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首页优化中红外固态激光器散热策略:理论建模与实验验证
本文主要探讨了紧凑型中红外固体激光器的散热性能优化问题。中红外固体激光器由于其结构紧凑,特别是抽运源模块对于温度控制有着极高的要求,这使得散热成为一个挑战。为了有效解决这一问题,研究者采用了多种散热技术的组合,包括强制对流冷却、半导体制冷以及热管导热。 作者运用COMSOL有限元软件建立了一个详细的散热系统模型,该模型考虑了激光器内部和侧壁的温度分布,通过安装温度传感器实时采集数据,以便与有限元计算结果进行对比,验证了模型的准确性和有效性。这种数值模拟方法对于理解和优化激光器的散热性能至关重要。 文章深入分析了在不同的环境温度条件下,如风扇转速的调整和热管数量的增加对激光器散热性能的影响。研究发现,提升风扇转速可以增强气流对流,从而提高散热效率;而增加热管的数量则能更有效地将热量传输到外部,进一步改善散热效果。值得注意的是,随着环境温度的升高,这些改进措施对散热性能的提升更为显著。 关键词“激光器”、“固体激光器”、“温度分布”、“强制对流散热”和“热管”表明了文章的核心关注点,即如何通过精确的散热设计来确保紧凑型中红外固体激光器在高功率运行时的稳定性和可靠性。这项研究对于激光器的设计者和工程师来说具有实际应用价值,它提供了优化现有和开发新型激光器散热策略的重要参考依据。
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第
卷
第
期
中
国
激
光
年
月
CHINESEJOURNALOFLASERS
March
紧凑型中红外固体激光器散热性能分析
张
阔
,
,
于 德 洋
,
,
何
洋
,
,
潘 其 坤
,
,
陈
飞
,
,
李 殿 军
,
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室
吉林 长春
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电对抗技术创新研究室
吉林 长春
摘要
针对中红外固体激光器结构紧凑
抽运源模块温度要求严苛等引起的激光 器散 热难题
采用 强制 对流冷 却
半导体制冷与热管导热等多种方法相结合建立了激光器的散热系统
应用
有限元软件建立了紧凑 型中
红外固体激光器散热系统有限元模型
利用温度传感器 采集 激 光器 侧壁 和 内部 温度 数 据
对 比有 限元 计 算结 果验
证了模型的有效性
基于此模型计算了 在 不同 环 境 温 度条 件 下 如 风扇 转 速
热 管 等参 数 对 激 光器 散 热 结 果的 影
响
提高风扇转速
增加热管等方式可提高激光器散热效果
并且随着环境温度升高
散热效果改善明显
关键词
激光器
固体激光器
温度分布
强制对流散热
热管
中图分类号
文献标识码
doi
:
.
/
CJL.
Anal
y
sisonCoolin
g
PerformanceofCom
p
actMidGInfraredSolidStateLaser
StateKe
y
Laborator
y
o
f
LaserInteractionwithMatter
Chan
g
chunInstituteo
f
O
p
tics
FineMechanicsand
Ph
y
sics
ChineseAcadem
y
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Sciences
Chan
g
chun
Jilin
China
InnovationLaborator
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chun
Jilin
China
Abstract
Ke
y
words
OCIScodes
收稿日期
收到修改稿日期
基金项目
吉林省重大科技招标项目
吉林省重大科技攻关项目
作者简介
张
阔
男
博士
助理研究员
主要从事高功率激光器方面的研究
通信联系人
.
引
言
波段中红外激光在大气传输中衰减最小
并且该波段涵盖了许多原子和分子的吸收峰
因此该
波段在激光雷达
探测
遥感
激光光谱学
大气监测等诸多领域有广泛应用
典型的中红 外激光器有
气体
激光器
化学激光器
二极管激光器
稀土掺杂固体激光器和光参量振荡器
等
其中
具有调谐
范围宽
全固化
结构紧凑和输出功率高等优点
受到广泛关注和研究
工业用紧凑型
将抽运源 模
块和
模块集成于一个箱体内
抽运源的电光转换效率为
激光器运行过程中抽运源产生的
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weixin_38512659
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