激光二极管端面泵浦激光棒热效应的解析研究

为了解决激光二极管端面泵浦激光棒引起的热效应问题，基于热传导理论，建构了热传导方程新的本征函数解，得出了激光棒内温度场与热形变场的一般解析表达式．该表达式不仅解决了由于棒内热流线径向假设造成的温场计算误差问题，而且解决了使用数值分析方法带来的计算精度不高的问题．研究结果表明，当激光二极管的泵浦功率为20W、泵浦光斑高斯半径为200μm时，掺钕离子质量分数为0．5％的钒酸钇激光棒泵浦端面具有451．2℃的最高温升和3．42μm的最大热形变量．对激光棒内等温线分布状态分析可以得出，其热流线为非径向分布．与棒内热流线径向假设计算结果对比，激光棒的最高温升值减小了30%．所得结果可以用于激光谐振腔的设计，为减小激光系统的热效应问题提供了理论依据．     

单端泵浦激光晶体温度分布的半解析热分析

针对目前数值分析法对光纤耦合激光二极管端面泵浦激光晶体温度场研究精确度不高的问题，从解析分析理论出发研究了受到具有高斯分布的泵浦光端面入射的激光晶体内部温度场的分布情况，建立了符合激光晶体工作状态的热模型．通过热传导方程，利用半解析方法对其进行了求解，得出了激光晶体内部温度场分布的通解形式，同时对影响激光晶体内部温度场分布的各种因素进行了研究．研究结果表明：当使用输出功率为10W的二极管激光器端面泵浦掺钕钇铝石榴石晶体(晶体掺钕离子的质量分数为1．0％)时，在晶体端面获得了49．1℃的最大温升．这种方法还可以应用到激光系统内的其他热问题研究中，为有效地解决激光系统中的热问题提供了理论依据．     

LD端面泵浦激光晶体热效应分析

针对二极管激光器端面泵浦Nd:YVO晶体工作特点,提出矩形各向异性激光晶体热模型.在晶体周边冷却,两通光面绝热情况下,通过求解泊松热传导方程,得出了矩形截面Nd:YVO4激光晶体的温度分布,进而求解Nd:YVO4激光晶体端面热膨胀量.研究结果表明,在泵浦功率为18W时,激光晶体泵浦面最高升温344.4K,最大热形变量2.85μm.对激光晶体温度场分布和端面热形变的研究,为解决晶体热效应提供了理论基础.     

LD双端面泵浦Nd:YAG激光器实验研究

【目的】对双端面泵浦的Nd:YAG激光器进行实验研究。【方法】设计了一种对激光晶体YAG进行双端面泵浦的结构方式,提出对激光晶体介质进行传导冷却与水冷冷却相结合的散热方法,并进一步分析在双端面泵浦下晶体内部的热功率分布,并对晶体内的温度场分布进行了数值模拟计算。【结果】采用U型平行平面腔结构,在注入总泵浦光为33.8W时,得到最高输出功率22.30 W,光-光转换斜效率为71.2%,出光阈值功率为6.68 W,输出光束为基模,M2为1.4。【结论】双端面泵浦YAG激光器比单端面泵浦具有更高的转换效率、更好的光束质量,具有很强的实用价值。     

LD双端面泵浦Nd:YAG激光器实验研究

【目的】对双端面泵浦的Nd:YAG激光器进行实验研究。【方法】设计了一种对激光晶体YAG进行双端面泵浦的结构方式,提出对激光晶体介质进行传导冷却与水冷冷却相结合的散热方法,并进一步分析在双端面泵浦下晶体内部的热功率分布,并对晶体内的温度场分布进行了数值模拟计算。【结果】采用U型平行平面腔结构,在注入总泵浦光为33.8W时,得到最高输出功率22.30 W,光-光转换斜效率为71.2%,出光阈值功率为6.68 W,输出光束为基模,M2为1.4。【结论】双端面泵浦YAG激光器比单端面泵浦具有更高的转换效率、更好的光束质量,具有很强的实用价值。
     

LD端面泵浦Nd:YAG激光器的热效应研究

对激光二极管端面泵浦Nd:YAG激光器的热效应进行了分析.由热传导方程得出YAG晶体内的温度分布,模拟出激光晶体的折射率分布,并得到了激光束腰和YAG的热焦距随泵浦功率的变化曲线.     

