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LD端面抽运变导热系数Nd:YAG晶体热效应

李隆 甘安生 齐兵 支音 王良甚 史彭

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LD端面抽运变导热系数Nd:YAG晶体热效应

    作者简介: 李隆(1972- ),男,博士,教授,从事全固态激光器及其应用、超快激光光谱特性等方面的研究,E-mail:lilong7211@126.com.
  • 基金项目:

    西安市科技局创新支撑计划资助项目(CXY1015(6));陕西省教育厅专项科研计划资助项目(11JK0532)

  • 中图分类号: TN248.1

Thermal effect of LD end-pumped Nd:YAG crystal with variable thermal conductivity

  • CLC number: TN248.1

  • 摘要: 为了计算二极管抽运Nd:YAG晶体温度场及热形变场,建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型。基于Nd:YAG晶体导热系数及热形变系数与其温度的函数关系,应用Newton切线法对热传导方程进行求解,得到了变导热系数和变热形变系数矩形截面Nd:YAG晶体端面抽运下的温度场和热形变场的一般表达式,同时计算了Nd:YAG晶体在不同抽运功率和抽运光斑半径下内部温度场和热形变场的分布变化。结果表明,使用钕离子质量分数为0.01、尺寸为3mm×3mm×8mm的Nd:YAG晶体,在功率为60W、光斑半径为450μm的抽运光照射下,变导热系数的Nd:YAG晶体端面最大温升为55.7℃,最大热形变量为2.85μm,而按传统将Nd:YAG晶体导热系数、热形变系数均视为定值时,晶体端面最大温升为43.4℃,端面最大热形变为2.84μm。
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-22
  • 录用日期:  2012-01-04
  • 刊出日期:  2012-09-25

LD端面抽运变导热系数Nd:YAG晶体热效应

    作者简介: 李隆(1972- ),男,博士,教授,从事全固态激光器及其应用、超快激光光谱特性等方面的研究,E-mail:lilong7211@126.com
  • 1. 西安建筑科技大学, 理学院, 西安, 710055;
  • 2. 西安建筑科技大学, 应用物理研究所, 西安, 710055
基金项目:  西安市科技局创新支撑计划资助项目(CXY1015(6));陕西省教育厅专项科研计划资助项目(11JK0532)

摘要: 为了计算二极管抽运Nd:YAG晶体温度场及热形变场,建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型。基于Nd:YAG晶体导热系数及热形变系数与其温度的函数关系,应用Newton切线法对热传导方程进行求解,得到了变导热系数和变热形变系数矩形截面Nd:YAG晶体端面抽运下的温度场和热形变场的一般表达式,同时计算了Nd:YAG晶体在不同抽运功率和抽运光斑半径下内部温度场和热形变场的分布变化。结果表明,使用钕离子质量分数为0.01、尺寸为3mm×3mm×8mm的Nd:YAG晶体,在功率为60W、光斑半径为450μm的抽运光照射下,变导热系数的Nd:YAG晶体端面最大温升为55.7℃,最大热形变量为2.85μm,而按传统将Nd:YAG晶体导热系数、热形变系数均视为定值时,晶体端面最大温升为43.4℃,端面最大热形变为2.84μm。

English Abstract

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