端面泵浦热传导各向异性激光棒的温度场

作     者：李隆 聂建萍 史彭 冯小娟 甘安生 LI Long;NIE Jian-ping;SHI Peng;FENG Xiao-juan;GAN An-sheng

作者机构：西安建筑科技大学理学院陕西西安710055 中国科学院物理研究所北京100190 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2009年第17卷第12期

页      面：2931-2938页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家973重点基础研究发展规划项目(No.2006CB910300) 陕西省工业攻关资助项目(No.2008K05-15) 

主　　题：固体激光器 各向异性介质 激光棒 Nd∶YVO4晶体 温度场 

摘      要：为了解决LD端面泵浦热传导各向异性激光介质产生的热效应问题,建立了端面绝热、侧面冷却的Nd∶YVO4晶体热模型。考虑到Nd∶YVO4为热传导各向异性材料,而光纤耦合LD输出光束有超高斯分布的特点,利用特征函数法和常数变异法得到了超高斯光束端面泵浦热传导各向异性激光介质温度场的一般解析表达式,并定量分析了超高斯泵浦光阶次、泵浦功率以及光斑尺寸对Nd∶YVO4晶体温度场的影响。研究结果表明,若LD输出功率为50W,光学聚焦耦合器的传输效率为82%,用四阶超高斯光束端面泵浦掺钕离子质量分数为0.5%的Nd∶YVO4晶体时,泵浦面可获得528.95℃的最大温升。所得结果可用于LD端面泵浦热传导各向异性激光介质全固态激光器热稳腔的设计,对于提高激光器性能具有理论指导作用。