双包层光纤激光器最大输出功率的估算

通过热传导方程和边界条件得到高功率双包层光纤激光器温度分布的简化解析解,利用ANSYS模拟验证了简化的合理性,并以双包层的掺镱光纤激光器为例,把外包层的临界温度设定为80 ℃,计算了光纤激光器在自然对流、风扇制冷和水制冷条件下最大输出功率。计算结果表明：自然对流的情况下,对流传热系数为10 W·m-2·Ｋ-1时,光纤激光器的最大输出功率为105 W;风扇制冷的情况下,对流传热系数为80 Ｗ·m-2·Ｋ-1时,光纤激光器的最大输出功率820 W;要达到kW以上功率输出,必须对光纤进行主动水冷。