Affiliation of Author(s):
理学院
Key Words:
激光器；激光二极管；YAG/Yb∶YAG；热效应；复合晶体
Abstract:
以激光二极管（LD）端面泵浦方形 YAG/Yb∶YAG 复合晶体为研究对象，采用有限元分析方法，并根据热传导理论以及连续 LD 端面泵浦方形 YAG/Yb∶YAG 的工作特点，系统分析了泵浦功率、YAG 晶体厚度及截面尺寸对激光晶体温度、热应力及热形变的影响。计算过程中经光学耦合系统准直聚焦的泵浦光斑半径为 400 µm。研究结果表明：当 Yb∶YAG 晶体尺寸为 4 mm×4 mm×1 mm，YAG 晶体厚度为 0. 1 mm 时，随着泵浦功率由 60 W 增加为 80 W，YAG/Yb∶YAG 方片晶体内最高温升明显增大，由 37. 19 ℃变为 82. 92 ℃；当 YAG 晶体厚度由 0 mm 增加为 0. 5 mm 时，薄片晶体内最大热应力由 26. 93 MPa 变为 10. 438 MPa，最高温升也随之降低了 18. 18 ℃，但由热应力产生的热形变基本保持不变。利用方片 YAG/Yb∶YAG 复合晶体能够有效降低激光晶体内最大热应力及最高温升，对全固态 Yb∶YAG 激光器的设计及高功率输出具有指导意义。
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