红外连续激光反射镜热畸变的有限元分析 被引量：22

1

作者 齐文宗 黄伟 +2 位作者 张彬 蔡邦维 熊胜明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期953-956,共4页

　基于热传导方程和热弹方程,利用有限元分析方法,就光斑尺寸远大于或接近于基底材料热扩散长度的情况以及反射镜在固定或自由的边界条件下,分别计算了硅和石英两种基底材料多层膜红外连续激光反射镜的最大温升、最大形变及最大热应力,... 　基于热传导方程和热弹方程,利用有限元分析方法,就光斑尺寸远大于或接近于基底材料热扩散长度的情况以及反射镜在固定或自由的边界条件下,分别计算了硅和石英两种基底材料多层膜红外连续激光反射镜的最大温升、最大形变及最大热应力,并探讨了它们随光斑尺寸的变化规律。结果表明:在自由边界条件下,反射镜表面的最大轴向位移与光斑半径之间近似为线性关系;而在固定边界条件下,反射镜的最大热应力与光斑半径之间近似为线性关系;反射镜的夹持状态对最大轴向位移及最大热应力的影响随着光斑尺寸的增加而增强;在相同的入射激光光源及相同的边界条件下,硅镜具有较低的温升值或较高的抗热损伤阈值,而石英镜具有较好的抗热畸变特性。 展开更多

关键词 红外连续激光反射镜 热畸变 有限元分析 热传导方程 热弹方程

在线阅读 下载PDF 职称材料

高功率激光反射镜热畸变补偿结构设计与仿真 被引量：9

2

作者 彭玉峰 吴定允 +1 位作者 张毅 程祖海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期120-123,共4页

为了研究激光反射镜热畸变补偿结构的设计,在分析激光腔镜热变形行为的基础上,采用优化镜体结构,提出了一种减少入射激光光斑区域镜面热畸变的途径——热畸变自补偿激光反射镜,并与普通硅镜的热变形情况进行了比较。结果表明,当反射镜... 为了研究激光反射镜热畸变补偿结构的设计,在分析激光腔镜热变形行为的基础上,采用优化镜体结构,提出了一种减少入射激光光斑区域镜面热畸变的途径——热畸变自补偿激光反射镜,并与普通硅镜的热变形情况进行了比较。结果表明,当反射镜反射率为98%、入射激光功率为7kW、激光照射时间分别为2s,4s和10s时,普通硅镜镜面中心与光斑边缘处的热变形之差分别为0.167μm,0.174μm和0.172μm;而热畸变自补偿激光反射镜镜面中心与光斑边缘处的热变形之差分别为0.092μm,0.052μm和0.027μm。该研究结果对提高高能激光腔镜热效应稳定性、改善高能激光光束质量具有一定参考价值。 展开更多

关键词 光学器件 激光反射镜 热畸变 自补偿 高能激光

在线阅读 下载PDF 职称材料

热畸变对正分支非稳腔的影响及补偿 被引量：6

3

作者 田来科 姚合宝 +4 位作者 杨志勇 王冰 董庆彦 田东涛 姚胜利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期754-757,共4页

根据非稳定光学谐振腔的几何光学理论 ,分析推导了正分支非稳腔由于热效应所导致的等效腔型结构的变化 ,给出了补偿热效应的腔型结构和相应参量 .

关键词 热畸变 正分支非稳腔 补偿 几何光学 激光器 工作物质 影响

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO_2激光辐照下光学薄膜的温度场与热畸变 被引量：5

4

作者 杨富 黄伟 +3 位作者 张彬 楚晓亮 刘志国 蔡邦维 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期255-258,共4页

