陕西省教育厅科研计划项目(07JK284)
- 作品数：8 被引量：51H指数：5
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- 半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO_4板条热效应研究
- 2009年
- 为了解决半导体激光器侧面泵浦Nd:GdVO_4板条激光器热透镜效应问题,用解析分析的方法研究Nd:GdVO_4板条侧泵时产生的温升以及热形变分布情况。通过半导体激光器出射泵浦光光强、激光板条镀膜结构以及工作状态的分析,建立了侧泵板条热分析模型,依据侧泵板条内热功率分布特点,推导出一种新的各向异性热传导方程求解方法,得到了侧泵Nd:GdVO_4板条温度场以及热形变场的一般解析计算表达式。并就不同泵浦光斑对Nd:GdVO_4板条热效应的影响进行了定量分析。结果表明:当使用输出功率为80W的半导体激光器侧泵掺Nd^(3+)浓度1.2atm.%的Nd:GdVO_4晶体时,泵浦面的最高温升为695.2℃,泵浦面与通光端面的最大热形变量分别为1.38μm和0.63μm。研究结果对于减小板条激光器热透镜效应影响、提高腔内振荡光的增益效率具有理论指导作用。
- 李隆董武威史彭甘安生许启明
- 关键词：固体激光器侧面泵浦温度场热形变场
- 光纤耦合LD端面抽运Nd:GdVO-(4)晶体材料热效应分析被引量：5
- 2009年
- 为了研究半导体激光器端面抽运激光晶体产生的热效应问题,采用解析分析的方法研究端面抽运激光晶体的温升以及热形变量的大小。通过激光晶体工作特点分析,考虑到 Nd:GdVO_4晶体热传导各向异性的特点,采用各向异性传热的 Poisson 方程,得出了超高斯光束端面抽运 Nd:GdVO_4晶体温度场以及热形变场的一般解析表达式。并定量分析了超高斯光束不同阶次、不同光斑尺寸抽运时对于 Nd:GdVO_4晶体温度场以及热形变场的影响。结果表明,若半导体激光器的输出功率为30W,光学聚焦耦合器传输效率为85%,5阶超高斯光束沿中心端面抽运掺钕离子原子数分数为0.012的 Nd:GdVO_4晶体,抽运面可获得419.3℃的最大温升,并产生0.711μm的热形变。该结果对估算 Nd:GdVO_4晶体热焦距变化范围以及进行热不敏谐振腔设计具有理论指导作用。
- 董武威李隆史彭甘安生许启明
- 关键词：激光物理热效应
- 激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片激光器的热效应被引量：19
- 2008年
- 通过激光二极管端面泵浦Yb∶YAG薄片工作特点分析,建立了符合实际情况的热模型.热模型考虑了介质薄片具有端面绝热、周边恒温冷却、后端面镀膜达到充分利用泵浦光能量等特点.分析并建构了Poisson方程新的求解方法,得出了Yb∶YAG薄片内部温度场以及泵浦端面热形变场的一般解析表达式.理论研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为20W、耦合到薄片泵浦面的泵浦光高斯半径为250μm时,长度3mm、半径1.5mm的5.0at.%Yd:YAG薄片泵浦端面的最高温升为44.5℃,最大热形变量为0.83μm.
