热容激光器冷却过程的热力学数值模拟

• 作者: 周唐建 唐淳 成渝 涂波 胡浩 蒋建锋 蔡震 裴正平
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光技术 热容激光器 冷却过程热力学 数值模拟
• 年，卷（期）: 2007,（11）
• 所属期刊栏目: 激光物理与激光化学
• 页码范围: 1507-1511
• 页数: 5页
• 分类号: TN248.1
• 字数: 2640字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0258-7025.2007.11.010

摘要

为了研究热容激光器冷却过程中激光介质的热力学特性,建立了激光介质热力学理论模型.该模型将介质表面的换热作为瞬态导热微分方程的热源,得到冷却过程中热传导模型.获得了激光介质在冷却过程中的瞬态温度场,进一步得到介质的热应力.利用数值模拟,得到了YAG介质和GGG介质在不同冷却条件下的冷却时间、温差和热应力.表面换热系数从0.1 W·cm-2·K-1增加到0.5 W·cm-2·K,冷却时间明显缩短;表面换热系数从0.5 W·cm-2·K-1增加到1 W·cm-2·K-1,冷却时间缩短不明显.对于相同体积、相同初始温度场的YAG介质和GGG介质,YAG介质的冷却时间少于GGG介质的冷却时间.在相同冷却条件下,YAG介质的温差小于GGG介质的温差,YAG介质的最大等效应力小于GGG介质的最大等效应力.