介绍了光学薄膜温度场的基本理论 ,利用交替隐型技术 ,对 10 .6 μm激光辐照下介质薄膜的温度场分布进行了数值模拟和理论分析。在此基础上 ,利用夏克 哈特曼波前传感器对介质基底样品、不同厚度的介质单层膜样品以及不同膜系的YbF3 /Z... 介绍了光学薄膜温度场的基本理论 ,利用交替隐型技术 ,对 10 .6 μm激光辐照下介质薄膜的温度场分布进行了数值模拟和理论分析。在此基础上 ,利用夏克 哈特曼波前传感器对介质基底样品、不同厚度的介质单层膜样品以及不同膜系的YbF3 /ZnSe介质多层膜样品在 10 .6 μmCO2 激光辐照下的热畸变进行了实验研究。研究结果表明 ,激光辐照下光学薄膜样品的温度场分布与辐照激光的光场分布、激光功率以及激光的辐照时间等因素有关。对于 10 .6 μm激光而言 ,Ge最适宜做基底材料。 展开更多

关键词 光学薄膜 温度场 热畸变 10.6μm激光

在线阅读 下载PDF 职称材料

强激光反射镜基体材料的热畸变特性有限元分析 被引量：31

5

作者 彭玉峰 程祖海 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期5-8,共4页

利用有限元方法数值模拟了单晶硅(Si)、铜(Cu)、钨(W)、氧化铍(BeO)等镜体材料的热畸变特 性。结果表明:当入射激光功率为2kW、镜面反射率为93%、光斑直径为17mm、激光照射时间为10s时,四 种材料基板的中心最大热变形分别为0.98... 利用有限元方法数值模拟了单晶硅(Si)、铜(Cu)、钨(W)、氧化铍(BeO)等镜体材料的热畸变特 性。结果表明:当入射激光功率为2kW、镜面反射率为93%、光斑直径为17mm、激光照射时间为10s时,四 种材料基板的中心最大热变形分别为0.984,3.32,1.55,1.88μm。相比之下,Si镜的热变形最小,是比较理想 的镜体材料;Cu镜的热变形最大;W和BeO两种材料的镜热变形介于Si镜和Cu镜之间,具有较高的强度和 硬度,抗破坏能力较强。 展开更多

关键词 热畸变 高能激光 反射镜 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

强激光反射镜热畸变对光束传输特性的影响 被引量：16

6

作者 周次明 程祖海 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期969-972,共4页

　通过等效净吸收功率密度方法获取了强激光反射镜热畸变的干涉图像,提出了热畸变反射镜在平面波照射下近场波面畸变与远场光斑的计算方法,探讨了强激光远场光斑测试的一种新思路。定量分析结果表明,对单晶硅镜,在净吸收功率210W,光照... 　通过等效净吸收功率密度方法获取了强激光反射镜热畸变的干涉图像,提出了热畸变反射镜在平面波照射下近场波面畸变与远场光斑的计算方法,探讨了强激光远场光斑测试的一种新思路。定量分析结果表明,对单晶硅镜,在净吸收功率210W,光照时间为6s时,最大热畸变达到0.76μm,由此造成的近场波面Zernike离焦系数为0.32μm,x方向和y方向彗差分别为0.13μm和0.22μm,x方向倾斜系数上升到0.12μm,光束质量因子达5.7。 展开更多

关键词 强激光 硅反射镜 热畸变 干涉图像分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

高平均功率电光开关晶体热畸变分析 被引量：3

7

作者 曹丁象 张雄军 +3 位作者 贺少勃 吴登生 郑万国 谭吉春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期548-552,共5页

深入分析了方板构型的电光开关晶体在高功率载荷条件下的热畸变行为,讨论了光强分布对热效应的影响。以KDP晶体为例,分别计算了激光束光强为高斯分布和均匀分布时晶体的温升、相应的热应力分布、波前畸变以及热退偏。结果表明,光强的分... 深入分析了方板构型的电光开关晶体在高功率载荷条件下的热畸变行为,讨论了光强分布对热效应的影响。以KDP晶体为例,分别计算了激光束光强为高斯分布和均匀分布时晶体的温升、相应的热应力分布、波前畸变以及热退偏。结果表明,光强的分布形式对波前畸变和热退偏的影响是不同的。相对于光强均匀分布的激光束,高斯光束减缓了光斑边沿处的温度梯度,产生的热应力较小,因此可以减弱热退偏效应;另一方面,在光束口径范围内,高斯光束产生了附加的温度分布非均匀性,因而波前畸变会大一些。 展开更多

