红外与激光工程
紅外與激光工程
홍외여격광공정
INFRARED AND LASER ENGINEERING
2012年
5期
1174-1179
,共6页
齐兵%李隆%甘安生%王良甚%史彭
齊兵%李隆%甘安生%王良甚%史彭
제병%리륭%감안생%왕량심%사팽
热效应%激光器%Nd%YAG棒%热传导系数%温度场分布
熱效應%激光器%Nd%YAG棒%熱傳導繫數%溫度場分佈
열효응%격광기%Nd%YAG봉%열전도계수%온도장분포
为了解决激光二极管泵浦激光晶体产生的热效应问题,对激光晶体内的温升进行了解析分析与定量计算.通过对激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点的分析,建立了符合实际工作情况的热模型.考虑到晶体材料热传导系数受其宏观温度变化的影响,应用常数变易法以及特征函数法得到了变热传导系数Nd:YAG晶体棒在端面泵浦情况下温度场的一般表达式.定量计算了激光二极管超高斯分布泵浦光阶次、泵浦功率、光斑尺寸以及晶棒半径对其温度场分布的影响.研究结果表明:使用输出功率为60W的激光二极管端面泵浦掺钕离子质量分数1.0％的Nd:YAG晶棒,若耦合入射的3阶超高斯光束泵浦光斑半径为400 μm,晶棒半径为1.5mm,长度为8mm时,Nd:YAG棒内最大温升为343.9℃；而将其热导率视为定值时,晶体的最大温升只有222.7℃.研究结果为正确计算Nd:YAG 晶体温度场分布提供了方法,并为提高全固态Nd:YAG激光器性能提供了理论依据.
為瞭解決激光二極管泵浦激光晶體產生的熱效應問題,對激光晶體內的溫升進行瞭解析分析與定量計算.通過對激光二極管耑麵泵浦激光晶體工作特點的分析,建立瞭符閤實際工作情況的熱模型.攷慮到晶體材料熱傳導繫數受其宏觀溫度變化的影響,應用常數變易法以及特徵函數法得到瞭變熱傳導繫數Nd:YAG晶體棒在耑麵泵浦情況下溫度場的一般錶達式.定量計算瞭激光二極管超高斯分佈泵浦光階次、泵浦功率、光斑呎吋以及晶棒半徑對其溫度場分佈的影響.研究結果錶明:使用輸齣功率為60W的激光二極管耑麵泵浦摻釹離子質量分數1.0％的Nd:YAG晶棒,若耦閤入射的3階超高斯光束泵浦光斑半徑為400 μm,晶棒半徑為1.5mm,長度為8mm時,Nd:YAG棒內最大溫升為343.9℃；而將其熱導率視為定值時,晶體的最大溫升隻有222.7℃.研究結果為正確計算Nd:YAG 晶體溫度場分佈提供瞭方法,併為提高全固態Nd:YAG激光器性能提供瞭理論依據.
위료해결격광이겁관빙포격광정체산생적열효응문제,대격광정체내적온승진행료해석분석여정량계산.통과대격광이겁관단면빙포격광정체공작특점적분석,건립료부합실제공작정황적열모형.고필도정체재료열전도계수수기굉관온도변화적영향,응용상수변역법이급특정함수법득도료변열전도계수Nd:YAG정체봉재단면빙포정황하온도장적일반표체식.정량계산료격광이겁관초고사분포빙포광계차、빙포공솔、광반척촌이급정봉반경대기온도장분포적영향.연구결과표명:사용수출공솔위60W적격광이겁관단면빙포참녀리자질량분수1.0％적Nd:YAG정봉,약우합입사적3계초고사광속빙포광반반경위400 μm,정봉반경위1.5mm,장도위8mm시,Nd:YAG봉내최대온승위343.9℃；이장기열도솔시위정치시,정체적최대온승지유222.7℃.연구결과위정학계산Nd:YAG 정체온도장분포제공료방법,병위제고전고태Nd:YAG격광기성능제공료이론의거.
