Ultraviyole, görünür ve yakın kızılötesi dalga boylarına sahip lazerlerde M2 parametresinin ölçümü

Lazerler, sahip oldukları sıra dışı ışınsal özellikleriyle, günümüzde pek çok alanda kullanılmaktadırlar. Bu alanların büyük bir kısmında lazer ışını odaklanmaktadır veya ışınının doğrusallığından faydalanılmaktadır. Tez çalışmasının ana konusu olan ışın kalite faktörü, M2, parametresi de bir anlamda lazer ışın demetinin odaklanabilirliğinin matematiksel ifadesidir. Çalışmada öncelikle lazeri diğer ışık kaynaklarından ayıran temel özelliklere yer verilmiştir ve lazer ışın kalitesi geometrik optikte incelenmiştir. Daha sonra lazer ışını, lazeri oluşturan optik elemanların geometrisine bağlı olarak, elektromanyetik dalga denklemleriyle ifade edilmiş ve buna bağlı diğer parametreler elde edilmiştir. Bu bağlamda lazer ışınının ilerleyiş şeklinin, enine modlarının ve ışın kalitesinin lazer optik bileşenlerinin geometrisine ne şekilde bağlı olduğu analiz edilmiştir. Son olarak M2 ölçüm yöntemlerine genel olarak değinilmiş ve M2 parametresi ölçülen bir Nd:YAG lazerde kullanılan ölçüm prosedürü anlatılmıştır.

Lasers, with their extraordinary beam properties, are used in so many areas. In most of these areas, laser beam is focused or the directionality of the beam is made use of. The beam quality, M2, parameter which is the main subject of this thesis is, in a sense, the mathematical expression of the parallelism or the focusability of the laser beam. In this study first of all, the basic properties that distinguishes lasers from other light sources have been mentioned and the laser beam quality has been studied. Then the laser beams have been expressed by the electromagnetic wave equations and the other related beam properties have been obtained, depending on the geometry of the laser components. In this respect, the relationship between the geometry of the optical components of the lasers and the propagation properties, the intensity distribution and the M2 parameter of a laser beam has been analyzed. Lastly, the M2 measurement techniques have been mentioned in a general meaning and the measurement procedure that has been used to measure the M2 parameter of an Nd:YAG laser has been explained.