多端泵浦新式構(gòu)架晶體度數(shù)體和熱變形場(chǎng)的研討

2013-09-04

晶體周邊選用紫銅的水冷套冷卻，因?yàn)樽香~熱傳導(dǎo)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體熱傳導(dǎo)系數(shù)，因而熱量沿晶體徑向向外傳導(dǎo)?？杉俣崃骶€(xiàn)為徑向（r方向），即u（r，z）z=0晶體的旁邊面（r=R處）溫度恒定為uW，作為熱模型數(shù)學(xué)處置可設(shè)其為0（相對(duì)），得出溫度場(chǎng)后，再疊加激光晶體的環(huán)境溫度，即u（R，z）=0（8）晶體兩端面與空氣相觸摸，從端面和空氣熱交換流出的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于從晶體旁邊面經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)流出的熱量，因而可假定晶體的兩端面絕熱，即uz（z，0）=uz（z=L）=0（9）12晶體內(nèi)部溫度場(chǎng)的半解析計(jì)算公式因?yàn)榧す饩w內(nèi)部有熱源，因而激光晶體內(nèi)部的熱傳導(dǎo)恪守Poisson方程2ur2+1rur+1r2u2+2uz2+qv=0式中：為晶體導(dǎo)熱系數(shù)或稱(chēng)為熱導(dǎo)率。因?yàn)楸闷止庠?、晶體內(nèi)熱源均具有軸對(duì)稱(chēng)性，因而激光晶體內(nèi)的溫度場(chǎng)與無(wú)關(guān)，即u（r，，z）=u（r，z）.方程式中：為激光晶體內(nèi)的熱源半徑。
激光晶體軸向熱膨脹半解析研討激光晶體泵浦端面的溫升將導(dǎo)致端面發(fā)生熱形變，晶體的熱形變會(huì)給腔內(nèi)振動(dòng)光束帶來(lái)?yè)p耗，一起也改變了諧振腔的特點(diǎn)。使用半解析辦法可得出晶體軸向熱形變量公式。
雙端泵浦激光晶體的溫度場(chǎng)剖析因?yàn)榫w內(nèi)摻雜Nd3+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不一樣，Nd：YVO4晶體關(guān)于泵浦光的吸收系數(shù)也就不一樣，因而晶體內(nèi)溫度場(chǎng)有著顯著的區(qū)別。在開(kāi)展大功率激光器的使用中，關(guān)于Nd：YVO4晶體的挑選向低摻雜（摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為03%10%）、大尺度（長(zhǎng)度L>5mm）方向開(kāi)展，文獻(xiàn)斷定了晶體摻雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)泵浦光吸收系數(shù)影響的經(jīng)歷公式%p=Cb（13）式中：%p為晶體對(duì)抽運(yùn)光的吸收系數(shù)；為摻雜的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；b、C為試驗(yàn)常數(shù)，由試驗(yàn)成果擬合得出b=15，C=25.疏忽溫度場(chǎng)對(duì)晶體其他物理特點(diǎn)的影響，Nd：YVO4晶體的熱傳導(dǎo)系數(shù)為00523W/（cm%K），沿軸向的熱膨脹系數(shù)c=113710-6K-1。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年09月04日星期三

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