摘要：对微片激光晶体的实际工作特点进行分析,根据热容激光器的管理模式,建立抽运和冷却阶段的晶体热模型。然后引入变热传导系数对方程进行求解,分别得到激光二极管(LD)单端抽运和冷却时热容激光器温度场的表达式。并对光斑半径和抽运时间这两个影响晶体温度场的因素进行了分析,计算结果表明:当Nd:YAG晶体热导率分别为常量和变量时,其抽运端面的最大温升分别为459.24℃、535.78℃。其中晶体钕离子的质量比为1.0%,微片尺寸为Φ20mm×1mm,抽运功率为60 W,Nd:YAG晶体对入射抽运光的吸收系数是910m-1,超高斯光束阶次为3,抽运光的光斑半径为800mm。计算分析结果对LD端面抽运固体热容激光器谐振腔的设计具有借鉴意义。

摘要：针对圆棒激光晶体的实际工作情况进行分析研究,以热容激光器的运行模式为依据,从经典热传导方程出发,分别建立泵浦阶段、冷却阶段的热传导模型。然后引入变热传导系数对方程进行求解,分别得到LD单端泵浦和冷却时热容激光器温度场的表达式。同时分析并对比了不同因素,如光斑半径、泵浦时间对晶体温度场的影响。计算结果表明:使用脉冲激光对晶体进行泵浦时,将Nd∶YAG晶体的热导率视为常量和变量的情况下,该晶体在泵浦端面获得的最大温升分别为164.84℃、195.58℃。此时激光光斑半径为800μm,泵浦功率为60W、超高斯阶次为3;该激光晶体的尺寸为Ф20 mm×10 mm,掺钕离子为1.0 at%,吸收系数是0.91 mm^(-1)。计算分析结果对LD泵浦固体热容激光器谐振腔的设计具有借鉴意义。

摘要：针对激光作用于含有冷却系统的方片Nd∶YAG激光晶体的工作特性,设计了与之相应的热传导数学物理模型,根据数学物理方法,结合初始条件与含有空气热交换系数的第三类边界条件,对激光作用与Nd∶YAG晶体材料的传热模型,利用贝塞尔函数以及超越方程等知识进行了求解,得出了LD端面泵浦方片Nd∶YAG激光晶体的温度场解析解表达式。利用晶体热形变与温度场的关系,计算出工作物质的热形变表达式。定义并计算了方片Nd∶YAG晶体的温场和热形变分布。同时分析了空气热交换系数等影响因子对晶体热形变的影响。推算模拟分析结论对固体激光器的设计与应用具有借鉴参考意义。

摘要：对脉冲激光二极管(LD)端面抽运变热导率方片Yb:YAG晶体的温度场进行了分析和研究,建立了端面绝热、周边恒温的热传导模型,采用半解析理论,结合牛顿法得到了晶体的温度场分布,分析了不同的抽运功率、超高斯阶次、光斑半径和晶体尺寸因素对晶体温度场的影响。计算结果表明,当采用抽运功率为80 W、超高斯半径为400μm、超高斯阶次为3的脉冲激光二极管对晶体进行抽运时,在将Yb:YAG晶体的热导率分别视为常量和非常量的情况下,该晶体在抽运端面处获得的最大温升分别为31.69,35.66℃。研究结果为激光器的设计提供了一定的理论指导。

摘要：针对激光二极管端面泵浦圆片Yb∶YAG晶体产生的热效应问题,以实际工作特点为基础,通过热传导理论分析了热效应。分析了不同泵浦功率、超高斯阶次、光斑半径、晶体尺寸因素对变热导率圆片Yb∶YAG晶体温度场的影响。研究结果表明,使用泵浦功率为60W、超高斯阶次为5、光斑半径为400μm的泵浦光对含质量分数为8%、晶体半径为4mm、厚度为0.5mm的圆片Yb∶YAG晶体进行泵浦,在将晶体的热导率分别视为常量和变量时,泵浦端面获得的最大温升分别为52.15℃和59.51℃。根据计算结果,设计了适合的激光器热稳腔,能充分抑制激光器产生的热效应问题。