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热容模式下LD阵列泵浦Nd:GGG圆盘的温度场分析 被引量:3
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作者 王保松 江海河 +4 位作者 张庆礼 孙敦陆 殷绍唐 李林峰 陶少宏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期688-693,共6页
为了研究Nd:GGG激光晶体圆盘在热容运行模式下的温度场分布及变化问题,根据实际情况建立物理模型进行了分析。从热传导微分方程出发,通过格林函数法求得激光器工作、冷却阶段晶体内部温度场的解析解,在一定程度上可以反映温度场的变化... 为了研究Nd:GGG激光晶体圆盘在热容运行模式下的温度场分布及变化问题,根据实际情况建立物理模型进行了分析。从热传导微分方程出发,通过格林函数法求得激光器工作、冷却阶段晶体内部温度场的解析解,在一定程度上可以反映温度场的变化情况。数值计算了矩形LD光斑尺寸3 cm,泵浦功率8100 W、脉冲频率500 Hz、脉冲宽度0.2 ms条件下泵浦4s后圆盘的温度场以及变化曲线,得到4s末的最大应力已经达到晶体断裂极限的47%。采用280K、290K的温度分别对圆盘进行背面冷却时,需要60~70s左右的冷却时间;当采用280K对圆盘进行背面和侧面同时冷却时,冷却时间缩短到30s左右。 展开更多
关键词 激光物理 温度场分析 格林函数法 nd:ggg激光圆盘 热容模式
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钕玻璃、Nd:YAG和Nd:GGG热容激光特性比较 被引量:6
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作者 侯立群 祖继锋 +1 位作者 董玥 朱健强 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期881-885,共5页
考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,... 考虑固体热容激光器对工作介质的要求,对比分析了掺钕的玻璃、YAG和GGG的多种材料性能。并对三者在激光工作周期内的瞬态温度场及热应力进行了数值模拟。结果表明:在给定的边界及工作条件下,当钕玻璃激光器以热容方式工作,时间为5 s时,介质最高升温超过400 K,最大热致应力为25 MPa,接近其断裂极限的50%。在此条件下进行冷却,当水温为283 K时,需经过约120 s才基本恢复到初始工作状态。而Nd:YAG和Nd:GGG两种介质在相同输入工作条件下,工作时间可达10 s,且温度分布相对平坦,温差和热应力较小,经水冷约30 s可恢复到初始状态。但模拟计算中,发现Nd:YAG在冷却阶段的最大应力达77 MPa,已超过断裂阈值下限值的50%。兼顾冷却时间、材料所能承受的应力及晶体生长尺寸,以及实现100kW的平均功率输出等因素,Nd:GGG晶体是目前三者中比较适合于作为高平均功率、重复率热容方式工作的激光材料。 展开更多
关键词 热容激光 瞬态温度场 有限元分析 钕玻璃 nd:YAG nd:ggg
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矩形截面Nd:GGG热容激光器热分析 被引量:3
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作者 史彭 辛宇 +2 位作者 李隆 陈文 白冰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期305-307,333,共4页
为了研究长方体型Nd:GGG热容激光晶体的热效应,通过对激光晶体工作特点的分析,采用半解析各向异性热分析方法,建立了符合实际工作状态热模型,对长方体型Nd:GGG热容激光晶体进行了热分析,得到了激光晶体抽运阶段和冷却阶段晶体内部温度... 为了研究长方体型Nd:GGG热容激光晶体的热效应,通过对激光晶体工作特点的分析,采用半解析各向异性热分析方法,建立了符合实际工作状态热模型,对长方体型Nd:GGG热容激光晶体进行了热分析,得到了激光晶体抽运阶段和冷却阶段晶体内部温度场计算公式,定量分析了晶体宽度和厚度对温度场的影响。结果表明,当使用输出功率为8100W、脉冲频率500Hz、脉冲宽度0.2ms的LD抽运晶体4s时,抽运面中心最高温升为169.1℃;停止抽运120s时,晶体最高温升下降到0.97%。所得结果为热容激光器的优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 激光物理 热容激光器 端面抽运 长方体nd:ggg晶体 最高温升 冷却时间
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5英寸Nd:GGG激光晶体的生长 被引量:3
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作者 贾志泰 陶绪堂 +2 位作者 董春明 张健 蒋民华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1257-1260,共4页
本文介绍采用提拉法,运用上称重自等径技术(ADC)生长5 inch的掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体。通过调整生长工艺参数,优化温场结构,我们成功生长了5 inch的Nd:GGG晶体。晶体外观完整,无宏观缺陷,有望作为激光工作物质用于强固体热容激光器... 本文介绍采用提拉法,运用上称重自等径技术(ADC)生长5 inch的掺钕钆镓石榴石(Nd:GGG)晶体。通过调整生长工艺参数,优化温场结构,我们成功生长了5 inch的Nd:GGG晶体。晶体外观完整,无宏观缺陷,有望作为激光工作物质用于强固体热容激光器中。此外,我们对晶体的外形和生长界面作了讨论。 展开更多