关键词 电光晶体 高平均功率固体激光 热应力 热畸变 热退偏效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

低温Yb:YAG放大器增益与热畸变特性实验研究 被引量：3

8

作者 蒋新颖 王振国 +3 位作者 郑建刚 严雄伟 李明中 田晓琳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期33-36,共4页

为了研究低温条件下Yb:YAG放大器的增益和热特性,搭建了一套液氮冷却的低温放大器,开展了实验研究。测量了不同泵浦强度下的小信号增益以及低温和常温下的介质热致波前畸变。结果表明:低温条件下,可以用更少的泵浦能量得到高于常温的增... 为了研究低温条件下Yb:YAG放大器的增益和热特性,搭建了一套液氮冷却的低温放大器,开展了实验研究。测量了不同泵浦强度下的小信号增益以及低温和常温下的介质热致波前畸变。结果表明:低温条件下,可以用更少的泵浦能量得到高于常温的增益;常温下泵浦电流200A、脉冲宽度1200μs的小信号增益为1.59;低温下泵浦电流200A、脉冲宽度400μs的小信号增益为1.82,光光效率显著提高。自发辐射放大(ASE)问题在低温下更加显著,采用短脉冲泵浦有利于降低ASE的影响。低温的热管理效果较常温有显著提高,可以在更高的平均功率下运行。 展开更多

关键词 激光放大器 小信号增益 低温激光器 热畸变

在线阅读 下载PDF 职称材料

腔镜热畸变对激光在大气中传输特性的影响 被引量：2

9

作者 彭玉峰 韩俊鹏 +2 位作者 张毅 毕小群 李慧君 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期2442-2446,共5页

从虚共焦非稳定谐振腔的激光场出发,考虑谐振腔反射镜热畸变对光束的影响,利用快速傅里叶变换(FFT)研究激光光束在湍流大气中的传输特性。着重分析了反射镜热畸变对环形强化学氧碘激光在湍流大气中传输产生的影响,给出了在大气湍流影响... 从虚共焦非稳定谐振腔的激光场出发,考虑谐振腔反射镜热畸变对光束的影响,利用快速傅里叶变换(FFT)研究激光光束在湍流大气中的传输特性。着重分析了反射镜热畸变对环形强化学氧碘激光在湍流大气中传输产生的影响,给出了在大气湍流影响下激光光束传输不同距离的强度分布。利用β参数和Strehl比来评价光束质量的特性,结果表明:随着传输距离的增加,光束能量向外扩展,最高能量减小,光束质量被大大地削弱;同时,在大气湍流较弱的情况下,热畸变对光束质量的影响比较明显。在大气条件相同的情况下,传输距离一定时,反射镜热畸变越大,光束质量越差。 展开更多

关键词 高能激光 光束质量 腔镜热畸变 大气湍流 快速傅里叶变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

热容模式下片状激光介质的热畸变 被引量：2

10

作者 曹丁象 郑万国 +2 位作者 袁晓东 贺少勃 王晓峰 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期45-46,共2页

利用有限元数值方法,模拟计算了热容模式下片状激光介质的瞬态温度分布和热应力分布及其波前畸变和应力双折射。结果表明:激光介质中的温度分布和热应力分布与抽运光斑及介质的几何形状密切相关。当抽运光斑未充满激光介质时,介质的表... 利用有限元数值方法,模拟计算了热容模式下片状激光介质的瞬态温度分布和热应力分布及其波前畸变和应力双折射。结果表明:激光介质中的温度分布和热应力分布与抽运光斑及介质的几何形状密切相关。当抽运光斑未充满激光介质时,介质的表面靠近边缘处会出现大的拉应力集中,并且介质中最大拉应力和表面的最大轴向位移随抽运光斑尺寸缩小而增大;而当抽运光充满介质时,表面是压应力,较小的拉应力存在于介质内部。介质变形和热光效应(折射率随温度变化)是产生波前畸变的主要原因。热应力双折射对光束产生较大的退偏作用,从而影响激光器的输出性能。 展开更多

