书书书
第
36
卷
第
1
期
中
国
激
光
Vol.36
,
No.1
2009
年
1
月
CHINESEJOURNALOFLASERS
Januar
y
,
2009
文章编号:
02587025
(
2009
)
01003706
犔犇
侧边抽运板条激光器的热效应
朱广志
朱
晓
朱长虹
齐丽君
胡
涛
何
里
(华中科技大学光电子科学与工程研究院,湖北 武汉
430074
)
摘要
对
LD
侧边抽运的板条激光介质热效应进行理论分析与数值模拟,根据
2.5mm×14mm×40mm Nd∶YAG
板条实物建立了相应的三维(
3D
)热 模 型,采 用 有 限 元 方 法 分 析 并 模 拟 了 板 条 激 光 介 质 内 部 温 度 场 和 热 应 力 的 分
布,给出在
120 W
抽运功率下板条激光介质的热畸变特性,估算了在不同抽运功率下热焦距的大小。在此基础上 设
计并封装了
LD
侧边抽运的板条激光模块,对该模块的热焦距进行实验研究,得到热焦距随抽运功率变化的测量曲
线
,实验结果与理论分析一致。
关键词
激光器;固体激光器;板条激光介质;热效应;热焦距
中图分类号
TN248.1
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
CJL20093601.0037
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收稿日期:
20080526
;收到修改稿日期:
20080704
基金项目:华中科技大学研究生科技创新基金(
HF05022007230
)资助项目。
作者简介:朱广志(
1977
—),男,博士研究生,主要从事固体激光器及其非线性频率变换技术的研究。
Email
:
z
g
zxb
@
sohu.com
导师简介:朱
晓(
1963
—),男,教授,博士生导师,主要从事固体激光技术及其应用方面的研究。
Email
:
zx
@
hust.edu.cn
1
引
言
早 在
20
世 纪
70
年 代 美 国
GE
公 司 的
W.B.
Martin
等
[
1
]
就提出了板条激光器设计的概 念,使 得
板条晶体内部温度 场 的分布 趋 于均匀,极 大降低 了
晶体本身 的 热 效 应。 这 一 优 于 棒 状 结 构 的 冷 却 方
案,使得近几年来对 板 条激光 器 的研究 受 到了国 内
外的关注。传统的 板 条激光 器 采用大 面 抽运、大 面
冷却的方式,激光在晶体中沿
zi
g
za
g
形光路传输消
除了一阶热聚焦
、应 力 双折射 和 退偏效 应。 但 该方
案具有结构设计复 杂、吸收 长 度短和 抽 运效率 低 等
缺点
,限制了传统板条激光器的发展。
随着半导体激光器以及晶体加工工艺水平的发
展,各种新型板条的设计方案不断地涌现,并获得了
良好的效果
[
2
~
5
]
。其中
LD
侧边抽运的设计方案受
到密切的关注
[
6
]
。该 方法使 抽 运与冷 却 面分 离,抽
运光从板条的侧边 方 向抽运 进 去,而在 两 个大面 上
实现冷却,使整体的结构设计变得简单,另一方面板
条晶体可加工得更薄,冷却效果更好,从而提高了板
条的破坏极限
,抽运 功 率密度 和 吸收长 度 也得到 进
一步的提高。