万瓦级激光光闸的热效应分析及处理

• 作者: 李志杰 孔庆庆 张明栋 金子蘅 卞殷旭 沈华 朱日宏
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 工学
• 关键词: 激光光闸 热效应 有限元分析 绕流冷却
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 特约专栏-激光技术及其应用|Special issue-Laser technology and its application
• 页码范围: 101-108
• 页数: 8页
• 分类号: TN24
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210909

摘要

激光光闸可以将光纤激光器输出的单束激光通过多通道输出,实现激光器的"一机多用",是现代化激光智能制造的关键性器件.由于光闸承载功率高达上万瓦,其耦合系统极易产生热效应,影响光闸使用性能.为解决万瓦级激光光闸热效应有效控制的难题,保证光闸的高效耦合与高质量光束输出,采用有限元分析法研究了光闸耦合系统的热效应物理机制,并提出一种基于水循环绕流冷却对光闸耦合系统进行热量管控的新方法.通过万瓦激光下的一系列实验验证,表明文中提出的热效应处理方法保证下,高功率激光光闸能长时间承载万瓦级功率,并保持98％以上的耦合效率,同时抑制了系统的热像差,保证了光闸输出激光的光束质量稳定性.该研究为高功率激光系统的热效应分析及处理提供了有效的手段.