关键词 nd:ggg 激光晶体 固体热容激光器 生长界面
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LD端面抽运Nd∶GGG激光器热效应研究 被引量:6
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作者 冯祝 万云芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期360-363,共4页
为了研究激光二极管端面抽运掺钕钆镓石榴石Nd∶GGG激光器的热效应,采用实验测量与理论计算结合的方法,进行了激光器的连续运转,测量了激光器的热焦距、本征损耗和热损耗。结果表明,采用凹-平腔结构,当抽运功率为28.8W时,得到最大连续... 为了研究激光二极管端面抽运掺钕钆镓石榴石Nd∶GGG激光器的热效应,采用实验测量与理论计算结合的方法,进行了激光器的连续运转,测量了激光器的热焦距、本征损耗和热损耗。结果表明,采用凹-平腔结构,当抽运功率为28.8W时,得到最大连续波输出功率为13.2W,对应最大斜效率为51.5%,光光转换效率为49.5%,Nd∶GGG晶体的本征损耗测量值为0.86%/cm;测量结果与理论计算吻合得很好。所得结果为LD抽运Nd∶GGG激光器的进一步设计优化提供了实验和理论依据。 展开更多
关键词 激光器 ndggg 热效应 LD端面抽运
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不同抽运光分布的Nd:GGG热容激光器介质热应力分析 被引量:1
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作者 王超 张申金 +2 位作者 唐晓军 杜涛 周寿桓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期154-158,共5页
从固体瞬态热传导微分方程出发并结合弹性力学的基本方程,利用有限元方法对 Nd:GGG 热容激光器介质的瞬态温度和热应力进行了数值模拟。数值模拟并分析了介质端面抽运光为均匀分布和高斯分布两种情况下,介质的温度、应力的瞬态分布。模... 从固体瞬态热传导微分方程出发并结合弹性力学的基本方程,利用有限元方法对 Nd:GGG 热容激光器介质的瞬态温度和热应力进行了数值模拟。数值模拟并分析了介质端面抽运光为均匀分布和高斯分布两种情况下,介质的温度、应力的瞬态分布。模拟中考虑了由介质的吸收特性导致的介质热沉积功率不均匀分布和介质热容随温度的变化关系。结果表明,抽运光功率一定时,抽运光均匀分布时介质的最高温度较低,温度梯度较小,介质所受热应力较小。 展开更多
关键词 热容激光器 二极管抽运 温度分布 应力分布 nd:ggg
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闪光灯泵浦Nd^(3+):GGG 激光特性研究 被引量:1
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作者 江海河 贾先德 +4 位作者 袁自钧 张洪波 张庆礼 孙敦陆 殷绍唐 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期648-650,共3页
用闪光灯泵浦掺(金女)钆镓石榴石(Nd^(3+):GGG)激光晶体,研究了脉冲宽度0.5ms、1ms、1.5ms和2ms的放电泵浦下激光输出,实验获得了1.92J的最大激光能量。
关键词 闪光灯泵浦 脉冲宽度 nd^3+:ggg激光器 长脉冲激光特性
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Nd∶GGG晶体缺陷对其抗光损伤影响的研究
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作者 朱建慧 徐学珍 王永国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1181-1183,共3页
文中对Nd∶GGG晶体进行了光谱分析比较、显微观测及抗光损伤实验,讨论了晶体内部存在的色心吸收及弥散状散射对晶体抗光损伤的影响。通过采取新的生长工艺后克服了严重影响晶体抗光损伤的缺陷,得到了无色心吸收,无弥散状散射的Nd∶GGG... 文中对Nd∶GGG晶体进行了光谱分析比较、显微观测及抗光损伤实验,讨论了晶体内部存在的色心吸收及弥散状散射对晶体抗光损伤的影响。通过采取新的生长工艺后克服了严重影响晶体抗光损伤的缺陷,得到了无色心吸收,无弥散状散射的Nd∶GGG晶体抗光损伤阈值达到2GW/cm2以上。 展开更多
关键词 nd:ggg晶体 色心吸收 散射颗粒 抗光损伤
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498nm全固态腔内和频Nd∶GGG激光器
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作者 王爱国 王君光 李永亮 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1310-1313,共4页
报道了由Nd∶GGG晶体1062 nm和937 nm两条谱线腔内非线性和频产生的全固态连续498 nm青光激光器。当注入泵浦功率为18.2 W时,获得186 mW的TEM00连续498 nm青激光输出,光束质量因子M2=1.22,30 min功率不稳定度优于5%。
