钕玻璃、Nd:YAG和Nd:GGG热容激光特性比较

• 作者: 侯立群 朱健强 祖继锋 董玥
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 热容激光 瞬态温度场 有限元分析 钕玻璃 Nd:YAG Nd:GGG
• 年，卷（期）: 2006,（6）
• 所属期刊栏目: 高功率激光与光学
• 页码范围: 881-885
• 页数: 5页
• 分类号: TN2
• 字数: 3846字
• 语种: 中文

摘要

考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能.并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟.结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,介质最高升温超过400 K,最大热致应力为25 MPa,接近其断裂极限的50%.在此条件下进行冷却,当水温为283 K时,需经过约120 s才基本恢复到初始工作状态.而Nd:YAG和Nd:GGG两种介质在相同输入工作条件下,工作时间可达10 s,且温度分布相对平坦,温差和热应力较小,经水冷约30 s可恢复到初始状态.但模拟计算中,发现Nd:YAG在冷却阶段的最大应力达77 MPa,已超过断裂阈值下限值的50%.兼顾冷却时间、材料所能承受的应力及晶体生长尺寸,以及实现100 kW的平均功率输出等因素,Nd:GGG晶体是目前三者中比较适合于作为高平均功率、重复率热容方式工作的激光材料.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱健强		9	149	5.0	9.0
2	祖继锋		1	15	1.0	1.0