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高功率Yb:YAG微片激光器热效应研究

李隆 董武威 史彭 甘安生 许启明

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高功率Yb:YAG微片激光器热效应研究

    作者简介: 李隆(1972- ),男,副教授,博士后,硕士生导师,主要从事全固态激光技术及其应用研究,E-mail:lilong7211@126.com.
  • 基金项目:

    陕西省工业攻关项目资助项目(2008K05-15);陕西省教育厅专项科研资助项目(07JK284)

  • 中图分类号: TN248.1

Thermal effect of high power Yb:YAG microchip solid-state laser

  • CLC number: TN248.1

  • 摘要: 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。
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-01-06
  • 录用日期:  2009-03-03
  • 刊出日期:  2010-01-25

高功率Yb:YAG微片激光器热效应研究

    作者简介: 李隆(1972- ),男,副教授,博士后,硕士生导师,主要从事全固态激光技术及其应用研究,E-mail:lilong7211@126.com
  • 1. 西安建筑科技大学, 理学院, 西安, 710055;
  • 2. 西安建筑科技大学, 材料科学与工程学院, 西安, 710055
基金项目:  陕西省工业攻关项目资助项目(2008K05-15);陕西省教育厅专项科研资助项目(07JK284)

摘要: 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。

English Abstract

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