关键词 二极管泵浦 全固态激光器 青色激光 ndggg晶体
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Nd^(3+):Gd_3Ga_5O_(12)晶体的室温吸收光谱和荧光光谱(英文) 被引量:5
10
作者 姜本学 赵志伟 +1 位作者 徐军 邓佩珍 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期581-585,共5页
用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石 (Nd3 + :GGG)激光晶体。研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质 ,分析了Nd3 + :GGG晶体4F3 / 2 →4I11/ 2 能级跃迁与 1.0 6 μm附近的荧光谱线之间的关系。吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是 4 .32&#... 用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石 (Nd3 + :GGG)激光晶体。研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质 ,分析了Nd3 + :GGG晶体4F3 / 2 →4I11/ 2 能级跃迁与 1.0 6 μm附近的荧光谱线之间的关系。吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是 4 .32× 10 -2 0 cm-2 ,2 .3× 10 -19cm-2 ,2 4 0 μs,比较了Nd3 + ∶GGG和Nd3 + ∶YAG的物理参数 ,实验表明 :Nd3 + ∶GGG较Nd3 + ∶YAG有一系列的优点。 展开更多
关键词 提拉法 高功率固态激光器 激光晶体 nd^3+:Gd3Ga5O12晶体 吸收光谱 荧光光谱
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激光晶体Nd^(3+):Gd_3Ga_5O_(12)中的核心和小面生长 被引量:4
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作者 王召兵 张庆礼 +1 位作者 孙敦陆 殷绍唐 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期308-310,共3页
Nd3+:Gd3Ga5O12(Nd:GGG)晶体是热容固体激光器的一种重要的工作介质。采用提拉法沿<111>方向生长出了Nd:GGG单晶,利用激光器、应力仪和偏光显微镜等仪器和方法,对晶体的小面生长及核心等缺陷进行了观察,分析了小面生长的机理,并... Nd3+:Gd3Ga5O12(Nd:GGG)晶体是热容固体激光器的一种重要的工作介质。采用提拉法沿<111>方向生长出了Nd:GGG单晶,利用激光器、应力仪和偏光显微镜等仪器和方法,对晶体的小面生长及核心等缺陷进行了观察,分析了小面生长的机理,并提出了消除这些缺陷的办法。通过研究,为改善生长工艺、生长大尺寸优质Nd:GGG晶体提供参考。 展开更多
关键词 热容固体激光器 nd:ggg晶体 小面 核心 缺陷
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优质大尺寸激光晶体研究进展 被引量:10
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作者 徐学珍 桂尤喜 王永国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期295-299,共5页
文章综述了国内外大尺寸Nd∶YAG,Nd∶GGG,Yb∶YAG晶体的发展概况,指出了我国优质大尺寸激光晶体研究进展及主要差距,展望了发展前景。
关键词 优质大尺寸 激光晶体 nd:YAG nd:ggg YB:YAG
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掺钕钆镓石榴石激光晶体光谱分析 被引量:3
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作者 曾繁明 张莹 +1 位作者 孙晶 刘景和 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1323-1326,共4页
掺钕钆镓石榴石(Nd3+:Gd3Ga5O12,简称Nd:GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质。采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光... 掺钕钆镓石榴石(Nd3+:Gd3Ga5O12,简称Nd:GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质。采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参数。吸收光谱测试及计算结果发现,Nd:GGG晶体的最强吸收峰位于808nm附近,主峰808nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20cm2,吸收线宽FWHM为8nm,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加。荧光光谱测试及计算结果表明,晶体的最强荧光发射峰位于1062nm附近,是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射。主发射峰1062nm辐射跃迁概率AJJ′=1832.01s-1,荧光分支比βJJ=45.07%,荧光寿命τ=250μs,受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20cm2,较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转。 展开更多
