دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران شمال
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته فیزیك اتمی – مولكولی
موضوع:
الگوی هماهنگ دوم اپتیكی و بسامد مجموع پراكندگی از ذرات با شكل دلخواه
استاد راهنما:
دکتر محمد حسین مجلس آرا
استاد مشاور:
دکتر لاله فرهنگ متین
تابستان 1392
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
مفهوم پذیرفتاری موثر در اپتیك غیرخطی بیان شده است و شدت پراكندگی تصحیح شده در این محیط نشان داده شده است و سپس یك ساختار تئوری برای تولید و پراكندگی هماهنگ دوم اپتیكی و بسامد مجموع نور از سطح ذرات با اشكال مختلف در دامنه‌ی محدودی از ضریب شكست‌های ثابت فراهم شده است. پراكندگی نور را می‌توان برای سطح‌ها همگن و همسانگرد با یك مجموعه متناهی از تابع‌های پراكندگی توصیف كرد قوانین انتخاب با توجه به این تابع‌ها وجود دارد. تابع‌های مربوط به سطوح انطباق‌پذیر بر تصویر آینه‌ای و غیرانطباق‌پذیر بر تصویر آینه‌ای مستقیماً با حجم و سطح در ارتباط هستند. سرانجام توابع صریحی برای ذرات بیضی گون نشان داده شده است و الگوی پراكندگی زاویه‌ای به عنوان تابعی برای جهت‌گیری ذره و یا هنگردی از ذرات نشان داده شده است.
كلید واژه: بسامد مجموعه پراكندگی – پراكندگی غیرخطی – تولید هماهنگ دوم اپتیكی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده
مقدمه………………………………………………………………………………………………………………. 1
فصل اوّل: اپتیك غیرخطی
مقدمه………………………………………………………………………………………………………………. 3
تاریخچه………………………………………………………………………………………………………….. 3
1-1- ویژگی‌های محیط خطی……………………………………………………………………………… 4
1-2- ویژگی‌های محیط غیرخطی…………………………………………………………………………. 5
1-3- قطبیدگی محیط خطی و محیط غیرخطی………………………………………………………… 5
1-4- برآورد ساده‌ای از اندازه كمیت پذیرفتاری………………………………………………………. 11
1-5- تولید هماهنگ دوم…………………………………………………………………………………… 12
1-6- تولید بسامد مجموع و بسامد تفاضل……………………………………………………………… 14
1-7- معادلات ماكسول در محیط‌های غیرخطی……………………………………………………….. 15
فصل دوّم: مفهوم پذیرفتاری موثر در اپتیك غیرخطی
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….. 20
2-1- پذیرفتاری غیرخطی…………………………………………………………………………………. 20
2-2- پذیرفتاری غیرخطی در تولید بسامد مجموع…………………………………………………… 23
2-3- پذیرفتاری غیرخطی در تولید هماهنگ دوم……………………………………………………. 23
2-4- پذیرفتاری موثر در پراكندگی اپتیك غیرخطی………………………………………………….. 24
2-5- ذرات ریز………………………………………………………………………………………………. 28
2-6- اندیس ذرات همساز………………………………………………………………………………… 31
2-7- پراكندگی………………………………………………………………………………………………. 34
2-8- ویژگی‌های پراكندگی خودبهخودی نور…………………………………………………………. 35
2-9- پراكندگی ریلی………………………………………………………………………………………… 37
2-10- پراكندگی تصحیح شده …………………………………………………………………………… 37
فصل سوم: نظریه هماهنگ دوم اپتیكی و جمع فركانس از ذرات با شكل دلخواه
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………….. 40
3-1) مباحث نظری…………………………………………………………………………………………… 41
3-2- پراكندگی از ذرات با شكل دلخواه و سطح‌های ساده………………………………………… 49
3-3- پراكندگی از ذرات بیضوی…………………………………………………………………………. 50
فصل چهارم: نتایج عددی
نتایج عددی …………………………………………………………………………………………………….. 58
نتیجه‌گیری ………………………………………………………………………………………………………. 62
پیوست الف) …………………………………………………………………………………………………… 63
پراكندگی اپتیك غیرخطی از ذرات كروی و استوانه‌ای ……………………………………………….. 63
پیوست (ب) …………………………………………………………………………………………………… 65
ذرات بیضی‌گون ………………………………………………………………………………………………. 65
منابع و مآخذ …………………………………………………………………………………………………… 66
چكیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………… 67
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول (2-1) مقدار عناصر قطبش‌پذیر در مرتبه‌ی دوم فركانس مجموع پراكندگی از یك كره با شعاع و پذیرفتاری …………………………………………………………………………………………………………………….. 33
جدول (2-2) مقادیر نوعی پارامترهایی كه چند فرایند پراكندگی را توصیف می‌كنند………….. 36
جدول (3-1) قوانین انتخاب برای عناصر در پراكندگی با سهم قطبش متفاوت………….. 48
جدول (3-2) مقادیر ممكن برای انتگرال ……… 53
جدول (3-3). تابع‌های پراكندگی برای ذرات بیضی گون با چند جمله‌های از و و 56
جدول (الف-1). تابع‌های پراكندگی برای ذرات استوانه‌ای با طول L و شعاع D و ذرات كروی با شعاع R 64
