LD双面侧抽运Nd:GGG热容激光晶体热分析

辛宇; 史彭; 李隆; 白冰; 常锐

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.018

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LD双面侧抽运Nd:GGG热容激光晶体热分析

辛宇 , 史彭 , 李隆 , 白冰 , 常锐

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引用本文:

Citation:

LD双面侧抽运Nd:GGG热容激光晶体热分析

1.
西安建筑科技大学理学院物理系, 西安 710055

作者简介: 辛宇(1984-)，女，硕士，主要从事高功率激光器热分析方面的研究工作。.

通讯作者: 史彭, pshi56@163.com ;

基金项目:
陕西省教育厅专项科研计划资助项目(09JK536);陕西省科学技术研究发展计划资助项目(2008K05-15)
中图分类号: TN248.1

Analysis of thermal effect of LD double side pumped Nd:GGG heat capacity laser crystal

1.
Department of Physics, Faculty of Science, Xi'an University of Architecture & Technology, Xi'an 710055, China

Corresponding author: SHI Peng, pshi56@163.com ;

CLC number: TN248.1

摘要: 为了研究矩形晶体Nd:GGG受到具有高斯分布激光双侧错位抽运时,激光晶体内部温度场和热形变分布情况,采用以各向异性半解析热分析为基础的方法进行了研究。当用输出功率分别都为300W从Nd:GGG晶体两侧面错位中心抽运时,高斯半径为9.00mm,最高温度出现在前抽运面,晶体内最大温度为309.73℃;分析了激光晶体工作的特点,建立了符合激光晶体的热模型,得出了矩形Nd:GGG激光晶体温度场和热形变场通解表达式。结果表明,当侧面错位抽运长方体Nd:GGG晶体10s时,最大热形变量为28.97m,最大光程差为13.02m;停止抽运200s时,晶体最高温升下降到1.01%。该研究结果为LD双侧抽运热容激光器的优化设计提供了理论依据。
- 激光光学 /
- 热形变和光程差 /
- 半解析热分析理论 /
- Nd:GGG热容激光晶体 /
- 双侧错位抽运 /
- 冷却阶段
Abstract: Based on the anisotropy semianalytical thermal analysis, the temperature field and thermal distortion of rectangle Nd:GGG crystal in a double side dislocation pumping laser was investigated. A maximum temperature rise of 309.73℃ happened on the front pumping face and the Gaussian radius w became 9.00mm with two 300W laser diode arrays side-pumping Nd:GGG laser crystal. After analyzing the working characteristics of the laser crystal, a thermal model that matches actual situation of the laser crystal was established, and the analytical expressions of the temperature field and thermal distortion field of the rectangle Nd:GGG laser crystal were obtained. With double side dislocation pumping the rectangle Nd:GGG crystal for 10s, there happened maximum thermal distortion of 28.97m and a maximum optical path difference of 13.02m. After stopping pumping for 200s, the maximum temperature rise dropped to 1.01%. These results provide theoretical basis for the optimized design of LD double side pumped heat capacity lasers.
- laser optics /
- thermal distortion and optical path difference /
- theory of semianalytical thermal analysis /
- Nd:GGG heat capacity laser crystal /
- double side dislocation pumped /
- cooling stage

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LD双面侧抽运Nd:GGG热容激光晶体热分析

通讯作者: 史彭, pshi56@163.com;

作者简介: 辛宇(1984-)，女，硕士，主要从事高功率激光器热分析方面的研究工作。

1. 西安建筑科技大学理学院物理系, 西安 710055

收稿日期: 2011-03-21
录用日期: 2011-03-30
网络出版日期: 2011-11-25

基金项目: 陕西省教育厅专项科研计划资助项目(09JK536);陕西省科学技术研究发展计划资助项目(2008K05-15)

关键词:

摘要: 为了研究矩形晶体Nd:GGG受到具有高斯分布激光双侧错位抽运时,激光晶体内部温度场和热形变分布情况,采用以各向异性半解析热分析为基础的方法进行了研究。当用输出功率分别都为300W从Nd:GGG晶体两侧面错位中心抽运时,高斯半径为9.00mm,最高温度出现在前抽运面,晶体内最大温度为309.73℃;分析了激光晶体工作的特点,建立了符合激光晶体的热模型,得出了矩形Nd:GGG激光晶体温度场和热形变场通解表达式。结果表明,当侧面错位抽运长方体Nd:GGG晶体10s时,最大热形变量为28.97m,最大光程差为13.02m;停止抽运200s时,晶体最高温升下降到1.01%。该研究结果为LD双侧抽运热容激光器的优化设计提供了理论依据。