灯泵钕玻璃激光器热容与常规方式运行对比研究

钕玻璃激光器采用双灯、对称紧耦合非聚焦泵浦腔,激光棒的冷却通道与闪光灯的水冷却通道分开且相互独立。用重复频率10Hz、脉冲宽度250μs的两盏闪光灯,同时进行侧面对称抽运,抽运功率900W。激光器先后以热容方式及常规水冷方式运行10s,分别记录100个光脉冲的脉冲能量和100个光脉冲的光斑图像。通过对比分析,热客方式运行的钕玻璃激光器的平均输出功率及单脉冲能量都高于常规运行方式,约为1．4倍,而热容方式运行的钕玻璃激光器具有显著的热负透镜效应,有别于常规方式运行的热正透镜效应。最后再结合理论计算,验证了热容激光器在抽运阶段输出的全部脉冲串能量的理论值。本结果对进一步了解钕玻璃激光器热容工作方式运行的输出特性具有一定的参考价值。     

钕玻璃激光器热容方式运行的能量特性研究

钕玻璃激光器采用双灯对称紧耦合非聚焦泵浦腔,先后以热容及常规水冷方式运行10 s（重复频率10 Hz）,分别记录100个光脉冲的脉冲能量.通过对比实验分析脉冲能量变化趋势,热容方式运行的钕玻璃激光器的平均输出功率及单脉冲能量均高于常规运行方式,约为1.4倍.结合理论计算,验证了热容激光器在抽运阶段输出的全部脉冲串能量的理论值.该结果对进一步了解钕玻璃激光器热容运行方式的输出特性具有一定的参考价值.     

热容型钕玻璃棒状激光器特性的理论研究

对钕玻璃棒状激光器在热容型的运行方式下的特性,包括温度和应力分布作了分析,并和常规抽运和冷却方式下棒横截面的温度和应力分布作了比较。分析表明,热容型激光器比常规激光器有能在短时间内输出非常高的能量的显著优点。     

热容激光器介质热效应及补偿分析

阐述了闪光灯抽运钕玻璃棒热容型激光器重频工作方式下瞬态温度分布模型和热透镜焦距模型,进行了数值计算,并和常规冷却模式下进行了比较研究.结果表明:热容型激光器工作物质中心温度低于表面温度,温度梯度较小;热容模式下热透镜效应为负透镜效应,且热效应的变化趋势比冷却模式下简单得多,热畸变的大小比冷却模式也小,抽运结束后恢复到无畸变状态的时间较之冷却模式也短的多.最后分析了热透镜效应的补偿方法,利用动态调腔法是困难的,利用双压电晶片镜法是可行的.     

热透镜效应对固体激光器输出影响研究

对含热透镜的固体激光器谐振腔进行理论分析,得到等效谐振腔的G参数,分析讨论G参数随泵浦功率的变化,给出了不同腔型输出功率的变化情况.采用TmYAP激光器作为研究对象,由实验验让了不同腔型激光输出功率的变化,得出对平平腔固体激光器而言,短腔适合高功率输出的结论.     

染料激光器的热透镜效应及三重态的消除方法

介绍可调谐连续环状染料激光器的结构,给出克服热透镜效应和消除三重态的方法。     

重复率高功率Nd玻璃激光器的热透镜效应的消除

研究了重复率高功率强激光作用下热平衡状态激光的热透镜效应。观察和分析了激光棒从非热平衡到热平衡状态的热透镜效应，通过采取插入光学补偿系统的方法，使得激光器系统在热平衡状态下的热透镜效应得以消除，从而得到较好的激光输出和稳定的实验系统。     

管状激光介质的热透镜效应

从理论上详细分析了管状激光介质的热透镜效应,提出了“热感应光线轴”的观点,推导出确定管状激光介质光学性质的折射率分布、二维光线矩阵和热透镜焦距。     

激光二极管抽运的激光器热透镜效应的研究

用激光二极管经光纤耦合和 GRIN透镜聚焦后抽运 Nd3 :YAG激光器 ,用非稳腔方法测量了 Nd3 :YAG晶体的等效热透镜焦距 ;同时 ,对描述热透镜效应的理论模型进行适当补充 ,使之适合于激活介质中抽运光半径随位值变化的情况 ,所得理论结果与实验结果随抽运功率的变化趋势相一致 ,同时二者也存在一定差距 ;分析了理论结果与实验结果存在差距的原因     

