها) تشکیل می‌شود. بر اثر عبور جریان الکتریکی از محل اتصال ، الکترونها و حفره‌ها می‌توانند باز ترکیب شوند که در این فرآیند نور نشر می‌شود. طول موج نشر با گاف نوار ماده نیم رسانایی که دیود را می‌سازد، تفاوت انرژی لازم برای صعود الکترون از نوار انرژی والانس پایینتر به نوارهای رسانش پرانرژی‌تر در بالا تعیین می‌شود. در وسایل ساده با تغییر جریان الکتریکی بکار رفته یا دمای لیزر ، تنظیم طول موج مقدور می‌شود.
با ماده گالیم آرسنید (GaAs) خالص یک طول موجی ساخته شد، اما در عمل به علت نیاز و دشواری در تطابق شبکه ، این امر با محدودیت مواجه می‌شود. لیزرها با هر دو روش رشد همراستای بلور با باریکه مولکولی و رسوب دهی شیمیایی بخار فلز - آلی ساخته می‌شوند. این لیزرها با داشتن 50 درصد تبدیل الکتریسیته به نور ، کارآمدترین نوع لیزرند که در نتیجه باعث کاهش هزینه عملیاتی می‌شود.
هرگاه لایه به اندازه کافی نازک باشند (کمتر از 20nm) مکان الکترونهای نیم رسانا فقط در یک بعد محدود می‌شود: حالتهای انرژی در نوارهای والانس و رسانش کوانتیده شده و فقط ترازهای انرژی معینی مجاز می‌شود. لذا لایه‌های نیم رسانا مانند چاههای کوانتومی خواهند بود و می‌توان آنها را با لایه‌های غیر فعال (غیر لیزر ساز) روی هم چید و لیزرهایی ساخت که قادرند نور خروجی پر توانتری تولید کنند. در این QCL ها ، الکترونها از چند مرحله پی در پی افت انرژی ، می‌گذرند و همزمان با حرکت در نوعی آبشار الکترونی ، فوتون نشر می‌دهند. فاصله نزدیک نوارهای انرژی الکترونی ، نشر نور در گستره IR میانه تا دور را ممکن می‌سازد. چندین گروه پژوهشی ، در حال رقابت برای تولید نوع تجاری QCL در گستره 6 تا 12µm هستند که دریچه مهمی را بر روی نظارت اتمسفری ، خواهد گشود.
در سال 1998 گروه فدریکاکاپاسوازبل لبز - لوسنت تکنولوژی ، لیزری تولید کرد که دارای شبکه بلوری AlInAs/InGaAs با فواصل بین اتمی منطبق با شبکه InP بود و می‌توانست در 8,3µm با توان تپی 180mW در دمای اتاق ، نشر کند. امروزه می‌توان لیزرهایی را که در این محدوده کار می‌کنند از GaAs/AlGaAs تهیه کرد، که هم ارزانترند و هم آسانتر ساخته می‌شوند. هر چند نتایج اخیر گروه کاپاسو در آشکارسازی مقادیر ناچیز گازهایی مانند CH4 ، N2O هنوز به حد حساسیت آشکارسازی لیزرهای نمک سرب ، یعنی در حد ppb یا کمتر ، نرسیده است.
لیزرهای حفره عمودی نشر کننده از سطح (VCSEL) نوعی لیزر جدید هستند. آنها که عمدتا برای مخابرات نوری ساخته شده‌اند، برای کار در طول موج بلند و با خروجی تپی 2,9µm در دمای اتاق ، نیز بکار می‌روند. آنها کیفیت باریکه بهتری ایجاد می‌کنند و از بسیاری از لیزرهای جانشین که در طول موجهای بلندتر کار می‌کنند، آسانتر ساخته می‌شوند. در سال 1997، دیرک رله ، برند زومپف و هاینتس - دتلف کرونفلت ، از دانشگاه صنعتی برلین ، روش دیگری برای تولید تابش IR میانه برای آشکارسازی گازی ، ارائه دادند. آنها در یک بلور AgGaSe2 ، خروجی دو لیزر دیودی IR نزدیک (یکی در 1290µm و دیگری 1572nm) را باهم مخلوط و نوری با فرکانس متفاوت در حدود 7,2µm) 1380cm-1) برای شناسایی SO2 تولید کردند.