LD端泵Nd:YVO4固体激光器输出特性的实验研究

在不同腔反馈、晶体尺寸和掺杂浓度情况下，对LD端面泵浦平直腔Nd：YVO4固体激光器进行了实验研究．测量了晶体的热透镜焦距，在泵光功率21W时，实现了稳定的8．5W准基模输出，光-光转换效率40．5％，斜效率达到59．4％．     

钛宝石激光端面泵浦钕掺杂钒酸钇薄片激光器

报道了采用σ偏振钛宝石激光端面泵浦ａ切割掺钕钒酸钇薄片激光器中的偏振热透镜补偿特性研究，在常温下获得２ｍＷ低阈值、大于５０％的高光－光转换效率的连续基横模运转，在８８０ｍＷ注入泵浦功率下，输出４４０ｍＷ的ＴＥＭ００模激光．同时，研究了随着泵浦功率的增加，激光的纵模演化特性．结果表明，以σ偏振泵浦时，π偏振的１．０６４μｍ激光功率相对波动度小于１％．     

端面研磨Nd:YAG晶体棒热透镜焦距测量

主要分析和测量端面研磨凹面的Nd:YAG激光晶体棒的热透镜焦距。实验通过He-Ne光测试法,分别测量了不同功率下的端面研磨和未研磨晶体棒的热透镜焦距,并通过作图比较二者的热透镜焦距随泵浦功率变化情况,得出随着泵浦功率的增大,热透镜焦距逐渐减小的结论。文中对未研磨晶体棒热透镜焦距进行了理论和实验值的比较,曲线情况基本相符,故根据理论计算出补偿热透镜效应所需要的晶体棒的研磨半径。由于通过理论计算得出的研磨半径在实验过程中出现了出光阈值高,输出功率降低等一些现象,不利于生产的需要,故在实际经验的指导下,增大了晶体棒的研磨半径。结论指出端面研磨晶体棒的方法在一定条件下能对激光晶体棒的热透镜效应进行补偿,对大功率固体激光器的研发有一定积极作用。     

自聚焦透镜耦合Nd:YVO4/LBO全固态绿光激光器

目的为减小传统透镜耦合系统给泵浦光束带来的热畸变,提高耦合效率,较好地实现抽运光与振荡光之间的模式匹配。方法利用自聚焦透镜端面抽运Nd:YVO4/LBO系统,LBO晶体采用了I类非临界相位匹配方式,分析了激光晶体热透镜效应对三镜V型折叠腔稳定性的影响。结果通过对端面抽运Nd:YVO4晶体工作特点的分析,得出了端面抽运方形激光晶体内部温度场的分布规律和热透镜焦距的表达式。结论抽运光功率为28.4 W时,获得了9.9 W的连续绿光输出,其光-光转换效率达34.9%。     

脉冲泵浦对准三能级Nd:YAG激光晶体热效应的影响

对热效应影响严重的准三能级系统激光晶体采用脉冲激光泵浦,在泊松方程中引入矩形方波函数,考虑晶体侧面与冷却液之间的对流传热,以及晶体端面与外界的热传导,建立圆柱形Nd:YAG晶体的热传导模型和边界条件,采用有限元差分方法,求解变形后的泊松方程,得到激光晶体内温度的建立过程和临界稳定温度场分布。结果表明,采用脉冲泵浦方式能大大降低晶体内部的温度,有效减小晶体内部的热效应,为准三能级和三能级系统激光晶体的热效应研究提供了参考。     

端面泵浦板条激光器的热效应

从稳态热传导方程出发,研究了掺杂浓度为0.3％的Nd：YVO4板条状晶体内部的温度和热应力分布,计算了晶体端面泵浦区域中心和两端热应力随泵浦功率的变化以及单片晶体所能承受的最大泵浦功率,为大功率高光束质量的板条激光器的研制提供依据.     

