单端泵浦激光晶体温度分布的半解析热分析 被引量：21

1

作者 李隆 史彭 白晋涛 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期369-372,共4页

针对目前数值分析法对光纤耦合激光二极管端面泵浦激光晶体温度场研究精确度不高的问题,从解析分析理论出发研究了受到具有高斯分布的泵浦光端面入射的激光晶体内部温度场的分布情况,建立了符合激光晶体工作状态的热模型.通过热传导方程... 针对目前数值分析法对光纤耦合激光二极管端面泵浦激光晶体温度场研究精确度不高的问题,从解析分析理论出发研究了受到具有高斯分布的泵浦光端面入射的激光晶体内部温度场的分布情况,建立了符合激光晶体工作状态的热模型.通过热传导方程,利用半解析方法对其进行了求解,得出了激光晶体内部温度场分布的通解形式,同时对影响激光晶体内部温度场分布的各种因素进行了研究.研究结果表明:当使用输出功率为10W的二极管激光器端面泵浦掺钕钇铝石榴石晶体(晶体掺钕离子的质量分数为1 0%)时,在晶体端面获得了49 1℃的最大温升.这种方法还可以应用到激光系统内的其他热问题研究中,为有效地解决激光系统中的热问题提供了理论依据. 展开更多

关键词 端面泵浦 激光晶体 半解析方法

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端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟 被引量：3

2

作者 侯军燕 汪岳峰 +3 位作者 竹孝鹏 黄峰 贾文武 张强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期802-805,共4页

为了使激光二极管抽运的全固态激光器能够得到高光束质量、高功率的激光输出,对激光介质的温度分布和热透镜效应的研究很重要。利用ZEMAX软件的非序列模块,根据光束追迹的方法模拟了端面抽运结构下,高功率二极管抽运激光放大器的抽运光... 为了使激光二极管抽运的全固态激光器能够得到高光束质量、高功率的激光输出,对激光介质的温度分布和热透镜效应的研究很重要。利用ZEMAX软件的非序列模块,根据光束追迹的方法模拟了端面抽运结构下,高功率二极管抽运激光放大器的抽运光在增益介质中的光场分布情况。结果表明,此抽运方式下光场分布均匀。将激光介质中吸收的抽运光体功率密度分布结果代入LAS-CAD软件,计算出在种子光未注入和注入情况下,抽运功率为2400W时,增益介质最大温差分别为68℃,54.7℃以及最大热应力分别为90N/mm^2,67N/mm^2,因此当抽运功率小于2400W,运转的全过程对于激光增益介质是没有威胁的。该模拟结果对于高功率二极管抽运板条激光放大器的设计具有一定参考价值。 展开更多

关键词 激光器 板条放大器 端面抽运 温度分布 热应力分布

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热容模式下片状激光介质瞬态温度及热应力分析 被引量：3

3

作者 杨建坤 曹丁象 +4 位作者 郑万国 贺少勃 袁晓东 於海武 韩伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期196-199,共4页

为了研究激光介质热畸变对固体热容激光器的影响,数值计算了高功率激光二极管阵列抽运片状激光介质的瞬态温度场和热应力分布。结果表明,在相同的抽运功率密度下,激光介质中的温度分布和热应力分布不仅与激光介质几何构型及抽运光空间... 为了研究激光介质热畸变对固体热容激光器的影响,数值计算了高功率激光二极管阵列抽运片状激光介质的瞬态温度场和热应力分布。结果表明,在相同的抽运功率密度下,激光介质中的温度分布和热应力分布不仅与激光介质几何构型及抽运光空间分布有关,还与抽运光斑在介质表面的填充因子密切相关。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,并且介质表面的最大轴向位移和最大拉应力随光斑填充因子增大而增大;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。 展开更多

关键词 激光技术 二极管抽运 瞬态温度分布 热应力 有限元分析

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全固体小型Yb∶YAG激光器热效应及输出特性研究 被引量：23

4

作者 杨鸿儒 左铁钏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期907-910,共4页

利用中红外相机及干涉测量技术研究了二极管泵浦小型Yb∶YAG激光增益介质在激光及非激光条件下的温度分布、温度梯度、热透镜效应 ,同时根据对热效应的研究 ,对激光器的参量进行了优化 研究了在不同掺杂浓度下激光器的输出特性 对于 2... 利用中红外相机及干涉测量技术研究了二极管泵浦小型Yb∶YAG激光增益介质在激光及非激光条件下的温度分布、温度梯度、热透镜效应 ,同时根据对热效应的研究 ,对激光器的参量进行了优化 研究了在不同掺杂浓度下激光器的输出特性 对于 2 .3at.%掺杂浓度 ,得到激光输出功率为 1.7W ,斜效率 2 6 .2 % ,光 光转换效率为 13.5 %的实验结果 ;对于 5 .0at.%掺杂浓度 ,得到激光输出功率为 2 .5W ,斜效率 5 1% ,光 光转换效率为 2 4 %的实验结果 。 展开更多

