超大功率固态激光器的介质温度场分析

• 作者: 吴兴坤 潘建彬
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 温度场分布 有限元 热容量激光器 热透镜效应
• 年，卷（期）: 2008,（6）
• 所属期刊栏目: 无线电电子学、电信技术
• 页码范围: 973-976,1004
• 页数: 5页
• 分类号: TN244
• 字数: 4354字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2008.06.015

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴兴坤		3	7	2.0	2.0
2	潘建彬		1	1	1.0	1.0