LD变半径泵浦YAGNdYAG复合晶体热效应.docVIP

LD变半径泵浦YAG-Nd:YAG复合晶体热效应 YAG-Nd:YAG复合晶体,实验值与理论值基本一致，打破了以往高斯半径为定值的局限性。新模型的研究结果：当输出功率为15W时，抽运端面中心获得104.99(C最高温升和2.61(m最大热形变量。这种新的研究方法可以更准确地应用到其它激光晶体热问题的研究中，为有效解决激光系统热问题提供理论依据。 YAG-Nd:YAG，矩形截面，温度场，热形变场 。 Thermal effect of the variable Gaussian radius by LD YAG-Nd:YAG Crystals Abstract： The employment of a composite crystal has been demonst rated to be a useful method in relieving the thermal lensing , resulting in higher output power and better beam quality . Compared with the theoritical values , the experiment values are largely accord with the theory based on the new physics model using variable Gaussian radius . It breaks through the limitation that the Gaussian radius was a const before . The new research results show that the maximum temperature rise of 101.35(C and the maximum thermal distortion of 2.61(m can be obtained in the center of the pump end surface when the YAG-Nd:YAG laser crystal is pumped by a Diode Laser with a output power of 18 Watt from the center of end face . This new method can also be applied to the research on the other thermal problems of laser crystal and offer theoretical basis for effectively solving the thermal problems in laser system . Keywords： composite YAG-Nd:YAG; rectangular section; temperature field; thermal distortion field; 引言：　 近几年随着大功率激光器的不断问世,新的激光晶体的出现，热透镜效应严重影响着激光器的性能，分析、解决热透镜效应问题的关键是选择转换效率高、光束质量好的晶体和晶体内部温度场、热形变场的准确计算。 虽然复合晶体并不能有效地减轻由于折射率变 化而形成的热透镜效应，但是它可以有效降低晶体 本身的温度,减小热应力，更重要的是它可以消除端 面变形形成的热透镜效应。[1-4 ] 以往激光晶体温度场的研究[5 ]，引入了较大的计算误差，实际上高斯半径是按照一定规律变化的，本文建立了一种与光束分布实际情况相吻合的物理模型，为谐振腔的长度设计提供准确的理论依据。 1复合晶体的结构模型及高斯半径的变化规律 复合激光晶体抽运端面镀有808nm高透膜（透过率T98%）以及1064nm高反膜（反射率R99.9%），形成激光谐振的腔镜。晶体另一端面镀1064nm增透膜（反射率约为0.2%）。图1所示为端面抽运复合YAG-Nd:YAG晶体简图YAG晶体YAG晶体端沿中心入射复合晶体 图YAG-Nd:YAG晶体结构简图Schematics of end-pumped YAG-Nd:YAG composite crystal 分析、解决热效应问题的关键是激光晶体内部温度场和热形变场的准确计算。高斯半径（w）的变化情况如图2所示： 图.2 激光晶体热模型简图 Fig.2 schematic diagram of laser crystal thermal model 其变化规律为[5]： （1） （2） 为光束在处