热透镜效应补偿的高功率Nd:YAG激光器的优化设计

为了获得高功率、高光束质量的1064nm激光,采用凹透镜作为补偿透镜来补偿激光棒的热透镜效应。对补偿透镜的选取进行理论分析,并使用所设计的包含补偿透镜的平平谐振腔Nd:YAG激光器进行了实验验证。在实验中,使用焦距为250mm的凹透镜、透过率为30%的输出耦合镜,获得了55W的高功率、高光束质量的1064nm激光输出。结果表明,此项研究对高功率、高光束质量激光器谐振腔的设计是有帮助的。     

Investigating Transient Thermal Effects in Flash-Lamp-Pumped Heat Capacity Nd:YAG Rod Laser

Transient thermal effects induced in the laser medium under heat capacity (HC) mode of operation and its influence on the output laser performance is presented. Thermal loading and the resulting negative lensing effects are shown to be different under lasing and nonlasing conditions. Negative refractive power of laser rod affecting the laser resonator stability was observed to be the major cause for the decline in the output power in HC mode. An active resonator model based on measured thermal refractive power is discussed and impact of resonator design parameters on laser beam quality is investigated. An output power of 152 W in HC mode for a run time of 5 s has been obtained. Comparative performance results in conventional continuously cooled (CC) mode is also discussed to highlight the characteristic differences in the two operating modes. Nearly 2–3 times better output beam quality was obtained in HC mode as compared to CC mode.      

LD抽运Nd:GGG热容激光器实验研究

报道了激光二极管抽运单片NdGGG热容激光器,实验获得平均输出功率为1.49 kW的激光输出,光-光转换效率为24.1%.同时对介质不同截面内抽运光、温度及温度梯度分布的瞬态三维分布进行了计算模拟.     

Nd:GGG激光晶体热容工作下的热致效应与冷却特性数值模拟

基于对称双侧激光二极管（LD）抽运Nd：GGG（掺钕钆镓石榴石）激光晶体板条，从热传导基本方程出发，以废热等效于内热源模型为前提，利用有限元分析软件ANSYS对Nd：GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟，分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明：在激光发射阶段，边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度，由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0．2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却条件下的温度变化过程，研究了适用于热容板条固体激光器工作的冷却手段。     

Nd∶GGG激光晶体热容工作下的热致效应与冷却特性数值模拟

基于对称双侧激光二极管(LD)抽运Nd∶GGG(掺钕钆镓石榴石)激光晶体板条,从热传导基本方程出发,以废热等效于内热源模型为前提,利用有限元分析软件ANSYS对Nd∶GGG板条在热容工作下的瞬态温度场及应力场进行了数值模拟,分析了在不同边界条件下温度和应力随时间和空间的变化特性及其热致变形。计算结果表明:在激光发射阶段,边界非绝热使得板条在垂直光轴方向产生温度梯度,由此产生的折射率梯度和应力梯度导致距离光轴最远的板条边缘和光轴处产生约0.2μm的变形量。同时模拟了冷却阶段空气对流冷却、水循环冷却及喷雾冷却条件下的温度变化过程,研究了适用于热容板条固体激光器工作的冷却手段。     

LD端面泵浦Nd:KGW激光器热效应的理论研究

通过建立晶体的热传导模型,合理设定边界条件和求解泊松方程,得到了晶体内部的温度分布图。进而计算了Nd:KGW晶体由端面形变引起的光程差和总的光程差,同时得到了不同抽运功率下的热焦距。计算结果表明,Nd:KGW晶体的热效应十分严重,晶体的端面形变是导致热透镜效应的主要因素。     

板条热容激光器的二维热特性

固体热容激光器(SSHCL)作为高功率固体激光器的一个重要发展方向,引起人们广泛关注。数值模拟激光介质板条在热容方式下工作的温度和应力分布是了解该类激光器工作特性的一种有效手段,采用平面应力近似法导出了半导体激光器抽运热容激光介质板的二维温度和应力分布公式,同时也对二维抽运光吸收密度、介质板温度分布和折射率变化进行了分析与讨论。数值计算的结果表明二维效应的温度分布和应力分布要比一维效应给出的分布更均匀。