- 甘安生李隆史彭
- 关键词：YB:YAG激光器端面泵浦热效应
- 激光二极管阵列侧泵浦Nd:YAG板条的热效应被引量：18
- 2008年
- 为解决激光二极管阵列侧泵浦激光板条引起的热效应问题,通过对侧泵浦板条温度场与热形变场分布的解析研究以及对激光二极管阵列侧泵浦激光板条工作状态的分析,建立了符合实际情况的热模型,提出了求解Poisson方程的新方法,得到了侧泵浦板条温度场与热形变场的一般解析表达式。以Nd:YAG板条为例,分析了侧泵浦Nd:YAG板条温度场、热形变场的分布情况。并结合全固态激光器的设计需要,定量研究了激光二极管阵列取不同泵浦功率与不同泵浦光斑时Nd:YAG板条的温度场分布情况。计算结果表明:使用输出功率为30 W的激光二极管阵列侧面泵浦Nd:YAG板条,若耦合到板条侧面的高斯光斑半径为150μm、板条钕离子掺杂质量分数为1.0%时,板条泵浦面具有102.3℃的最高温升,泵浦面与通光端面产生1.54μm和2.66μm的最大热形变量。激光板条温度场解析方法解决了使用数值分析法造成研究精确度不高的问题,该方法还可以应用到激光系统的其他热问题研究中,为减弱激光系统中的热问题提供理论依据。
- 李隆董武威史彭甘安生
- 关键词：固体激光器侧面泵浦ND:YAG板条热效应
- 激光器中增益随场的变化规律
- 2010年
- 目的研究激光器中增益随电场的变化规律。方法对多普勒加宽情况下的增益系数进行化简;利用增益系数推导激光系统的动力学方程。结果得出激光系统中增益随电场变化的动力学方程,给出增益随场的变化曲线。结论增益不但随频率变化,而且随电场变化;其随场变化曲线类似于平抛运动曲线。
- 王巧艳魏诺李隆
- 关键词：增益系数动力学方程气体激光器外电场
- 激光二极管端面泵浦Yb:YAG圆棒热效应研究被引量：4
- 2009年
- 基于激光二极管端面泵浦Yb∶YAG棒工作特点的分析,提出了端面绝热、周边恒温的激光晶体热分析模型,采用了一种新的热传导方程求解方法,得到了超高斯光束端面泵浦Yb∶YAG棒温度场的一般解析表达式。同时分析了不同阶次、不同光斑半径、不同功率超高斯光束以及晶体参数改变时对于Yb∶YAG棒温度场分布的影响。研究结果表明,若准直聚焦到Yb∶YAG棒泵浦面42.5W的光束具有4阶超高斯强度分布时,掺Yb3+质量分数为10.0at.%、长度为2.5mm、半径为2mm的Yb∶YAG棒的泵浦面获得74.20℃的最高温升。新的热传导方程求解方法在研究激光棒温度场分布方面具有计算量小、精度高等特点。研究结果对减小激光晶体的热效应,提高全固态Yb∶YAG激光器性能提供了理论依据。
- 聂建萍李隆史彭冯小娟甘安生许启明
- 关键词：热效应温度场分布
- 高功率Yb:YAG微片激光器热效应研究被引量：5
- 2010年
- 为了研究抽运光在Yb:YAG晶体内产生的非均匀性温升以及引起的热效应问题,以半解析热分析理论为基础,结合超高斯光束端面抽运、背向冷却Yb:YAG微片工作特点分析,采用热传导方程一种新的求解方法,得出了Yb:YAG微片内部温度场、热形变场、附加光程差的半解析计算表达式。并定量分析了超高斯光束不同阶次、不同光斑尺寸抽运时对于Yb:YAG微片温度场、热形变场的影响。结果表明,若使用50W、光斑半径300μm的5阶超高斯光束端面抽运掺镱离子原子数分数为0.08的Yb:YAG微片,抽运面上可获得52.18℃最高温升量,产生0.1195μm最大热形变,引起0.2152μm的附加光程差。该研究结果对于微片激光器热不敏谐振腔最优化设计具有理论指导作用。
- 李隆董武威史彭甘安生许启明
- 关键词：激光器微片激光器YB:YAG晶体热效应超高斯光束
- 激光二极管端面抽运YAG-Nd:YAG复合晶体棒温度场特性被引量：5
- 2010年
- 为解决激光二极管(LD)端面抽运激光介质产生的热效应问题,建立了端面绝热、周边恒温、界面热流连续的YAG-Nd:YAG复合晶体棒热分析模型。利用特征函数法和常数变异法得到了超高斯光束端面抽运YAG-Nd:YAG复合晶体棒温度场的一般解析表达式。同时定量分析了超高斯抽运光光斑尺寸,光束阶次,YAG晶体长度对YAG-Nd:YAG复合晶体棒温度场的影响。研究结果表明,若LD输出功率为50 W,光学耦合器传输效率为82%,4阶超高斯光束端面抽运YAG-Nd:YAG复合晶体棒时,复合晶体棒内最大温升为132.7℃,其中YAG晶体长为1.5 mm,Nd:YAG晶体长5 mm,钕离子掺杂质量分数为1.0%。研究结果为减小激光晶体热效应、合理设计激光器热稳腔提供了依据。
- 李隆聂建萍史彭冯小娟许启明
- 关键词：热效应温度场