关键词 激光技术 二极管抽运 热容 热畸变 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

固态热容激光器3维瞬态热畸变模拟分析 被引量：2

11

作者 杨火木 张凯 +1 位作者 唐淳 冯国英 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1215-1219,共5页

根据固态热容激光器的动态工作特性,考虑热力学参数与温度的关系,采用3维有限差分方法模拟分析了薄片热容激光器的3维温度和热应力分布随时间的变化关系。计算了热容激光器的热畸变和退偏损耗随时间的动态变化规律,并与采用连续水冷却... 根据固态热容激光器的动态工作特性,考虑热力学参数与温度的关系,采用3维有限差分方法模拟分析了薄片热容激光器的3维温度和热应力分布随时间的变化关系。计算了热容激光器的热畸变和退偏损耗随时间的动态变化规律,并与采用连续水冷却方式工作的圆棒激光器的热畸变特性做了比较。模拟结果显示,形变是引起波前相位畸变的主要因素,退偏损耗随泵浦时间增加和泵浦功率增大而非线性增大。 展开更多

关键词 热容激光器 3维瞬态热畸变 退偏损耗 有限差分法

在线阅读 下载PDF 职称材料

连续波强激光辐照下光学薄膜元件损伤机理和热畸变研究 被引量：3

12

作者 黄伟 张云洞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1996年第5期61-66,共6页

研究了多层反射膜的光学吸收，得到薄膜界面吸收系数的近似计算式。对环状强激光辐照下光学薄膜元件的瞬态温度场和热畸变分布以及损伤机理进行了详细的理论分析，用泰曼干涉仪实际测量了连续波氧碘激光辐照光学元件的热畸变量，并与理... 研究了多层反射膜的光学吸收，得到薄膜界面吸收系数的近似计算式。对环状强激光辐照下光学薄膜元件的瞬态温度场和热畸变分布以及损伤机理进行了详细的理论分析，用泰曼干涉仪实际测量了连续波氧碘激光辐照光学元件的热畸变量，并与理论计算结果相比较，理论和实验符合较好。 展开更多

关键词 光学 薄膜 瞬态温度 热畸变 损伤机理

在线阅读 下载PDF 职称材料

强激光大气传输非线性热畸变效应的解析分析 被引量：6

13

作者 强希文 《红外与激光工程》 EI CSCD 2000年第6期6-10,19,共6页

高功率激光在大气中传输时产生的非线性热畸变效应对激光的传输形成严重的限制 ,使光束质量严重下降 ,到达靶面的光强远低于初始光强。文中分析了非线性热畸变形成的物理机制 ,从光波在大气中传输的标量波动方程以及流体动力学方程组出... 高功率激光在大气中传输时产生的非线性热畸变效应对激光的传输形成严重的限制 ,使光束质量严重下降 ,到达靶面的光强远低于初始光强。文中分析了非线性热畸变形成的物理机制 ,从光波在大气中传输的标量波动方程以及流体动力学方程组出发 ,对稳态和瞬态的各种非线性热畸变现象进行了分析 ,给出了非线性热畸变效应与激光参数的相关性 ,获得了较为满意的结果。 展开更多

关键词 大气传输效应 非线性热畸变效应 强激光 解析

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO_2激光辐照下光学薄膜的热畸变研究

14

作者 杨富 南景宇 +2 位作者 郑伟 张彬 黄伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期64-67,共4页

采用夏克-哈特曼波前传感器对不同基底材料、不同厚度单层光学薄膜以及不同膜系的多层光学薄膜样品在10.6μm激光辐照下的热畸变进行了实验研究。

关键词 CO2激光 光学薄膜 热畸变 基底 夏克-哈特曼波前传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

CO＿2激光器输出窗口的不对称热畸变

15

作者 陈培锋 丘军林 +3 位作者 龚志伟 唐宗化 陈义红 陈涛 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期113-116,共4页

本文从理论和实验两个方面研究了ＣＯ＿２激光器的输出窗口的不对称热畸变及其成因。

关键词 CO2激光器 窗口 热畸变

在线阅读 下载PDF 职称材料

高功率CO_2激光作用下硅镜热畸变的动态过程研究

16

作者 张耀宁 库耕 +2 位作者 张小莉 杜泽明 程祖海 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期116-118,共3页

