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直接液冷端面泵浦Nd:YLF薄片激光器热效应分析

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激光与光电子学进展 2024年第15期61卷 230-238页

作者：杨奕萱周雅诵郭广妍董士远王惟泽邓可然蒋茂华王柯重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,... 详细信息

直接液冷端面均匀泵浦薄片激光器具有高光束质量输出潜质,针对制约其高光束质量输出的热致波前畸变难题,基于流体力学层流模型开展了热效应分析。通过对比理想的满口径泵浦和实际的非满口径泵浦两种热加载条件下的温度分布和波前畸变,指出冷却液沿流动方向的热量累积使激光器产生了沿流动方向的波前畸变,沿薄片横向在泵浦边缘位置处温度的陡然下降造成了激光波前的严重恶化,实验结果也验证了这一结论。另外,热安全性评估指出,单薄片最大热负载受到薄片应力的限制,先于固液界面温升达到瓶颈;热致波前畸变分析指出,Nd:YLF薄片热变形致波前畸变可忽略不计、流体热光效应是波前畸变主要来源。

关键词：薄片激光器直接液冷浸入式激光器热效应热致波前畸变

高功率分布反射式直接液冷薄片阵列激光放大设计与实验研究

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中国激光 2024年

作者：易家玉王君涛周唐建尚建力曹海霞涂波高清松中国工程物理研究院应用电子学研究所先进激光与高功率微波全国重点实验室

设计了一种基于分布反射式的直接液冷激光放大构型，采用数十片Nd:YAG增益介质密集堆叠构成激光增益模块，使用特种冷却液自增益介质间的平板微流道内流动实现直接冷却，同时在增益模块中设计类似Zig-Zag放大路径实现激光放大输出，有... 详细信息

设计了一种基于分布反射式的直接液冷激光放大构型，采用数十片Nd:YAG增益介质密集堆叠构成激光增益模块，使用特种冷却液自增益介质间的平板微流道内流动实现直接冷却，同时在增益模块中设计类似Zig-Zag放大路径实现激光放大输出，有效结合了直接液冷激光的高效冷却、无热沉焊接特点以及Zig-Zag通光的像差自补偿及高效提取优势。对激光放大构型、增益介质参数、激光增益、热致波前等问题开展了理论仿真和分析。搭建了基于分布反射式的直接液冷激光放大实验系统，实现了输出功率为21.2kW、光光效率为36.9%、以及光束质量β为4.8倍衍射极限的准连续（QCW）线偏振激光输出。验证了分布反射式的直接液冷激光放大技术路线的可行性。

关键词：激光器固体激光直接液冷 Zig-Zag光路薄片激光器

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高功率直接液冷固体薄片激光器的设计与实验

中国激光 2018年第12期45卷 18-28页

作者：易家玉涂波曹海霞安向超廖原尚建力吴晶崔玲玲苏华阮旭高清松唐淳张凯中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 北京应用物理与计算数学研究所北京100088 复旦大学信息科学与工程学院上海200082

设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热... 详细信息

设计了一种新型高功率直接液冷固体薄片激光器,由数十至数百片透射薄片密集堆叠构成分布式增益系统,使特种激光冷却液在增益介质间的平板微流道内流动以实现薄片直接冷却,有效解决了传统高功率固体激光器中增益介质焊接于热沉引入的热致应力、焊接面变形等问题。对该激光器的腔内损耗、腔内像差等参数进行了优化设计。分析了影响光-光转换效率的关键因素,根据像差特点给出了光束质量控制方法。将20片薄片以特别角度密集堆叠构成增益模块,利用两个增益模块在稳腔和非稳腔中均实现了功率大于9kW的准连续波(QCW)偏振激光输出,且这一实验室光源的体积小于0.4m3。

关键词：激光器高功率激光固体激光薄片激光器直接液冷

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直接液冷薄片激光器波前畸变优化研究

中国激光 2022年第23期49卷 26-32页

作者：魏前明阮旭易家玉马宇中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519000 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳612000 中国工程物理研究院高能激光重点实验室四川绵阳612000

对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实... 详细信息

对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实际工作条件,建立了单薄片双通道增益模块在对称情况下的模型,研究了微通道高度、薄片厚度、冷却液雷诺数等参数对激光器输出波前畸变的影响。结果表明:当其他条件一定时,随着微通道高度及薄片厚度的减小,激光器输出光束质量提高;随着冷却液雷诺数增大,激光器输出光束质量提高。经遗传算法优化后的设计参数产生的输出光束光程差均方根值为3.27μm,峰谷值为6.11μm,相较于经典文献设计参数下的均方根值和峰谷值分别降低了12.3%和15.6%。

关键词：激光器直接液冷薄片激光器耦合模拟波前畸变遗传算法优化

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基于液冷管理技术的储能电池系统研究现状

河南科技 2024年第16期51卷 80-83页

作者：巩智利西安交通大学陕西西安710049

[目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影... 详细信息

[目的]储能电池对温度敏感,需要精确的电池管理系统以保持电池组的最佳工作温度范围和温度的均一性,进而提高电池系统的性能和使用寿命,因此,对基于液冷管理技术的储能电池系统进行研究具有重要意义。[方法]通过分析温度对电池性能的影响,介绍了各种电池热管理技术,并从间接接触、直接接触两方面综述了液冷管理技术的研究现状,对比了两种冷却方式的优缺点。[结果]间接液冷的优化主要集中在冷却系统的流道结构、夹套、冷板和冷却介质的改进,直接液冷的研究重点在于冷却介质的优化。[结论]研究结果可为开发基于液冷管理技术的储能电站提供技术指导。

关键词：储能电池热管理间接液冷直接液冷

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动力锂电池组液冷散热分析及优化

电源技术 2020年第4期44卷 501-504页

作者：邱翔陈诚李家骅徐文泰上海应用技术大学理学院上海201418 上海应用技术大学机械工程学院上海201418 上海应用技术大学城市建设与安全工程学院上海201418

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液... 详细信息

为解决动力锂电池组散热问题,建立三维生热与传热模型进行数值计算。在1 C、2 C、3 C放电倍率下,计算结果与实验数据进行了对比,表明了电池仿真模型的准确性与适用性。再以3 C放电倍率为基础,进一步数值分析电池散热系统的传热及直接液冷的冷却;为提高冷却效率,将原平滑壁面改为肋条结构,数值计算结果表明,从无肋条到肋条高度为10 mm,电池单体的最高温度降低了13.1℃,降低30%;单体的最大温度降低了12.7℃,降低74.3%;电池间的最大温差降低了13.1℃,降低了72.8%,有效地提升了电池温度的均匀性,使电池组工作的温度控制在合理的范围之内。

关键词：动力锂电池直接液冷肋条