关键词 微小Yb:YAG激光器 温度分布 热透镜效应 激光二极管泵浦

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LD端面泵浦薄片激光器的温度和热应力分布研究 被引量：10

5

作者 刘全喜 钟鸣 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期636-640,共5页

为了分析薄片激光器的热效应,建立了LD端面泵浦薄片激光介质的数值模型。考虑到介质与空气的对流换热和介质材料的热力学参数随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限单元法,得出了介质内温度和热应力的时空分布,分析了... 为了分析薄片激光器的热效应,建立了LD端面泵浦薄片激光介质的数值模型。考虑到介质与空气的对流换热和介质材料的热力学参数随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限单元法,得出了介质内温度和热应力的时空分布,分析了温度和热应力与泵浦功率、换热系数和时间的变化规律。模拟结果表明:热破坏主要为前表面光斑外侧的拉伸破裂;温度和应力的上升时间和热恢复时间随泵浦功率的变化不是很明显,随换热系数的增大而减小,但随着换热系数的增加,温度和应力的变化越来越小。 展开更多

关键词 薄片激光器 激光二极管(LD)端面泵浦 有限单元法 温度分布 热应力分布

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LDA侧面抽运棒状激光器热透镜效应的有限单元法分析 被引量：6

6

作者 刘全喜 钟鸣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期776-780,共5页

建立了激光二极管阵列端面抽运棒状激光介质的数值模型.考虑到介质与空气的对流换热和介质的热力学参量随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限单元法,得出了棒状介质内瞬态温度、热应力和应变的分布.分析了热透镜焦距... 建立了激光二极管阵列端面抽运棒状激光介质的数值模型.考虑到介质与空气的对流换热和介质的热力学参量随温度的变化,根据经典热传导方程和热弹性方程,运用有限单元法,得出了棒状介质内瞬态温度、热应力和应变的分布.分析了热透镜焦距随抽运功率的变化规律,所得的规律与有关文献相符合.理论分析结果可为激光二极管阵列抽运固体激光器的结构优化设计和实验提供理论参考. 展开更多

关键词 棒状激光器 激光二极管阵列端面抽运 温度分布 热应力分布 应变分布 有限单元法 热透镜效应

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不同抽运光分布的Nd:GGG热容激光器介质热应力分析 被引量：1

7

作者 王超 张申金 +2 位作者 唐晓军 杜涛 周寿桓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期154-158,共5页

从固体瞬态热传导微分方程出发并结合弹性力学的基本方程,利用有限元方法对 Nd:GGG 热容激光器介质的瞬态温度和热应力进行了数值模拟。数值模拟并分析了介质端面抽运光为均匀分布和高斯分布两种情况下,介质的温度、应力的瞬态分布。模... 从固体瞬态热传导微分方程出发并结合弹性力学的基本方程,利用有限元方法对 Nd:GGG 热容激光器介质的瞬态温度和热应力进行了数值模拟。数值模拟并分析了介质端面抽运光为均匀分布和高斯分布两种情况下,介质的温度、应力的瞬态分布。模拟中考虑了由介质的吸收特性导致的介质热沉积功率不均匀分布和介质热容随温度的变化关系。结果表明,抽运光功率一定时,抽运光均匀分布时介质的最高温度较低,温度梯度较小,介质所受热应力较小。 展开更多

关键词 热容激光器 二极管抽运 温度分布 应力分布 ND:GGG

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LD抽运Nd∶GGG热容激光器实验研究 被引量：1

8

作者 唐晓军 张申金 +2 位作者 秘国江 吕华昌 周寿桓 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B09期800-803,共4页

报道了激光二极管抽运单片Nd∶GGG热容激光器,实验获得平均输出功率为1.49 kW的激光输出,光-光转换效率为24.1%。同时对介质不同截面内抽运光、温度及温度梯度分布的瞬态三维分布进行了计算模拟。

