板条固体激光器热稳特性的研究

本文报道板条激光器的热稳运行,在150W至10000W的泵浦功率下输出发散角基本保持不变,最大输出功率大于150W;并绘出了腔内插入柱面镜,以压缩输出激光发散角的初步结果.     

二极管侧泵浦板条固体激光器的热效应研究

用有限差分法对二极管侧泵浦板条激光介质的温度分布作了数值计算。在此基础上, 对不同条件下二极管侧泵浦激光器的最佳冷却方案进行了研究。用峰值功率为100W, 工作频率为100Hz的二极管泵浦Nd:YAG板条作了实验研究, 所得结果与计算符合较好。     

二极管侧泵浦板条固体激光器的热效应研究

 用有限差分法对二极管侧泵浦板条激光介质的温度分布作了数值计算。在此基础上, 对不同条件下二极管侧泵浦激光器的最佳冷却方案进行了研究。用峰值功率为100W, 工作频率为100Hz的二极管泵浦Nd:YAG板条作了实验研究, 所得结果与计算符合较好。     

二极管泵浦准三能级板条固体激光器的优化设计

基于最大激光增益条件，分析和优化了二极管泵浦准三能级Yb∶YAG固体板条激光器的激光增益、板条的最佳光学长度和最佳宽度参数。结果表明：在低功率侧面泵浦条件下，板条增益介质的掺杂浓度和板条宽度满足一定的关系，这为研究该类激光器提供了一条有效途径，其结果可应用于其他准三能级固体激光器设计。     

千瓦级半导体抽运的固体热容板条激光器

报道了千瓦级激光二极管面阵抽运固体热容激光器的理论与实验研究,分别采用Nd∶YAG单板条和双板条串接的热容激光器,利用热容激光器的理论计算模型计算了在一定的工作时间内激光输出特性,并进行了实验验证。实验中采用的晶体尺寸均为59mm×40mm×4.5mm,对单板条进行抽运时平均功率大约为5.6kW,双板条串接时为11.2kW,重复频率为1kHz,占空比为20%。实验中观察了1s的工作时间内脉冲能量输出的波动情况,单板条时单脉冲能量输出最大为1.3J,在1 s后单脉冲能量输出下降到开始的70%左右,而双板条串接时单脉冲能量输出最大为2.06J,在1s后单脉冲能量输出下降到开始的50%左右,对单块晶体采用通水冷却的准热容热管理模式能有效地降低其热效应。     

激光二极管抽运固体激光器场分布的热不稳定性研究

通过建立激光介质非热平衡状态的振荡散热模型，分析了激光二极管抽运固体激光器中，热透镜的不稳定性.研究表明，热透镜的这种热不稳定性是造成激光场不稳定的重要因素.会造成高斯半径的不稳定波动，会使激光光束的指向角波动，会造成激光光斑的非对称畸变，这种畸变也处于波动之中.通过对端面抽运条件下，热耗为1W的Nd:YAG激光介质的理论和实验研究，确定了这种原因下光场不稳定度的数量级. 关键词： 激光二极管 固体激光器 热透镜     

热容型大功率半导体激光器瞬态热特性

为研究热容型大功率半导体激光器在低环境温度、高瞬时功率、长工作间歇时间条件下的应用,建立三维瞬态热传导模型,通过有限元法计算得出热沉三维尺寸对半导体激光器瞬态热特性的影响。选取尺寸为26.6 mm×11.5 mm×4 mm的热沉进行热容型半导体激光器的封装测试,获得其在-20℃和-30℃环境温度下连续工作3.5 s过程中有源区温度随时间的变化曲线,并与数值计算的结果进行对比。结果表明,两者在误差范围内能够很好地吻合。     

激光板条设计

侧面光泵的固体激光工作介质采用端面为布儒斯特角的板条形状有许多优点。文章推导了确定板条结构参数的一组公式，讨论了厚度对泵浦光透射损失的影响，认为厚度不宜小于吸收深度。对于ＹＡＧ 之类高折射材料，尖角内是没有振荡光束通过的，可以磨掉。相应地长度应加大０－１３ 倍厚度。     

固体激光器热透镜效应的调控

利用工作腔的热透镜模型, 分析了有激光发射下固体激光器的谐振腔配置对热透镜效应和稳定区的影响, 论述了通过改变谐振腔配置调控热效应的可行性.实验上, 使用一台Nd: YAG激光器对理论作了验证, 实现了对热透镜光焦度及稳定区分布的调控.     