关键词 nd:ggg激光晶体 吸收光谱 荧光光谱 光谱参数计算
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掺钕钆镓石榴石晶体及其性能优化的研究进展 被引量:3
14
作者 付秀伟 贾志泰 +1 位作者 董春明 陶绪堂 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2220-2229,共10页
本文系统综述了Nd∶GGG晶体在国内外的研究进展,总结了通过掺杂手段来优化其性能的部分工作,并探讨了目前Nd∶GGG晶体实现高功率激光输出过程中存在的问题及其未来的发展趋势。
关键词 激光晶体 nd ggg 研究进展 性能优化
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LD抽运热容激光器介质内温度分布研究
15
作者 张申金 周寿桓 +2 位作者 唐晓军 秘国江 吕华昌 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期303-306,共4页
采用有限元法及光线追迹法,计算得到二极管抽运固体热容激光器介质不同截面内抽运光分布及瞬态的温度三维分布,计算同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及介质内不均匀分布的内热源.对二极管抽运单片Nd:GGG热容激光器的实验装置... 采用有限元法及光线追迹法,计算得到二极管抽运固体热容激光器介质不同截面内抽运光分布及瞬态的温度三维分布,计算同时考虑了二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及介质内不均匀分布的内热源.对二极管抽运单片Nd:GGG热容激光器的实验装置,得到1.49 kW的平均功率激光输出和24.1%的光-光转换效率,1.2 s后,介质端面中心处温度为81℃,模拟结果为78.1℃. 展开更多
关键词 热容激光器 二极管抽运 nd:ggg 抽运光分布 温度分布
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Cr,Nd:GGG激光陶瓷原料的制备及性能研究 被引量:5
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作者 姜黎黎 孙晶 +4 位作者 曾繁明 曹旭 郭雅睿 刘景和 潘柳 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期177-181,共5页
以金属硝酸盐作为原料,甘氨酸为燃烧剂,采用燃烧法制备了Cr,Nd:GGG激光陶瓷原料,并采用XRD,FT-IR,SEM,荧光光谱测试手段对前驱粉体进行了形貌和结构的表征。XRD测试结果表明,经900℃煅烧能形成较好的Cr,Nd:GGG相;FT-IR测试发现在655,614... 以金属硝酸盐作为原料,甘氨酸为燃烧剂,采用燃烧法制备了Cr,Nd:GGG激光陶瓷原料,并采用XRD,FT-IR,SEM,荧光光谱测试手段对前驱粉体进行了形貌和结构的表征。XRD测试结果表明,经900℃煅烧能形成较好的Cr,Nd:GGG相;FT-IR测试发现在655,614,571cm-1出现了比较尖锐的吸收峰,这是由于形成了GGG相,这和XRD测试结果一致;SEM照片显示Cr,Nd:GGG前驱体在900℃煅烧3 h得到粉体的粒子呈圆球形及类球形,分布较为均匀,直径为49.5 nm;荧光测试结果表明,Cr,Nd:GGG样品的最强荧光发射峰位于1063 nm左右,是Nd3+的4F3/2→4I11/2能级跃迁导致的荧光发射,并且相比于单掺Nd3+样品的荧光发射,双掺Cr3+,Nd3+(少量Cr3+)样品荧光强度增强,这个现象说明Cr3+-Nd3+之间存在能量传递。 展开更多
关键词 燃烧法 甘氨酸 Cr nd ggg激光陶瓷原料 稀土
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掺钕钆镓石榴石激光陶瓷粉体的研究
17
作者 李轶 孙晶 +1 位作者 曾繁明 刘景和 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期431-434,437,共5页
优质的纳米前驱体是生成良好透明陶瓷的关键。采用Sol-gel法制得颗粒均匀、粒度小、无团聚、分散性好的Nd:GGG激光陶瓷前驱粉体。对透明陶瓷前驱体进行测试XRD分析,与标准JCPDS卡片对比表明样品属于立方晶系,空间群Ia3d,晶格常数为:A=12... 优质的纳米前驱体是生成良好透明陶瓷的关键。采用Sol-gel法制得颗粒均匀、粒度小、无团聚、分散性好的Nd:GGG激光陶瓷前驱粉体。对透明陶瓷前驱体进行测试XRD分析,与标准JCPDS卡片对比表明样品属于立方晶系,空间群Ia3d,晶格常数为:A=123.7nm。粉体的最佳烧成温度为1000℃,煅烧时间8h。SEM观察发现,样品纯度高、单分散、颗粒均匀且近似球形,符合制备透明陶瓷的粉体要求。 展开更多
关键词 激光陶瓷 溶胶-凝胶法 nd ggg前驱体
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