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１００ 工 具 技 术 ＡＮＳＹＳ在 ＣＣＤ器件温度场仿真中的应用 王景福，赵肖楠，宋林森 长春理工大学 摘要：根据ＣＣＤ器件的特点及实际工作环境，建立其在脉冲激光辐射下温度场的仿真数学模型。利用ＡＮ ＳＹＳ软件ＡＰＤＬ语言实现ＣＣＤ器件参数化建模的全过程，完成ＣＣＤ器件温度场的数值模拟，得到不同时间段脉冲 激光辐射下的温度场分布和温升曲线。 关键词：光学元件；ＣＣＤ器件；脉冲激光；温度场；仿真 中图分类号：ＴＧ６６５；ＴＨ７４１　　　　　　文献标志码：Ａ ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＣＣＤＴｅｍｐｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄｂｙＵｓｉｎｇＡＮＳＹＳ ＷａｎｇＪｉｎｇｆｕ，ＺｈａｏＸｉａｏｎａｎ，ＳｏｎｇＬｉｎｓｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅＣＣＤｄｅｖｉｃｅａｎｄｉｔｓａｃｔｕａｌｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｉｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｍａｔｈ ｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｐｕｌｓｅｌａｓｅｒｒａｄｉａｔｉｏｎ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＡＮＳＹＳｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄＡＰＤＬｌａｎｇｕａｇｅ， ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄ．Ｉｔａｌｓｏｈａｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａ ｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔＣＣＤｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒ．Ａｎｄｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｃｕｒｖｅｓ ｕｎｄｅｒｐｕｌｓｅｌａｓｅｒｒａｄｉａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔ；ＣＣＤ；ｐｕｌｓｅｌａｓｅｒ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 析方式难以满足这种情况的温度场分析要求。结合 　引言 实际，利用ＡＰＤＬ语言对脉冲激光作用于ＣＣＤ器件 在激光辐照下，光学元件ＣＣＤ器件各层材料对 的温度场进行分析，探索影响光学元件的温升因素， 热量的吸收，导致光学元件各层材料之间热量的传 可以有效降低激光辐照时光学元件温度的升高，提 导和扩散，再加上四周空气对流的作用以及光学元 高光学元件的抗激光损伤阈值，延长光学元件的使 件自发的热辐射，将会在光学元件各层材料内形成 用寿命。 ［１］ 随时间和空间分布的温度场 。为了减少光学元 　 器件的数学模型 件的吸收损耗，制备出高质量的光学元件，提高光学 系统输出光束质量及其稳定性，有必要对光学元件 ＣＣＤ器件是多层分层结构，在高斯脉冲激光辐 的温升进行深入的研究。 照下，温度变化条件复杂。通过有限单元的划分，把 ＡＮＳＹＳ软件能够解决各种稳态、瞬态、线性和 求解的问题离散化为有限的自由度，使其转化为代 非线性热传导问题，适用复杂形状结构和各种材料 数方程组的求解问题，使复杂问题通过数值分析得 及边界条件。ＡＮＳＹＳ提供专门参数化设计语言ＡＰ ［３］ 到求解 。本文通过有限元法求解光学元件的温 ［２］ ＤＬ，可方便