Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 25, Numéro 5, mai 1990
Page(s) 457 - 462
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01990002505045700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 457-462 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002505045700

Influence of the dc laser heating on the optical beam deflection

S. Surnev et D. Ivanov

Department of Solid State Physics, Faculty of Physics, Sofia University, 5 A. Ivanov Blvd., Sofia 1126, Bulgaria


Abstract
The influence of the dc laser heating on the optical beam deflection (OBD) has been studied. It was found that the dc heating causes a decrease in the OBD amplitude and an increase in the OBD phase. This is due to variations of the refractive index and thermal diffusivity of the deflecting medium (air) with temperature. A theoretical expression for the temperature distribution in the deflecting medium has been derived. It allows one to estimate the influence of the steady state temperature on the OBD signal. Experiments made with fused quartz and cadmium sulfide samples have shown a strong dependence of the temperature of the deflecting medium on the sample thermal conductivity that is in good agreement with theoretical results. Calculations also show that a variation of 3 K leads to an amplitude change of about 1 % and a phase change of about 1°.


Résumé
Une étude de l'influence de l'échauffement permanent, obtenu par le rayonnement continu du laser, sur 1'effet mirage est proposée. On a établi que l'échauffement continu provoque une diminution de l'amplitude du signal de l'effet mirage et une augmentation de sa phase. Ceci est dû à la variation de l'indice de réfraction et à la diffusivité thermique du milieu de réfraction (l'air) avec la température. Une expression théorique de la distribution de la température du milieu de réfraction est établie. Elle permet d'estimer l'influence de la température d'équilibre sur le signal de l'effet mirage. Des expériences avec des échantillons de quartz fondu et de sulfide de cadmium ont été effectuées montrant une forte dépendance de la température du milieu de réfraction de la conductivité thermique. Ceci est en bon accord avec les résultats théoriques. Les calculs montrent aussi qu'une variation de 3 K provoque un changement de l'amplitude du signal d'environ 1 % et une variation de sa phase d'environ 1°.

PACS
4260K - Laser beam applications.

Key words
laser beam applications -- photothermal effects -- DC laser heating -- optical beam deflection -- refractive index -- thermal diffusivity -- air -- temperature distribution -- fused quartz -- thermal conductivity -- CdS -- SiO sub 2