浙江大学学报（工学版）
浙江大學學報（工學版）
절강대학학보（공학판）
JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)
2008年
6期
973-976,1004
,共5页
温度场分布%有限元%热容量激光器%热透镜效应
溫度場分佈%有限元%熱容量激光器%熱透鏡效應
온도장분포%유한원%열용량격광기%열투경효응
利用有限元分析的方法,对在二极管抽运的超大功率(10~100 kW或更高)Nd3+:GGG板状激光器的热稳态(CW)和热容量 (Heat Capacity)两种工作模式中的激光晶体的温度场分布,及其随工作时间变化情况进行了模拟分析,为热透镜效应提供了详尽的基础数据.研究表明,在热稳态模式下,加大冷却气体的流速可以改善晶体温度分布,减小热透镜效应,但改善程度有限;在热容量模式下,激光的发射和冷却过程在时间上分离,减小晶体应力和光学畸变,改善了输出激光质量.尺寸为10 cm×10 cm×2 cm单片晶体在26.6、38.6、53.2和66.5 kW的抽运下,晶体最高温度分别为70.6、93.6、121.0和146.8 ℃,准连续工作时间分别为7.8、8.5、9.0和12.4 s,该结果与实验测量相符合.由此得到:在热容量模式中,单片厚度为2 cm的Nd3+:GGG输出功率面密度的极限为170~200 W/cm2.
利用有限元分析的方法,對在二極管抽運的超大功率(10~100 kW或更高)Nd3+:GGG闆狀激光器的熱穩態(CW)和熱容量 (Heat Capacity)兩種工作模式中的激光晶體的溫度場分佈,及其隨工作時間變化情況進行瞭模擬分析,為熱透鏡效應提供瞭詳儘的基礎數據.研究錶明,在熱穩態模式下,加大冷卻氣體的流速可以改善晶體溫度分佈,減小熱透鏡效應,但改善程度有限;在熱容量模式下,激光的髮射和冷卻過程在時間上分離,減小晶體應力和光學畸變,改善瞭輸齣激光質量.呎吋為10 cm×10 cm×2 cm單片晶體在26.6、38.6、53.2和66.5 kW的抽運下,晶體最高溫度分彆為70.6、93.6、121.0和146.8 ℃,準連續工作時間分彆為7.8、8.5、9.0和12.4 s,該結果與實驗測量相符閤.由此得到:在熱容量模式中,單片厚度為2 cm的Nd3+:GGG輸齣功率麵密度的極限為170~200 W/cm2.
이용유한원분석적방법,대재이겁관추운적초대공솔(10~100 kW혹경고)Nd3+:GGG판상격광기적열은태(CW)화열용량 (Heat Capacity)량충공작모식중적격광정체적온도장분포,급기수공작시간변화정황진행료모의분석,위열투경효응제공료상진적기출수거.연구표명,재열은태모식하,가대냉각기체적류속가이개선정체온도분포,감소열투경효응,단개선정도유한;재열용량모식하,격광적발사화냉각과정재시간상분리,감소정체응력화광학기변,개선료수출격광질량.척촌위10 cm×10 cm×2 cm단편정체재26.6、38.6、53.2화66.5 kW적추운하,정체최고온도분별위70.6、93.6、121.0화146.8 ℃,준련속공작시간분별위7.8、8.5、9.0화12.4 s,해결과여실험측량상부합.유차득도:재열용량모식중,단편후도위2 cm적Nd3+:GGG수출공솔면밀도적겁한위170~200 W/cm2.