 

کنترل در خط

هم اکنون لیزرهای دیودی نیم رسانا در IR نزدیک ، به ویژه در حوالی طول موجهای مخابراتی 1300 و 1550nm ، کاملا توسعه یافته‌اند. بهبود فنون ساخت در حال حاضر به معنی امکان پذیر شدن ساخت لیزرهایی است که در طول موجهای بسیار دقیقی کار می‌کند. مثلا ، لیزرهای پسخوری توزیع یافته (DFB) که معمولا با قرار دادن یک شبکه گزینشگر درون حفره لیزر ، برای صاف کردن طول موجهای مطلوب ، ساخته می‌شوند، به عنوان حسگرهای شیمیایی ارزان قیمت در نظارت بر انتشار آلاینده‌ها و کنترل فرآیند، بالقوه مفیدند.
گروه من در دانشگاهها درزفیید ، برای استفاده از لیزرهای دیودی در کنترل فرآیند در خط از طریق نظارت در محل ، به ویژه در محیطهای خطرناک که در آن باریکه لیزر با استفاده از تار نوری به درون واکنشگاه هدایت می‌شود، فنونی را توسعه داده است. برای کنترل فرآیند و بهبود کارایی ، می‌توان تجزیه سریع محتوی واکنشگاه را به یک حلقه پسخور متصل کرد. با همکاری مارتین پمبل از دانشگاه سالفورد ، توانستیم به واکنشهایی که درون واکنشگاهها به طریق رسوب دهی شیمیایی بخار انجام می‌گیرند نظر بیندازیم. گفتنی است این واکنشها ، فهم مهمی برای تولید بسیاری از پوشش دهیهای ظریف سطحی را فراهم می‌سازند.

 

محدویتهای طیف بینی با لیزر دیودی

یکی از محدویتهای طیف بینی با لیزر دیودی آن است که به علت باریکی گستره تنظیم طول موج ، یک لیزر معمولا فقط می‌تواند یک گونه شیمیایی را شناسایی کند. رانالد هانسون و همکاران در دانشگاه استانفورد با بکار گیری روشی موسوم به تقسیم چندگانه طول موج (WDM) بر این مشکل غلبه کردند و توانستند در یک اتاقک احتراق ، چند گونه مختلف و خواص آنها را مشاهده کنند. روش WDM عبارت است از ارسال همزمان چند طول موج مختلف از درون یک تار نوری. هانسون و گروهش با استفاده از سه لیزر دیودی با تنظیبم جداگانه ، توانستند بطور همزمان غلظت H2O ، O2 و نیز دما و فشار را در شعله H2 _ O2.
مسئله دیگر در آشکار سازی همزمان چند گونه شیمیایی ، احتمال "خط روی خط افتادن" یا تداخل علائم است. دانشمندان CSO Mesure در فرانسه ، برای اجتناب از این مشکل به هنگام اندازه گیری تابش زیر قرمز در فضا ، از یک لیزر دیودی IR نزدیک که روی مقادیر جذبی چرخشی - ارتعاشی C2H2 (در حدود 1530nm) تثبیت شده بود، به عنوان منبع مرجع استفاده کرده‌اند.
کار آنها بخشی از یک پژوهش 5 ساله مربوط به تداخل سنج زیر قرمز ارزیابی اتمسفری (IASI) اما مهندسان مخابرات برای جلوگیری از مشکل خط روی افتادن ، وقتی که چند طول موج مدوله شده کم فاصله در فرکانسهای GHz از درون یک تار نوری ارسال می‌شود، از همین رویکرد استفاده می‌کنند. "قفل کردن" طول موج لیزر روی استانداردهای مولکولی نظیر HCN و C2H2 ، هر گونه تداخل بین علائم مختلف را متوقف می‌کند.

خروجی پر انرژی

 

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در سانتریابارا با استفاده از بلورهای لیتیم نیوبات (LiNbOsub>3) یا پتاسیم فسفات. فرکانسای خروجی از لیزرهای دیودی را در انتهای پر انرژی‌تر طیف الکترومغناطیسی دو برابر کرده‌اند. این کار می‌تواند در ناحیه آبی فرابنفش طیف الکترومغناطیسی ، توانهای خروجی در حد 0,1mW تولید کند. در این طول موجها ، لیزرهای دیودی قادرند عناصری مانند آلومینیم (394nm) ، گالیم (403nm) و ایندیم (410nm) را شناسایی و رشد لایه‌های نیمرسانا ، از جمله ساخت سایر لیزرهای دیودی را تعقیب کنند. در مقایسه با لامپهای کاتد تو خالی متداول که در طیف بین جذب اتمی بکار می‌روند.
لیزرهای دیودی ، کوک پذیرند (شناسایی چند گونه‌ای امکان پذیر می‌سازند)، پر شدت ترند (بنابراین داده‌ها را سریعتر کسب می‌کنند) و کنترل دقیقتری را مقدور می‌سازند. انتهای آبی طیف الکترومغناطیسی ، یکی از فعالترین حوزه‌های پژوهشی درباره لیزرهای دیودی است که در آن ، لیزرهای بر پایه GaN ، شدت و سرعت انتقال داده‌های ذخیره شده را به حداکثر می‌رسانند. برای شیمیدانان ، لیزرهای آبی ، عملا برای دستیابی به گذارهای الکترونی مولکولهایی مانند O3 و NO2 مفید است و به ساخت سیستمهای قابل حمل نظارت اتمسفری می‌انجامد.

