اثر پارامتر نرخ تکرار روی میزان انباشت حرارتی ایجاد شده در حجم مواد شفاف توسط تپ‌های لیزری فمتوثانیه

چکیده_ تغییرات ساختاری ای که در حجم مواد شفاف مانند شیشه و پلیمر توسط تابش فمتوثانیه ایجاد ‏می‏شود، در فرآیند ساخت موجبر‏‏های‏اپتیکی و ادوات اپتوفلوئیدیک اهمیت دارد، بدین منظور رابطه میان شکل و اندازه تغییرات ساختاری ایجاد شده در ماده و پارامتر‏‏های‏پردازش نظیر نرخ تکرار، سرعت اسکن و غیره ‏می‏بایستی مشخص شود. پیش بینی این تغییرات ساختاری با بررسی تحول توزیع دمایی القایی در ماده امکان پذیر است. در این پژوهش آثار انباشت حرارتی ناشی از توزیع حرارتی به دست آمده از حل دقیق معادله شرودینگر در ناحیه کانونی تپ های فمتو‏ثانیه به ازای تعداد بالای تپ و همچنین در نرخ های تکرار مختلف تحت دو حالت انرژی تپ ثابت و توان متوسط ثابت مورد بررسی قرار می‏گیرد. نتایج نشان می دهد که در مواردی که انرژی تک تپ فرودی نمی‏تواند دمای لازم برای ذوب و یا تغییر ساختار را تامین کند، به کمک اثر انباشت حرارتی توسط افزایش نرخ تکرار می‏توان این کمبود انرژی را جبران کرد. .

effect of the repetition rate parameter on heat accumulation induced in bulk transparent materials using femtosecond laser pulses

abstract- the structural modification induced by the femtosecond pulses in bulk  of transparent medium such as glass and polymer is highlighted in the process of manufacturing optical wave guides and optofluidic devices. for this purpose, the relation between shape and size of the structural modification induced in the material and the processing parameters such as repetition rate and scaning velocity, etc. should be clarified. prediction of these structural modifications is possible through examinig the evolution of the induced temperature distribution in the medium. in this research, femtosecond pulses induced heat accumulation inside the focal region obtained from solving the nlse for different repetition rates and under two status of constant pulse energy and constant average power is investigated. the results shows that where the energy of a single pulse can’t provide the sufficient temperature to melt or change the structure , it can be compensated by the effect of heat accumulation induced by the repetition rate.