Шерниёзов Анваржон Ахмеджоновичнинг
фан доктори (DSc) диссертацияси ҳимояси ҳақида эълон
I. Умумий маълумотлар.
Диссертация мавзуси, ихтисослик шифри (илмий даража бериладиган фан тармоғи номи): “Композит фаол муҳитли қуёш лазерларида иссиқлик эффектларнинг тадқиқи”, 01.04.11 – Лазер физикаси (физика-математика фанлари).
Диссертация мавзуси рўйхатга олинган рақам: В2024.3.DSc/FM280.
Илмий маслаҳатчи: Пайзиев Шермахамат Далиевич, физика-математика фанлари доктори, профессор.
Диссертация бажарилган муассаса номи: Ион-плазма ва лазер технологиялари институти.
ИК фаолият кўрсатаётган муассаса номи, ИК рақами: Ион-плазма ва лазер технологиялари институти, DSc.02/30.12.2019.FM/Т.65.01
Расмий оппонентлар: Азаматов Зокиржон Тахирович, физика-математика фанлари доктори, профессор; Давлетов Икром Юсубович, физика-математика фанлари доктори, профессор; Семенов Денис Иванович, физика-математика фанлари доктори, доцент.
Этакчи ташкилот: Ўзбекистон миллий университети.
Диссертация йўналиши: назарий ва амалий аҳамиятга молик.
II. Тадқиқотнинг мақсади допант ионлари орасида энергия узатиш самарадорлигини, иссиқлик эффектларини, лазер квантронларини ишлаб чиқишда янги конфигурацияларини тадқиқ қилиш ҳамда композит фаол муҳитни экспериментал ва симуляция моделига асосланган ёндашувлар билан ўрганиш орқали қуёш билан оптик дамланадиган лазерларнинг чиқиш характеристикаларини яхшилаш ва самарадорлигини ошириш.
III. Тадқиқотнинг илмий янгилиги:
Cе:Нд:ЯГ лазер стерженида энергиянинг Cе ионларидан фаол Нд ионларига ўтказишнинг умумий самарадорлиги 76% ни ташкил қилиши аниқланган;
лазер сатҳларидаги температурага боғлиқ бўлган энергетик сатҳлараро бандликнинг лазернинг чиқиш қувватига таъсирини ҳисобга олиш имконини берувчи фазога боғлиқ бўлган лазер тезлик тенгламаларига асосланган назарий ёндашув ишлаб чиқилган;
Монте-Карло фотонларини кузатиш, температурага боғлиқ бўлган инверс бандликни ҳисобга оладиган тезлик тенгламалари ва уч ўлчовли иссиқлик ўтказувчанлик тенгламалари ёрдамида бўйлама оптик дамланадиган Cе:Нд:ЯГ лазерлари учун симуляция модели ишлаб чиқилган;
қуёш лазерларининг икки турли ионлар билан допланган фаол муҳитларда лазернинг ишлаши ёмонлашувига асосий сабаб лазер стержени олд қисмидаги юқори термал юкланиш эканлигини аниқлаш орқали термал таъсирларнинг популяция инверсиясига таъсир қилиш механизмлари кўрсатилган;
илк бор 3 мм диаметрли композит структурали ЯГ/Cе:Нд:ЯГ/ЯГ асосидаги қуёш лазери учун 593 W кириш қуёш қуввати ва 900 W/м2 нурланиш билан кўп модали режимда 8.5 W тартибдаги лазер чиқиши олинган, тегишли оптик конвертация самарадорлиги 1.43% ни ташкил этган. Ушбу конфигурация учун 600 W оптик дамлаш қуввати даражасида 3.95% қуёшдан лазерга ўтказиш самарадорлиги эришиш мумкинлиги симуляция тадқиқотлари орқали кўрсатилган;
илк бор 5 мм диаметрли композит структурали ЯГ/Нд:ЯГ/ЯГ асосидаги қуёш лазери учун 823 W кириш қуёш қуввати ва 925 W/м2 нурланиш билан кўп модали режимда лазер чиқиш қуввати 13 W ни, тегишли оптик конвертация самарадорлиги 1.57% ни ташкил этган;
оптик дамлаш самарадорлигини 20% га оширишни таъминлайдиган янги қуёш лазер квантрони таклиф қилинган бўлиб, дифференциал самарадорлик 3.79% дан 4.8% гача оширилган, максимал чиқиш қуввати 600 W оптик дамлаш даражасида 40% га кўтарилган бўлиб, конверсия самарадорлигининг сезиларли даражада ошишига эришилган;
илк бор мураккаб структурали композит фаол муҳитлар асосида қуёш нури билан оптик дамлашда ишлайдиган лазерларнинг симуляцион модели ишлаб чиқилди.
