端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟

侯军燕; 汪岳峰; 竹孝鹏; 黄峰; 贾文武; 张强

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.022

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ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

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端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟

侯军燕 , 汪岳峰 , 竹孝鹏 , 黄峰 , 贾文武 , 张强

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(6): 802-805

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Citation:

端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟

1.
军械工程学院, 光学与电子工程系, 石家庄, 050003;
2.
中国科学院, 上海光学精密机械研究所, 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海, 201800

作者简介: 侯军燕(1982- ),女,博士研究生,主要从事全固态激光器方面的研究..

通讯作者: 汪岳峰, yfwang_OEC@163.com ;

中图分类号: TN248.1

Numerical simulation of pumping uniformity and thermal effects of LD end-pumped slab amplifier

1.
Department of Optics and Electronic, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China;
2.
Shanghai Key Laboratory of All Solid-state Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China

Corresponding author: WANG Yue-feng, yfwang_OEC@163.com ;

CLC number: TN248.1

摘要: 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/mm2,67N/mm2,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。
- 激光器 /
- 板条放大器 /
- 端面抽运 /
- 温度分布 /
- 热应力分布
Abstract: In order to obtain high bright and high-average-power output of diode pumped solid-state laser,the temperature distribution in the laser medium and thermal lens effects,essential for improving the laser performance,were analyzed.With the help of ZEMAX software,the distribution of pump light in gain material was analyzed when end-pumped by high power LD. Simulation results showed that the optical field distribution was uniform with that in end-pumped structure.Then applying the pump power density in gain material to LASC-AD software,under the condition of the amplifier before and after being seeded, with the pump power of 2400W,the maximum temperature differences were 68℃ and 54.7℃ respectively,maximum thermal stress were 90N/mm2 and 67N/mm2 respectively.Therefore,when the pumping power was lower than 2400W,there was no threat for the laser gain medium under the entire operation of the amplifier.The simulation results have a certain reference value for the design of high-power diode-pumped slab amplifier.
- lasers /
- slab amplifier /
- end-pumped /
- temperature distribution /
- stress intensity distribution

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端面抽运板条放大器抽运均匀性和热效应模拟

通讯作者: 汪岳峰, yfwang_OEC@163.com;

作者简介: 侯军燕(1982- ),女,博士研究生,主要从事全固态激光器方面的研究.

1. 军械工程学院, 光学与电子工程系, 石家庄, 050003;
2. 中国科学院, 上海光学精密机械研究所, 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海, 201800

收稿日期: 2009-11-18
录用日期: 2009-12-01
网络出版日期: 2010-11-25

关键词:

摘要: 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/mm2,67N/mm2,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。