مطالعۀ توزیع دما در یک نانو توری فلزی مبتنی بر مادۀ غیرخطی کِر تحت تابش نور لیزر تپی نانوثانیه

Abstract

در این مقاله، با استفاده از روش المان محدود به بررسی نحوۀ توزیع دما در یک نانوتوری فلزی یک بعدی که تحت گرمایش نور لیزر تپی گوسی نانوثانیه قرار دارد، پرداخته می­شود. فرض می­شود که شیارهای نانوتوری با یک مادۀ غیرخطی از نوع کٍر پر می­شوند. نتایج نشان می­دهند که توزیع دمایی سامانه به شدت به شاریدگی (فلوئنس) نور لیزر تابشی وابسته است؛ طوری­که، با افزایش شاریدگی تپ لیزری در اطراف قلۀ تپ و بعد از آن، توزیع دمای کاملاً متفاوتی در دو رژیم خطی و غیرخطی حاصل می­شود. در واقع، تحریک اثر اپتیکی غیرخطی کِر، به ویژه در شاریدگی­های بالای لیزر، منجر به تغییر پاسخ دمایی در رژیم غیرخطی نسبت به رژیم خطی می­شود. همچنین، بسته به طول موج نور لیزر اعمالی، امکان افزایش یا کاهش دما نسبت به مورد خطی وجود دارد. از طرفی نیز برای بروز اثر غیرخطی نمی­توان شاریدگی نور لیزر را تا هر مقداری بالا برد؛ زیرا امکان افزایش دما حتی بالاتر از دمای ذوب مواد نیز وجود دارد. بنابراین، در هنگام اعمال تپ­های قوی لیزر، بایستی بررسی­های دمایی صورت گیرند تا از گرم شدن بیش از حد و آسیب به سامانه جلوگیری شود.

Keywords

• توزیع دما
• نانوتوری
• لیزر تپی
• شاریدگی
• رژیم‌های خطی و غیرخطی