脉冲LD抽运下Yb:YAG晶体温度场的深度分析

本文主要探讨了脉冲激光二极管（LD）端面抽运对变热导率方片Yb:YAG晶体温度场的影响。Yb:YAG是一种重要的激光晶体材料，其性能对于激光器的设计至关重要。研究者建立了一个端面绝热、周边恒温的热传导模型，通过半解析理论和牛顿法来精确计算在不同抽运条件下的温度分布。具体来说，他们关注了抽运功率（如80 W）、超高斯光束的阶次（例如3阶）以及光斑半径（400 μm）等参数对晶体温度场的影响。 研究结果显示，随着抽运功率的增加，晶体的温度上升明显。当抽运功率为80 W时，即使在考虑晶体热导率随温度变化（即变热导率）的情况下，抽运端面处的温升也从31.69℃提高到35.66℃，这表明高抽运功率会显著增加晶体局部的热量积累。此外，光束的阶次和光斑大小也会影响热量传递效率，更复杂的光束形状可能导致温度分布更加不均匀。 这一研究成果对于优化Yb:YAG激光器的设计具有重要意义，它可以帮助工程师们更好地理解如何控制和管理这些高温条件，以提高激光器的性能和稳定性。了解晶体温度场的变化规律，可以避免过热损坏，延长器件寿命，并可能推动新型高效、高性能激光器的发展。 脉冲LD端面抽运变热导率方片Yb:YAG晶体温度场的研究，为我们提供了一种量化理解和优化激光器工作条件的方法，对于激光技术领域的实践和理论发展都有着积极的推动作用。