复合结构掠入射板条放大器热效应的模拟分析

为了研究复合结构掠入射板条放大器的热效应,采用在Nd:YVO_(4)晶体抽运面上键合具有高热导率性能的蓝宝石的复合结构,并建立了相应的热力学模型,对激光介质的温度场分布、光程差(OPD)和热透镜效应进行了详细的理论分析,利用有限元分析软件COMSOL模拟了晶体内部的温度、应变、光程差(OPD)及热焦距的分布情况。结果表明,板条厚度为2 mm、键合层厚度1 mm、抽运功率60 W时,复合结构相对于单一结构最高温度下降了约50 K,晶体中的最大形变量降低超过了1/3,极大地降低了介质中的热效应。

Nd:YAG薄片激光器热致波前畸变

理论分析了激光二极管端面泵浦薄片Nd:YAG激光器的激光介质热效应对波前相位分布的影响,给出了薄片激光器波前热畸变的计算公式。数值模拟了理想均匀泵浦及4阶超高斯泵浦下的波前分布,分析了介质厚度和泵浦均匀性与波前畸变量的关系。研究表明,介质越薄,激光泵浦光均匀性越好,泵浦功率密度越小,激光波前畸变越小;与介质厚度、泵浦功率密度相比,泵浦光光强分布对波前的影响更为显著。

高功率掺镱双包层光纤激光器热效应理论研究

针对高功率双包层光纤激光器热效应严重制约着光纤激光器的输出功率和光束质量这一现象,利用热传导方程和边界条件推导出了双包层光纤激光器温度分布的解析解,进而分析了热效应引起的应力分布,温度和应力引起的折射率变化以及热效应引起的光程差。结果表明,在纤芯轴线处切向、法向、轴向应力分别达到负的最小值,而在光纤表面处径向应力为0,法向、轴向达到正的最大值;应力引起的折射率变化与温度引起的折射率变化相比较小;温度变化是热效应引起光程差主要原因,热膨胀和热应力引起的光程差较小。

非球面透镜弥补棒状激光晶体热效应的研究(英文)

研究了激光二极管侧面泵浦Nd:YAG晶体的热效应。通过热传导方程,获得了Nd:YAG晶体内部的温度分布。分析了温度梯度和热应力对激光棒的影响,得到了在激光器运行时激光棒内的折射率分布。在谐振腔内,作为光学元件的激光晶体必然产生像差。计算了Nd:YAG晶体棒沿径向的光学路径差(OPD)用以量化像差。通过实例演示了此种方法如何指导激光器的优化设计。设计了一个非球面单透镜用以弥补棒状Nd:YAG晶体的热效应,并计算了该透镜的非球面面型曲率。

光学筒长变化检测法

激光加工系统由于激光热效应而使其光学筒长发生变化,影响其调焦精度和加工质量,在此从理论上分析了这种动态误差的产生,并从实际使用的角度给出了一种可能的检测修正办法。

掠入射板条放大器链的热效应模拟分析

对LD泵浦的掠入射板条放大器链系统激光介质的热效应进行研究。针对掠入射放大器结构建立了相应的热力学模型,对激光介质的温度场分布、热致波前畸变和热透镜效应进行了详细的理论分析。利用有限元分析软件COMSOL模拟了晶体内部的温度、应力及应变的分布情况,并进一步讨论了板条厚度、泵浦尺寸以及种子光入射角对光程差和热透镜造成的影响。结果表明,随着泵浦光斑尺寸和种子光入射角的增大,光程差变小,热透镜效应减弱;板条厚度对光程差和热透镜的影响较小。模拟计算结果对于预测板条热效应的强弱、热效应的补偿,以及放大器链结构参数的设计提供了依据。

基于实验观测的菲涅耳双棱镜干涉的理论探究

从理论上研究菲涅耳双棱镜对于光的传播的影响以及发生干涉的光之间的物理关系即入射角与干涉位置的关系,同时从实验计算的角度论证等效法的可行性,即从实验观测出发通过数值计算的方法证明等效前后用于分析干涉光强分布情况的光程差计算结果相等.