以光学干涉方法，实验研究了在ＣＯ２激光束入射在硅镜上，硅镜热畸变的动态过程。在变形之初，硅镜镜面的位移量变化迅速。对于一面７０ｍｍ，厚８ｍｍ的硅镜，吸收激光功率１４０Ｗ，作用时间４ｓ时最大挠变形０７６μｍ。这对于高... 以光学干涉方法，实验研究了在ＣＯ２激光束入射在硅镜上，硅镜热畸变的动态过程。在变形之初，硅镜镜面的位移量变化迅速。对于一面７０ｍｍ，厚８ｍｍ的硅镜，吸收激光功率１４０Ｗ，作用时间４ｓ时最大挠变形０７６μｍ。这对于高功率短波长激光器而言是不可忽略的。 展开更多

关键词 热畸变 高功率激光器 硅镜 挠变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

连续波DF高功率激光引起的光学元件热畸变和损伤

17

作者 熊胜明 张云洞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1996年第3期367-372,共6页

分析了四分之一波长膜堆和金属介质增强激光反射膜的吸收，计算和测量了连续波高功率激光辐照下光学元件的热变形．对理论计算和实测结果进行了比较。

关键词 热畸变 激光损伤 多层膜 DF激光 光学元件

在线阅读 下载PDF 职称材料

准直高功率激光束斜程大气传输中的非线性热畸变效应

18

作者 王英俭 龚知本 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 1989年第4期319-322,共4页

本文根据波动光学理论,利用实际大气参数对准直高功率激光在斜程上行大气传输中的非线性热畸变效应进行了数值分析,结果表明,在上行大气传输中,尽管大气气体吸收系数较小,从而产生的热畸变效应也较弱,但它将导致激光光束位相畸变和发散... 本文根据波动光学理论,利用实际大气参数对准直高功率激光在斜程上行大气传输中的非线性热畸变效应进行了数值分析,结果表明,在上行大气传输中,尽管大气气体吸收系数较小,从而产生的热畸变效应也较弱,但它将导致激光光束位相畸变和发散角的显著增大,因此对远距离传输的光束将产生非常严重的不利影响。 展开更多

关键词 传输 热畸变

在线阅读 下载PDF 职称材料

高功率激光器输出窗口的热畸变研究

19

作者 唐家鹏 张泽渤 +1 位作者 霍庆 赵玉英 《光学机械》 CSCD 1992年第4期17-23,共7页

用有限差分法(FDM)对快速轴流微波激励 CO_2激光器的输出腔镜-GaAs和 ZnSe 的热效应进行了理论分析和计算,得到相应的温度场分布,从而得到窗口的热畸变。

关键词 热畸变 高功率激光器 输出窗口

在线阅读 下载PDF 职称材料

传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变数值研究 被引量：12

20

作者 刘亮 郭少锋 +3 位作者 陆启生 许晓军 陈金宝 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期987-992,共6页

利用数值模拟的方法分析了均匀冷却与非均匀冷却对传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变的影响,结果发现:信号光的波前畸变强烈依赖于zig-zag周期数,一定的光路可以将波前畸变减小到λ/10量级;板条长度方向散热不均匀及两块热沉之间散热... 利用数值模拟的方法分析了均匀冷却与非均匀冷却对传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变的影响,结果发现:信号光的波前畸变强烈依赖于zig-zag周期数,一定的光路可以将波前畸变减小到λ/10量级;板条长度方向散热不均匀及两块热沉之间散热能力的差异对波前畸变的影响很小,而宽度方向散热不均匀对波前畸变的影响较大;当宽度方向散热不均匀时,波前畸变主要为倾斜像差,输出光束的传输方向将发生偏折。因此,在非均匀冷却条件下,为了减小宽度方向散热不均匀性的影响,应选择反射次数较少的之字型光路。 展开更多

关键词 板条放大器 之字型光路 热畸变 热光效应 热管理

在线阅读 下载PDF 职称材料