降低热不稳定性的激光二极管泵浦固体激光器

通过谐振腔腔结构理论研究了在端面泵浦固体激光器中,等效热反射镜曲率半径变化时,振荡光半径的变化速率理论和实验都表明,通过调整谐振腔的参量,使得该变化速率接近零,可以有效地抑制热效应导致的激光功率不稳定性。     

流体直接冷却薄板条介质温度及应力的解析表达

基于对流传热和热传导原理, 建立了流体直接冷却均匀抽运薄板条激光工作介质的热效应分析模型, 采用平面应力近似和最小功原理, 得到了板条工作介质内部温度分布和应力分布的解析表达式. 研究了不同流道厚度时对流热交换系数和冷却液温升与流体流速的关系, 分析了流道厚度对工作介质的温度分布和应力分布的影响规律, 讨论了之字形和直通光路时, 热致波前畸变随产热功率的变化趋势. 结果表明: 层流和湍流时, 较厚的流道可以实现更好的热管理效率; 增益介质中的热分布关于中心平面对称, 纵向最大温升出现在出水口端, 最大应力畸变集中在板条两端及其侧边; 流道厚度较大时, 工作介质更易形成一维的温度梯度, 产生的应力更小; 之字形光路可以明显缓解热光效应导致的波前畸变.     

GGG晶体板状激光器特性的研究

测试GGG晶体板条的激光性能,并在高功率泵浦下对板条的热聚焦效应进行了研究.     

Dependence of curvature type of thermal lensing on number of bounces in a zigzag slab laser: numerical modeling

The curvature type of the thermal lens generated in a zigzag slab laser is numerically analysed. It is found that the curvature type of the thermal lens varies alternatively between the convex and the concave lenses with the number of bounces of light within the slab, which can be well explained by the trace of the zigzag propagation. In addition, we conclude that the beamlet with a larger number of bounces experiences weaker thermal lensing but more serious wavefront deformation due to the large side lobe portion in the curve of optical path difference.     

热容型板条激光器3种介质的温度和应力分布比较

阐述了热容型板条激光器重频工作方式下瞬态温度分布和热应力分布解析模型,对Nd∶glass,Nd∶YAG和Nd∶GGG3种介质的温度和热应力分布进行了数值计算和对比分析.结果表明:3种介质的温度分布和应力分布呈现相同的变化趋势.Nd∶glass的温度梯度比其他两者大,Nd∶YAG和Nd∶GGG温度变化非常接近;Nd∶YAG的应力较大,Nd∶GGG次之,Nd:glass最小,但三者差距不大.考虑到三者承受的最大断裂阈值,Nd∶GGG最好,Nd∶YAG次之,Nd∶glass较差.     

High power Nd:YAG slab laser sidepumped by diode laser array

ＨｉｇｈｐｏｗｅｒＮｄ：ＹＡＧｓｌａｂｌａｓｅｒｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄｂｙｄｉｏｄｅｌａｓｅｒａｒｒａｙＣＨＥＮＹｏｕｍｉｎｇ；ＺＨＯＵＦｕｚｈｅｎｇ；ＨＵＷｅｎｔａｏ；ＬＩＺｈｉｓｈｅｎ；ＹＡＮＧＸｉａｎｇｃｈｕｎ；ＷａｎｇＺｈｉｊｉａｎｇ（Ｓｈａｎ...     

Waveguide continuous modes in slab and cylindrical FIR laser

The continuous modes in hollow dielectric wavegudes and in a free space are described in the case of slab and cylindrical structures. The continuous modes in free space are compared with gaussian modes, in particular for the output beam of a slab FIR laser.     

板条侧面绝热技术研究

分析了当侧面绝热不彻底时所带来的侧向温度梯度对板条光程畸变造成的影响,提出采用吸收材料吸收板条的自发辐射,控制吸收材料的温升使之与板条中心的平均温度相同的方法来实现板条侧面绝热,并给出了“隔热层+吸收层+铜热沉”的绝热结构的设计方法。板条热透镜效应实验结果表明,在500Hz重复频率下,未装绝热结构的板条热焦距为0.78m,而装有绝热结构的板条的热焦距为1.93m,热聚焦大为改善。     

板条侧面绝热技术研究

 分析了当侧面绝热不彻底时所带来的侧向温度梯度对板条光程畸变造成的影响，提出采用吸收材料吸收板条的自发辐射，控制吸收材料的温升使之与板条中心的平均温度相同的方法来实现板条侧面绝热，并给出了“隔热层+吸收层+铜热沉”的绝热结构的设计方法。板条热透镜效应实验结果表明，在500Hz重复频率下，未装绝热结构的板条热焦距为0.78m，而装有绝热结构的板条的热焦距为1.93m，热聚焦大为改善。     

Investigation on the hydrodynamics of slab x-ray laser plasma by nonuiform line focused laser irradiation

Based on the two-dimensional model,this paper compares the hydrodynamics of slab x-ray laser plasma produced by different nonuniform line focused irradiations.It finds that the average intensity and the duration of laser pulse and the overall shape of the intensity distribution in the focal line have different influences on the plasma.Calculations show that the evolution of temperature variation is more sensitive to the pulse duration and the electron density variation is more sensitive to the pulse intensity.Pulses with duration of 200 ps to 500 ps and with intensity of 0.2 TW/cm 2 to 1.0 TW/cm 2 are proved acceptable in slab x-ray lasers.