IV. Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши. Композит фаол муҳитли қуёш лазерларида иссиқлик эффектларининг тадқиқи бўйича олинган илмий натижалар асосида:
Cе:Нд:ЯГ лазер стерженида Cе ионларидан фаол Нд ионларига энергия узатиш самарадорлигини аниқлаш бўйича олиб борилган тадқиқот натижаларидан хорижий нашрлардаги 25 га яқин тадқиқотлар (Лианг, Даwеи, эт ал. “Мост эффиcиент симултанеоус солар ласер эмиссионс фром тҳрее Cе: Нд: ЯГ родс wитҳин а сингле пумп cавитй.” Солар Энергй Материалс анд Солар Cеллс 246 (2022), ИФ = 6.3; 2. Cаи, Зитао, эт ал. “Эффиcиент 38.8 W/м2 солар пумпед ласер wитҳ а Cе: Нд: ЯГ cрйстал анд а Фреснел ленс.” Оптиcс Эхпресс 31.2 (2023). ИФ = 3.2; 3. Ичиба, Кенсеи, эт ал. “Х-рай-Индуcед сcинтиллатион пропертиес оф нд-допед Би4Си3О12 cрйсталс ин висибле анд неар-инфраред регионс.” Материалс 15.24 (2022). ИФ = 3.4]; 4. Зенг, Каи, эт ал. “Материал ремовал анд сурфаcе дамаге мечанисмс ин миcро дриллинг оф Нд: ЯГ материал.” Жоурнал оф Мануфаcтуринг Проcессес 90 (2023). ИФ = 6.1; 5. Зҳенг, Хиню, эт ал. “Ҳигҳлй транспарент Cе: Нд: ЯГ cерамиc wитҳ гоод лигҳт cонверсион cапаcитй фор солар-пумпед солид-стате ласерс.” Оптиcс Эхпресс 32.10 (2024): 18352-18365. ИФ = 3.2 ва бошқалар) да фойдаланилган. Олинган натижалардан фойдаланиш Cе: Нд: ЯГ қуёш лазерлари устида олиб борилган экспериментал тадқиқотларда умумий самарадорликни 1.6 баробаргача ошириш ва лазер чиқиш характеристикаларини таҳлил қилиш имконини берган.
Cе: Нд: ЯГ қуёш лазерининг бўйлама оптик дамланганда пастки лазер сатҳларидаги термал бандликнинг таъсирини ўрганишда олинган натижалар хорижий нашрлардаги 8 та илмий тадқиқотлар (1. Гарcиа, Дáрио, эт ал. “Лоwест-тҳрешолд солар ласер оператион ундер cлоудй скй cондитион” Ренеwабле Энергй 210 (2023), ИФ = 9.0; 2. Лианг Даwеи, эт ал. “Лоwест тҳрешолд солар-пумпед Cе: Нд: ЯГ ласер wитҳ 2.06% солар-то-ТЕМ00 моде ласер cонверсион эффиcиенcй.” Солар Энергй Материалс анд Солар Cеллс 270 (2024). ИФ = 6.3; 3. Cатела, Мигуел, эт ал. “Стабле эмиссионс фром а фоур-род Нд:ЯГ солар ласер wитҳ±0.5 траcкинг эррор cомпенсатион cапаcитй.” Пҳотониcс. Вол. 10. Но. 9. МДПИ, 2023, ИФ = 2.1 ва бошқалар) да қўлланилган. Натижада қуёш лазерлари чиқиш характеристикаларига термал бандликнинг таъсир механизмларини баҳолаш имконини берган.
Қуёш лазерларининг самарадорлигини ошириш бўйича тадқиқот натижаларига кўра:
Нд:ЯГ асосидаги фаол элементнинг консентрланган қуёш нурланиши орқали кўндаланг оптик дамланадиган ретро-рефлекторли ва ретро-рефлекторсиз қуёш лазерининг конфигурацияси таклиф қилинган ва ушбу ихтиро учун Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк агентлигидан “Кўндаланг оптик дамланадиган қуёш лазерларининг ўзгартириш самарадорллгини оширувчи қурилма” (Патент № ИАП 06737, рўйхатга олинган 13.01.2022) патент олинган. Таклиф этилаётган қурилма, кўп ўтишли оптик дамлаш туфайли, иссиқлик ўтказувчанлиги нисбатан паст бўлган бошқа лазер материалларидан ҳам фойдаланишга имкон беради, бу лазер материаллар шу пайтгача қуёш билан оптик дамлашда фаол элемент сифатида кўриб чиқилмаган. Бундан ташқари, таклиф этилаётган қурилма бир вақтнинг ўзида турли лазерли фаол муҳитларни оптик дамлаш орқали кўп модали лазерни яратишга ҳам имкон беради.
параболик концентраторлардан фойдаланган ҳолда кўндаланг оптик дамлаш схемасига эга кўп элементли қуёш лазерининг конфигурацияси таклиф қилинган ва ушбу ихтиро учун Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк агентлигидан “Кўндаланг дамланадиган қуёш лазери” патенти олинган (Патент). № ИАП 07425, 31.07.2023). Таклиф этилаётган қурилмадан фойдаланиш юқори самарали қуёш нурлари билан ишлайдиган лазерларни яратишга имкон беради, уларнинг қуввати ишлатилган консентратор майдонининг ортиши билан мутаносиб равишда ортади.