 

حسگرهای تار نوری

گسترش سریع صنعت مخابرات ، جدا از کابلهای تار نوری برای انتقال داده‌ها ، به توسعه حسگرهای تار نوری برای ارسال نور به مکانهای دور دست منجر شده است. حسگرهای تار نوری می‌توانند یا ذاتی باشند یا عارضی ، در اولی ، تغییرات در محیط مستقیما بر خواص تار اثر می‌گذارد. مثلا در تنش سنجها ، تار ، تغییر در محیط مستقیما بر خواص تار اثر می‌گذارد. مثلا در تنش سنجها ، تار ، تغییر شکل ناشی از خمش خود را حس می‌کند. بر اثر خم شدن تار ، نور به بیرون از آن نشت می‌کند. از طرف دیگر ، حسگرهای عارضی تغییر محیطی را به تغییر در خواص عبور نور در تار تبدیل می‌کنند.
تارهای نوری بر اساس بازتاب درونی کلی باریکه نور عمل می‌کنند، بنابراین هرگاه ضریب شکست نور در تار تغییر کند، نور می‌تواند به بیرون نشت کند. از این مسئله می‌توانیم برای آشکار سازی تغییر ارتفاع سطح مایع یا برای اندازه گیری با تفکیک پایین فشار درون مایع استفاده کرد. بخشی از میدان الکترومغناطیسی نور لیزر به خارج از تار هم گسترش می‌یابد و مولکولهای در سطح یا نزدیک تار می‌توانند این موج محو شونده را جذب کنند.
در سال 1997، یواخیم کاستز و ماوروس تا که از مؤسسه فرانهوفر در آلمان از این پدیده برای آشکار سازی هیدروکربنها در آب استفاده کردند. روشی که آنها استفاده کردند یعنی تجزیه موج محو شونده با لیزرهای دیودی (Ewald) ، عبارت است از استفاده از تارهای نقره هالید در IR میانه که با فیلم بسیاری نازکی روکش شده است. هیدروکربنها درون این اندود بسپاری نفوذ می‌کنند و از روی جذبهای اثر انگشتی‌شان شناسایی می‌شوند. به علت جذب قوی آب در ناحیه IR استفاده از طیف بینی معمولی عبوری IR امکان پذیر نیست.

 

حکایتهای درونی

طیف بینی جذب درون حفره ای لیزر (Iclas) فناوری حساسی است که طیف بینی سال با لیزرهای گازی بزرگ و لیزرهای رنگینه‌ای بکار برده می‌شده است. این روش شامل تقویت جذب نور لیزر ، با قرار دادن نمونه درون حفره لیزر به جای خارج آن است. فوتونهای لیزر بین دو آینه انتهایی سازنده حفره لیزر به جلو و عقب بازتابیده می‌شوند و عملا طول مسیر جذب را هزاران مرتبه افزایش می‌دهند. پیترتوشک و والری بف در دانشگاه هامبورگ ، از این اصل برای ساختن یک آشکار ساز بسیار کوچک و حساس آلودگی گازی استفاده کرده‌اند.
لیزر دیودی مورد استفاده ، عملا برای تأمین توان لیزر 20cm آنهاست که از یک تار نوری فلوئور و زیرکوناتی دوپه شده با اتمهای پروزئودیمیم و ایتربیم تشکیل شده بود. نور لیزر دیودی در 850nm ، اتمهای دوپه کننده را در تار برانگیخته و نور مرئی نشر می‌کند. گفتنی است همانطوری که که تقویت می‌شود، اگر نمونه یک گاز در یک انتهای حفره در جلوی آینه نیم باز تابیده قرار داده شود، متخصصان طیف بینی می‌توانند طیف جذبی تقویت شده را آشکار کنند.

 

منبع :  سایت   http://www.daneshnameh.roshd.ir