Πλοήγηση ανά Συγγραφέας "Mikropoulos, Nikolaos"

Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
  • Μικρογραφία εικόνας
    Τεκμήριο
    Μελέτη και ανάπτυξη πρωτότυπου laser στερεάς κατάστασης αντλούμενου από led ισχύος.
    (ΕΛ.ΜΕ.ΠΑ., Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), ΔΠΜΣ Προηγμένα Συστήματα Παραγωγής, Αυτοματισμού και Ρομποτικής, 2023-07-18) Μικρόπουλος, Νικόλαος; Mikropoulos, Nikolaos
    Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός solid-state κρυσταλλικού laser Νεοδυμίου (Nd:YAG), με καινοτόμο πηγή οπτικής άντλησης. Συγκεκριμένα, η πηγή ενεργειακής διέγερσης του laser αποτελείται από συστοιχίες διόδων εκπομπής λευκού φωτός (LED) σε μορφή chip "βαττικής" ισχύος και υψηλής απόδοσης, όπως για παράδειγμα τα εμπορικά-διαθέσιμα LED που χρησιμοποιούνται σε διατάξεις φωτισμού, όπως λαμπτήρες, φακούς, προβολείς, ταινίες. Σε συγκριση με τις καθιερωμένες πηγές οπτικής άντλησης laser, οι πηγές φωτός LED πλεονεκτούν σε πολλά σημεία, εκτος του σημαντικά χαμηλού κόστους. Συγκεκριμένα, χαρακτηρίζονται από μεγάλη διάρκεια ζωής, μεγάλη οπτική απόδοση και κατευθυντικότητα εκπομπής φωτός αλλά παράλληλα απαιτούν μονο χαμηλές ασφαλείς τάσεις τροφοδοσίας, παραμέτρους δηλ. που τις καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστικές για το σκοπούμενο σύστημα στο εργαστηριακό και εκπαιδευτικό περιβάλλον. Για τον σκοπό της επιτυχούς σχεδίασης και ανάπτυξης του υπ' όψη συστήματος laser, προηγείται στην παρούσα εργασία μία θεωρητική μελέτη ενεργειακής μεταφοράς και μετατροπής, που λαμβάνει υπόψη την πυκνότητα πρόσμιξης Νεοδυμίου στον κρύσταλλο YAG, την μορφή και τις διαστάσεις του ενεργού υλικού, την χωρική διάταξη των πηγών άντλησης και την γωνιακή κατανομή των κώνων εκπομπής τους, την αλληλο-επικάλυψη των φασμάτων της εκπομπής των LED και της απορρόφησης του ενεργού υλικού Nd:YAG, των σχετικών ενεργειών ζωνών άντλησης και ζωνών εκπομπής, της κβαντικής απόδοσης του ιόντος Nd+3, καθώς και των τυπικών ενεργειακών κατωφλίων ταλάντωσης αντίστοιχων "κλασσικών" συστημάτων laser. H μελέτη αυτή αφορά την εκτίμηση της εφικτότητας της επιτυχούς υλοποίησης και λειτουργίας του σκοπούμενου συστήματος, της προδιαγραφής των απαραίτητων οπτικών στοιχείων, καθώς και της πρόβλεψης αναγκαίων μέτρων μετέπειτα βελτίωσης του σχεδιασμού και της αποδοτικότητάς του. Ιδιαιτέρως η μελέτη προσδιορίζει το καταλληλότερο είδος LED άντλησης από άποψη φασματικής εκπομπής, πυκνότητας οπτικής ισχύος, χωρικού προφίλ εκπομπής κλπ. Σχεδιάζεται επίσης η μορφή του οπτικού αντηχείου, με τις απαραίτητες μεταλλικές βάσεις και οπτο-μηχανικά στηρίγματα(κινηματικά ή σταθερά), λαμβάνοντας υπόψη και την διαθεσιμότητα οπτικών υλικών και στοιχείων, όπως για παράδειγμα καθρεπτών laser και ράβδων (κρυστάλλων) Nd:YAG στο εργαστήριο Laser του ΗΜΜΥ. Διερευνάται κατόπιν το θέμα της κατάλληλης ηλεκτρικής τροφοδοσίας των πηγών άντλησης LED, ως προς τις παραμέτρους ρεύματος, τάσης, ισχύος και χρονικής διαμόρφωσης (συνεχούς ή παλμικής). Ακολουθεί η κατασκευή των επιμερους διατάξεων και η αντίστοιχη πρακτική-πειραματική μελέτη, με μετρήσεις και λειτουργικές δοκιμές, αρχικά σε επίπεδο υπο-συστημάτων και κατόπιν σε ολοκληρωμένη οπτο-ηλεκτρονική διάταξη laser. Συμπερασματικά, με την χρήση υλικών και τεχνολογιών που κρατούν το κόστος χαμηλό (εξαιρουμένου πιθανόν του κρυστάλλου και καθρεπτών) και με πλήρη έλεγχο και γνώση των οπτικών και οπτοηλεκτρονικών υπο-συστημάτων και μεθόδων, προχωρήσαμε στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου πρωτοτύπου με μεγάλη ευελιξία και προσαρμοστικότητα για εκπαιδευτική επίδειξη και εργαστηριακή ερευνα σε μεγάλη ποικιλία επιθυμητών πιλοτικών εφαρμογών.