جدول (ب-1). تابع‌های پراكندگی برای ذرات كوچكتر در محدوده و 65
فهرست اشكال
عنوان صفحه
شكل 1-1: دو قطبی الكتریكی بنیادی الف) همسویی با میدان ب) نیروی وارد بر دو قطبی كه در راستای میدان الكتریكی است……………………………………………………………………………………………………………………… 6
شكل (1-2)پاسخ نوعی غیرخطی (الف) و خطی (ب) قطبیدگی P به میدان الكتریكی اعمال شده E برای میدان‌های مثبت و منفی برابر، پاسخ محیط اپتیكی در وضعیت غیرخطی متقارن نیست. در این مورد میدان منفی قطبیدگی بزرگتری نسبت به میدان مثبت با بزرگی یكسان بوجود می‌آورد …………………………………………………………………… 10
شکل(1-3) الف) هندسه تولید هماهنگ دوم ب) نمودار تراز – انرژی كه تولید هماهنگ دوم را توصیف می‌كند. 12
شکل1-4 تولید هماهنگ دوم در بلور KDP و در یک فیبر شیشه ای و در یک کاواکی از لیزر 13
شكل (1-5): تولید بسامد مجموع الف) هندسه برهم كنش ب) توصیف تراز – انرژی………. 15
شكل (2-2) الف) هندسه پراكندگی با پارامترهای مرتبط ب) سطح قیاسی……………………… 32
شكل (2-3) مثالی از تقریب WKB در منطقه تیره فاز موج تغییر كرده است…………………… 34
شكل (2-4) پراكندگی خودبهخودی نور الف) وضعیت آزمایش ب) طیف مشاهده شده نوعی 35
شكل (2-5) طرحی برای پراكندگی ریلی هماهنگ دوم بوسیله یك كره…………………………. 37
شكل 3-1: الف) هندسه پراكندگی یك ذره (آنسامبلی از ذرات) تحت دو باریكه كه با هم زاویه می‌سازند ب) سیم‌هایی مختصات ( ) و مربوط به تانسور و ………………………………….. 42
شكل (4-1) (منحنی آبی) الگوهای پراكندگی تولید بسامد مجموع (پیكربندی PPP) برای بیضی و عناصر سطح برای و و و زاویه‌ی چرخش 0 و 30 و 60 و 90 درجه……….. 59
شكل (4-2) الگوی پراكندگی برای آنسامبلی از بیضی‌گون در سیستم‌های پرولیت و آبلیت با نسبت ظاهری متفاوت. در پرولیت از آبی تا قرمز نسبت ظاهری از تا افزایش می‌یابد. در آبلیت از تا كاهش می‌یابد 60
شكل (4-3) مقایسه الگوهای پراكندكی اشكال متنوع a. كره b. استوانه c. چند وجهی d. اسب كه سطح‌های آنها برابر سطح یك كره به شعاع nm500 است. كره: منحنی مشكی، استوانه: منحنی خط‌چین مشكی چند وجهی: منحنی خاكستری اسب: منحنی خط‌چین خاكستری …………………………………………………………………………………………… 61
مقدمه:
پدیده‌های بسیار كاربردی در محیط‌های غیرخطی اپتیكی رخ می‌دهد كه از جمله‌ی این پدیده‌ها تولید هماهنگ دوم و فركانس مجموع است كه در این رساله به طور خاص به الگوی پراكندگی این دو پدیده برای اشكال با شكل دلخواه اشاره شده است كه برای بیان بهتر این موضوع ابتدا اپتیك غیرخطی به صورت مختصر توضیح داده شده است و از آنجایی كه برای بدست آوردن الگوی پراكندگی نیازمند محاسبه شدت هستیم و برای محاسبه شدت پراكندگی نیازمند پذیرفتاری موثر هستیم. بعد از بیان اپتیك غیرخطی پذیرفتاری موثر شرح داده شده است و سپس وارد مسئله اصلی كه بیان الگوی پراكندگی است شده‌ایم.
مقدمه:
اگر تمامی پدیده‌های فیزیكی اطراف ما خطی بودند، هم فیزیك خسته كننده بود و هم زندگی بدون مشاهده بسیاری جذابیت‌ها سپری می‌شد. خوشبختانه ما در یك دنیای غیرخطی زندگی می‌كنیم. البته به خاطر داشته باشیم كه همان‌طور كه خطی بودن فیزیك را جذاب می‌كند غیرخطی بودن نیز فیزیك را زیباتر می‌كند]1[.
پدیده‌های اپتیك خطی در محیط خطی رخ می‌دهند و در مقابل آن پدیده‌های اپتیك غیرخطی در محیط غیرخطی رخ می‌دهند اگر ویژگی‌های اصلی این دو محیط به دنبال هم بیان شوند به درك بهتری راجع به محیط غیرخطی خواهیم رسید. به همین علت ما در اینجا پس از بیان تاریخچه توضیح مختصری راجع به این دو محیط می‌دهیم و سپس به صورت تخصصی‌تر وارد مباحث مربوط به اپتیك غیرخطی می‌شویم.
تاریخچه:
اولین بار در سال 1961 میلادی، آزمایشی كه فرانكین[1] و وین ریچ[2] در دانشگاه میشیگان انجام دادند. نشان داد كه اگر نور با طول موج به بلور كوارتز تابانده شود نوری با طول موج خارج می‌شود و این آزمایش در واقع تولد اپتیك غیرخطی به حساب می‌آید. در واقع این پدیده مشاهده تولد هماهنگ دوم[3] است این آزمایش روشی در بدست آوردن تابش‌های همدوس با توان بالا است كه در آن می‌توان طول موج كوتاهتر به دست آورد. چشمه‌ی نور معمولی برای چنین آزمایش‌هایی خیلی ضعیف است. در كل میدانی در حدود یك اثر غیرخطی در محیط القا می‌كند كه این میدان متناظر با باریكه‌ای به شدت تقریبی است. كه به همین دلیل برای مشاهده هماهنگ دوم باریكه لیزر به كار می‌رود ]1[. در كل بیشترین مطالعه روی این موضوع از قرن بیستم و بعد از آن صورت گرفته است.
تعداد صفحه : 79
قیمت :14700 تومان