激光二极管端泵Yb:YAG晶体的温度场及应力场

作     者：李昕阳 李隆 任嘉欣 贺政隆 石镨 宁江浩 张春玲 Li Xinyang;Li Long;Ren Jiaxin;He Zhenglong;Shi Pu;Ning Jianghao;Zhang Chunling

作者机构：西安建筑科技大学理学院陕西西安710055 西安建筑科技大学应用物理研究所陕西西安710055 

基　　金：国家自然科学基金项目(11705136) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2024年第53卷第3期

页      码：110-117页

摘      要：为了解决激光二极管端面泵浦Yb:YAG晶体引起的热效应问题,通过对晶体工作特点的分析,建立了周边冷却恒温、端面与空气存在热交换的有限元热模型。利用泊松方程,对Yb:YAG晶体的温度场、热应力场、热形变场和热透镜焦距进行了数值计算,并定量分析了激光二极管泵浦光的高斯阶次、光斑半径和泵浦功率对激光晶体温度场的影响。研究结果表明:若激光二极管泵浦功率为50 W,耦合到泵浦面的光斑半径为400μm时,晶体尺寸为3 mm×3 mm×4 mm、掺杂浓度为5.0 at.%的Yb:YAG晶体端面的最高温升为59.2 K,最大热形变量为0.64567μm,晶体内稳定时最大应力为2.380×108 N/m^(2),热透镜焦距为19.99 mm,该条件下激光器可正常运行。研究结果为全固态Yb:YAG激光器的设计提供了理论依据。

主 题 词：热效应 温度场 有限元分析 Yb:YAG激光器 端面泵浦 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA20230683

馆 藏 号：203127073...