关键词 热容激光器 激光二极管 端面抽运 ND:GGG 抽运光分布 温度分布

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激光二极管阵列侧面泵浦薄片激光器的热效应 被引量：2

9

作者 刘全喜 钟鸣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期923-928,共6页

建立了激光二极管阵列快轴垂直于薄片表面、对快轴压缩、环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型。依据激光二极管阵列的输出光束特性,运用有限元法,得出了薄片内的泵浦光、温度和热应力分布。分析了温度和热应力与泵浦功率、换热系数和... 建立了激光二极管阵列快轴垂直于薄片表面、对快轴压缩、环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型。依据激光二极管阵列的输出光束特性,运用有限元法,得出了薄片内的泵浦光、温度和热应力分布。分析了温度和热应力与泵浦功率、换热系数和时间的变化规律。模拟结果表明:热破坏主要为复合面外侧的拉伸破裂;温度和应力的上升时间和恢复时间随泵浦功率的变化不明显,随换热系数的增大而减小,存在一个最佳的换热系数;考虑热力学参数温度相关性的稳态温度和应力要大于不考虑热力学参数温度相关性时的值。 展开更多

关键词 复合薄片激光器 激光二极管阵列侧面泵浦 泵浦光分布 瞬态温度分布 热应力分布 有限元法

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角抽运板条固体激光器热效应的分析 被引量：7

10

作者 盛大成 巩马理 +1 位作者 柳强 李晨 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期86-89,共4页

通过对二极管角抽运板条固体激光器的稳态热效应分析,提出了在角抽运条件下激光介质内部热源分布的模型。以此为基础,从稳态热传导方程和边界条件出发,计算了激光介质中的温度分布;同时分析了这一特定温度分布条件下增益介质的应力分布... 通过对二极管角抽运板条固体激光器的稳态热效应分析,提出了在角抽运条件下激光介质内部热源分布的模型。以此为基础,从稳态热传导方程和边界条件出发,计算了激光介质中的温度分布;同时分析了这一特定温度分布条件下增益介质的应力分布以及由于温度分布和应力分布引起增益介质的光学畸变,这些结果可以为二极管角抽运全固态激光器的稳定设计提供基础理论依据。 展开更多

关键词 激光器 角抽运 温度分布 应力分布 光学畸变

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二极管侧泵浦板条固体激光器的热效应研究 被引量：4

11

作者 翟群 吕百达 +3 位作者 邵怀宗 蔡邦维 王卫民 杨成龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期611-616,共6页

用有限差分法对二极管侧泵浦板条激光介质的温度分布作了数值计算。在此基础上，对不同条件下二极管侧泵浦激光器的最佳冷却方案进行了研究。用峰值功率为１００Ｗ，工作频率为１００Ｈｚ的二极管泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ板条作了实验研究，所... 用有限差分法对二极管侧泵浦板条激光介质的温度分布作了数值计算。在此基础上，对不同条件下二极管侧泵浦激光器的最佳冷却方案进行了研究。用峰值功率为１００Ｗ，工作频率为１００Ｈｚ的二极管泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ板条作了实验研究，所得结果与计算符合较好。 展开更多

关键词 二极管侧泵浦 板条激光器 热效应 固体激光器

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二极管泵浦板条激光介质的二维温度和应力分布 被引量：3

12

作者 翟群 吕百达 杨成龙 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期231-235,共5页

用有限差分法对各种边界条件下二极管侧泵浦板条介质通光截面上的温度和应力二维分布作了数值计算。并对此作了分析，由此提出了适用于不同泵浦水平二极管泵浦板条激光器的冷却方案。

关键词 泵浦 板条激光器 温度分布 应力分布 固体激光器

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LD侧泵浦Nd∶YAG板状介质温度特性的理论研究 被引量：3

13

作者 方爱平 楼祺洪 +2 位作者 董景星 魏运荣 李铁军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期248-250,共3页

利用有限差分法对LD侧面泵浦Nd∶YAG板状激光器介质的二维温度分布进行了数值计算。与用热像仪实际测得的结果比较 ,温度变化趋势吻合。根据计算结果重新设计激光晶体的冷却方案 ,改善了温度的分布 ,光束质量因子M2 从 6 .7减小到 3,提... 利用有限差分法对LD侧面泵浦Nd∶YAG板状激光器介质的二维温度分布进行了数值计算。与用热像仪实际测得的结果比较 ,温度变化趋势吻合。根据计算结果重新设计激光晶体的冷却方案 ,改善了温度的分布 ,光束质量因子M2 从 6 .7减小到 3,提高了激光输出的光束质量。 展开更多

关键词 有限差分法 侧面泵浦 板状激光介质 温度分布

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