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端面泵浦渐变浓度Nd:YAG温度场数值仿真研究
引用本文:阮芳芳,唐方颖,王锦红,吕彦飞,李家伟,王鑫欣,闫育辉,苏良碧,郑丽和.端面泵浦渐变浓度Nd:YAG温度场数值仿真研究[J].光学学报,2024(7):133-138.
作者姓名:阮芳芳  唐方颖  王锦红  吕彦飞  李家伟  王鑫欣  闫育辉  苏良碧  郑丽和
作者单位:1. 杭州医学院医学影像学院;2. 云南大学物理与天文学院云南省高校光电子器件工程重点实验室;3. 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心
摘    要:采用高功率半导体激光端面泵浦技术,在均一浓度Nd∶YAG中心轴沿泵浦光通光方向可产生温度梯度,引起热透镜效应,降低激光输出功率与光束质量。本文结合静态热场数值仿真,建立Nd∶YAG在方形平顶光泵浦条件下的热源方程,研究渐变浓度Nd∶YAG在高功率激光泵浦下的温度分布。当初始泵浦功率为1000 W、泵浦脉宽时间为46μs、重复频率为1 kHz时,均一浓度Nd∶YAG的吸收系数为5.8 cm-1,其中心轴沿通光方向的温度由185℃逐次下降到2、4、6、8 mm处的106、51、29、26℃;相应地,每经过2 mm,温度下降率分别为39.5、27.5、11.0、1.5℃/mm。与此相对应,本文构建出一款渐变浓度Nd∶YAG整体式结构,每段厚度均为1 mm,总长度为4 mm。将4段Nd∶YAG的吸收系数依次调控为1.5、2.1、3.3、9.7 cm-1,则沿泵浦光通光方向的中心轴温度基本维持在86.5℃,在渐变浓度Nd∶YAG中实现沿泵浦光传输方向的温度均匀分布。

关 键 词:均一浓度Nd∶YAG  渐变浓度Nd∶YAG  数值仿真  温度分布
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