热扰动下成像变形与复原研究

采用高速摄像仪进行了热扰动环境下空气折射率分布变化引起光学成像变形的实验研究,获得了光学成像变形的总体规律。根据获得规律,在VC 软件平台上利用统计计算和数字图像处理对图像进行复原和测量曲线的修正,提高图像成像质量和测量的精度。     

Sb掺杂对电纺ZnO纳米纤维的结构与发光性质的影响

Sb掺杂ZnO纳米纤维材料在光电、气敏效应、P型导电等方面具有优异的性质。本文利用静电纺丝方法制备了不同Sb掺杂浓度的ZnO纳米纤维,研究了掺杂对纤维的形貌、结构以及发光性质的影响。发现随着掺杂浓度的提高,纤维的直径增加,晶粒尺寸变大。XRD和Raman的测量表明在掺杂浓度较高的情况下有杂相Zn,Sb2O12的存在。发光测试研究表明,随着掺杂浓度的提高,样品的发光呈现先增强后减弱的变化规律,并且样品发光伴随较强的激光热效应,对于未掺杂样品,由于其直径最小激光的热效应最为显著。     

激光二极管端面泵浦Er,Yb:YAB微片激光器的热效应研究

文章利用激光二极管泵浦Er,Yb:YAB晶体,实验获得290 mW的连续单横模1.5μm激光输出,激光转换的斜效率为8.5％.在此基础上,利用刀片法实验测量了Er,Yb:YAB晶体的热焦距随泵浦功率的变化关系,泵浦功率5W时,晶体的热焦距仅为10 mm,实验结果与理论预测基本相吻合.     

偏心度对方形倍频晶体温度场的影响

为了解决非均匀温升对非线性晶体倍频转换效率影响的问题，建立了方形非线性晶体模型．该模型在建立中考虑了基频光具有高斯分布，方形倍频晶体具有周边恒温、端面满足近似绝热等特点．根据非线性晶体腔内倍频的实际需要，给出了方形非线性晶体基频光辐射偏心度的定义，并利用热传导方程，得到了方形非线性晶体受基波偏心辐射时温度场分布的一般解析表达式，解决了在温场模式研究中将倍频使用的方形晶体近似为圆柱形晶体所带来的问题．实验结果表明；当基频光辐射偏心度增大到0．75时，倍频晶体的最高温升下降了21．1％．     

热冲击载荷下铝蜂窝夹芯结构的温度场及变形

建立了强激光辐照下铝蜂窝夹芯结构的有限元模型,运用热/力序贯耦合方法对其温度场和力学行为进行了分析;研究了在激光功率一定的情况下,防热层的厚度、导热系数和比热容对夹芯结构温升的影响;分析了具有防热层夹芯结构的热变形及上面板和芯层的等效应力的变化规律.结果表明:防热层的导热系数对夹芯结构的温度场影响最大;在一定范围内,防...     

变化磁场环境下海森堡XXZ模型的热力学纠缠

研究了变化磁场环境下,海森堡XXZ模型的热力学纠缠性质.通过计算,得出热力学纠缠度解析表达式,由模拟表明,系统纠缠度对变化的磁场、各向异性参数、温度表现出不同的行为.为提高系统临界温度,给出了磁场强度范围和各向异性参数条件.     

介质阻挡放电等离子体热效应对流场影响的研究

在速度场和温度场测量的基础上,采用数值模拟方法研究了介质阻挡放电等离子体热效应对速度场的影响。分别利用二维粒子图像测速仪和红外热像仪得到了介质阻挡放电等离子体在静止空气中产生的速度场和温度场。通过实验中获得的速度场来验证数值模型的可靠性,而温度场则作为求解能量方程的边界条件。数值模拟结果表明,在无来流的情况下等离子体热效应对流场的影响比较明显,使局部水平方向速度大小提高近30%,但有来流时,由于对流换热使高温区减小,热效应对流场的影响减弱。