端面泵浦薄片激光器热效应补偿方法的研究
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作者:
作者单位:

(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620)

作者简介:

程小劲(1978-),男,博士,副研究员,硕士生导师,主要 从事激光光 电子技术、激光检测技术、高功率固体激光器及其相关技术方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学青年基金(11604205)和上海高校青年教师培养资助计划项目(ZZGCD15082) 资助项目 (上海工程技术大学 机械与汽车工程学院,上海 201620)


Research on thermal effect compensation method of end-pumped thin-disk Yb:YAG lasers
Author:
Affiliation:

(School of Mechanical and Automotive Engineering,Shanghai University of Enginee ring Science,Shanghai 201620,China)

Fund Project:

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    摘要:

    薄片激光器的热效应对输出激光的光束质量以及 激光器的效率有着重大的影响,寻求有效的方法来 实现激光器热效应的补偿一直是高功率激光器研究领域的重要课题。本文基于ANSYS有限元 的分析方法, 对端面抽运Yb:YAG薄片激光器晶体内部的温度分布、热应力分布以及晶体端面的最大形变量 进行了分析。 通过在薄片晶体端面施加压力产生的机械形变与晶体内部的热应变相抵消的方式,在完成薄 片晶体安装的 同时又实现了对激光器热效应的补偿,分析并比较了两种不同的安装方式对薄片激光器热效 应补偿效果的 影响。结果表明,在保持安装所产生的总压力不变的情况下,采用3个固定点的安装方式对 薄片晶体的热 透镜效应改善较为明显。此外,随着薄片晶体厚度的增加,通过施加外部载荷的方式来缓解 激光器热效应的效果就会越差。

    Abstract:

    The thermal effect of thin-disk laser has a significant impact on the laser beam quality and laser efficiency.Seeking effective methods to achieve the compensation of laser therma l effects has always been an important subject in the field of high-power laser research.Based on ANSYS fini te element method,the temperature distribution,thermal stress distribution and the maximum end-defor mation of the end-pumped Yb:YAG thin disk laser are analyzed in this paper.In order to compensate the thermal e ffect of thin disk laser,the mechanical deformation caused by the pressure applied on the end of thin disk cr ystal is used to offset the thermal strain produced in crystal.Using this method,the compensation of the t hermal effect is realized while completing the installation of the thin-disk crystal.The effects of two differe nt installation methods on the thermal effect compensation of thin disk laser are analyzed and compared.The results sh ow that the thermal lens effect of thin disk crystal is obviously improved by using three fixed points installat ion method,while maintaining the total pressure generated by the installation.In addition,with the increase of thin-disk crystal′s thickness,the compensation effect will be worse by applying the extern al load.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

曹健东,程小劲,范米,项博良.端面泵浦薄片激光器热效应补偿方法的研究[J].光电子激光,2019,30(2):111~116

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  • 收稿日期:2018-07-27
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  • 在线发布日期: 2019-03-26
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